GIÁO TRÌNH HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THAN Dùng cho sinh viên Đại học chính quy Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Hóa học

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SAO ĐỎ ******* GIÁO TRÌNH HĨA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN THAN Dùng cho sinh viên Đại học quy Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Hóa học (Tài liệu lưu hành nội bộ) NĂM 2015 MỤC LỤC CHƢƠNG NGUỒN NGUYÊN LIỆU THAN ĐÁ 1.1 Nguồn gốc trình hình thành than 1.1.1 Khái niệm than đá 1.1.2 GiẢ thuyết vỀ nguồn gốc thực vật 1.1.3 Quá trình hình thành loại than 1.2 TrỮ lƣợng than thẾ giỚi 12 1.3 Tình hình ngành cơng nghiỆp than Ở ViỆt Nam 15 CHƢƠNG CẤU TẠO VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA THAN 18 2.1 CẤu tẠo hóa học than 18 2.2 Thành phần thạch học 22 2.3 ThuỘc tính vật lý – hóa lý cỦa than đá 25 2.4 Thành phẦn hóa hỌc cỦa than đá 35 CHƢƠNG CÔNG NGHỆ ĐỐT VÀ CHUYỂN HÓA THAN 51 3.1 Công nghỆ đốt than 51 3.1.1 Công nghỆ đỐt cháy theo tẦng lỚp cỐ đỊnh 51 3.1.2 Tính tốn sỰ đỐt cháy cỦa lò đốt 54 3.1.3 Tính tốn sỰ đỐt cháy cỦa chất đốt lỎng rẮn 56 3.2 Cơng nghỆ chuyỂn hóa than 60 3.2.1 Cơng nghỆ khí hoá than 61 3.2.2 Chuyển hóa than thành hóa chất 617 3.3 Áp dỤng cơng nghỆ chuyỂn hóa than 79 MỞ ĐẦU Năng lƣợng kỷ 21 vấn đề nóng hổi tồn cầu Khi nguồn nhiên liệu dầu khí khí đốt đƣợc dự báo cạn kiệt vòng 50 đến 60 năm tới, dẫn đến giá dầu, khí ngày tăng cao làm cho nhiều nghành sản xuất phụ thuộc nhiều vào nguồn nhiên liệu phải gặp nhiều khó khăn, đặc biệt quốc gia nhập dầu, khí Việt Nam nằm top nƣớc tiêu thụ lƣợng tƣơng đối lớn so với khu vực giới Nhu cầu điện ngày lớn, khả cân đối tài để khai thác chế biến 55 ÷ 58 triệu than sau năm 2015 khó khăn Nhu cầu than riêng cho ngành điện vào năm 2020 với công suất nhà máy điện than 36 nghìn MW để sản xuất 154,44 tỷ kWh, tiêu thụ 67,3 triệu than Năm 2030, công suất nhà máy nhiệt điện than 75.748,8 MW để sản xuất 391,980 tỷ kWh, tiêu thụ tới 171 triệu than Than đá loại nhiên liệu hóa thạch rắn có ích ngành cơng nghiêp Thành phần than đá cacbon, ngồi cịn có ngun tố khác nhƣ lƣu huỳnh Than đá, sản phẩm trình biến chất, lớp đá có màu đen đen nâu đốt cháy đƣợc Than đá nguồn nhiên liệu sản xuất điện lớn giới, nhƣ nguồn thải khí carbon dioxide lớn nhất, đƣợc xem nguyên nhân hàng đầu gây nên tƣợng nóng lên tồn cầu Than đá đƣợc khai thác từ mỏ than lộ thiên dƣới lòng đất Than đá sử dụng nhiều sản xuất đời sống Trƣớc đây, than dùng làm nhiên liệu cho máy nƣớc, đầu máy xe lửa Sau đó, than làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, ngành luyện kim Gần than cịn dùng cho ngành hóa học tạo sản phẩm nhƣ dƣợc phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo Than chì dùng làm điện cực Ngồi than đƣợc dùng nhiều việc sƣởi ấm từ xa xƣa nhƣng cháy chúng tỏa nhiều khí CO gây ngộ độc nên cần sử dụng lị sƣởi chun dụng có ống khói dẫn ngồi nhƣ có biện pháp an tồn sử dụng chúng Than có tính chất hấp thụ chất độc ngƣời ta gọi than hấp thụ than hoạt tính có khả giữ bề mặt chất khí, chất hơi, chất tan dung dịch Dùng nhiều việc máy lọc nƣớc, làm trắng đƣờng, mặt nạ phòng độc Từ than đá, ngƣời tạo hàng nghìn hợp chất hữu trung gian, nguyên liệu vô quan trọng công nghiệp tổng hợp hữu Hóa học cơng nghệ chế biến than môn khoa học nghiên cứu chất, nguồn gốc, thành phần cấu tạo tính chất than đá sản phẩm chế biến chúng Trong giáo trình chuyên ngành đƣợc trình bày nội dung cần thiết để cung cấp cho sinh viên hệ đại học, cao đẳng ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học làm tài liệu học tập tham khảo giúp ích cho trình học tập, nghiên cứu khoa học công tác sau Chƣơng NGUỒN NGUYÊN LIỆU THAN ĐÁ 1.1 Nguồn gốc trình hình thành than 1.1.1 Khái niệm than đá Than đá loại nhiên liệu hóa thạch đƣợc hình thành hệ sinh thái đầm lầy nơi xác thực vật đƣợc nƣớc bùn lƣu giữ khơng bị ơxi hóa phân hủy sinh vật (biodegradation) Thành phần than đá cacbon, ngồi cịn có ngun tố khác nhƣ lƣu huỳnh Than đá, sản phẩm q trình biến chất, lớp đá có màu đen đen nâu đốt cháy đƣợc Than đá nguồn nhiên liệu sản xuất điện lớn giới, nhƣ nguồn thải khí carbon dioxide lớn nhất, đƣợc xem nguyên nhân hàng đầu gây nên tƣợng nóng lên tồn cầu Than đá đƣợc khai thác từ mỏ than lộ thiên dƣới lòng đất (hầm lò) Thành phần than đá chủ yếu cacbon với số yếu tố khác, chủ yếu hydro, lƣu huỳnh, oxy nitơ Trong suốt lịch sử, than đƣợc sử dụng nhƣ nguồn tài nguyên lƣợng, chủ yếu đốt để sản xuất điện nhiệt đƣợc sử dụng cho mục đích cơng nghiệp, chẳng hạn nhƣ kim loại tinh chế Một nhiên liệu hóa thạch, loại than cối chết đƣợc chuyển thành than bùn, lần lƣợt đƣợc chuyển đổi thành than non, sau than bitum, cuối than đá Điều liên quan đến trình sinh học địa chất diễn thời gian dài Các quan thông tin lƣợng ƣớc tính than dự trữ 948 × 109 (860 Gt) Một ƣớc tính cho tài nguyên 18000 Gt 1.1.2 Giả thuyết nguồn gốc thực vật Than hình thành từ cacbon hóa cối, thực vật Khi chết, cacbon mô chúng thƣờng tái lƣu chuyển vào môi trƣờng chúng bị phân hủy Sự cacbon hóa xảy vật chất thực vật chết chịu tác động nhiệt áp suất hàng triệu năm Những hạng than khác đƣợc hình thành phối hợp khác thời gian, nhiệt độ áp suất tác động lên vật chất thực vật Hầu hết than đá giới đƣợc hình thành kỷ cacbon từ 286 tới 360 triệu năm trƣớc Trong thời kỳ này, khu vực rộng lớn bề mặt Trái Đất đƣợc bao phủ rừng già ẩm ƣớt Cây chết ngã xuống đầm lầy không phân hủy hồn tồn mà tích tụ thành lớp than bùn dày, ẩm ƣớt Sau đó, đầm lầy bị biển tràn ngập, than bùn bị vùi dƣới lớp trầm tích Qua thời kỳ lâu dài, trầm tích phân rã thêm dần khô cứng thành than nâu hay linhit Khi có thêm lớp trầm tích mới, nhiệt áp suất tăng cao, biến linhit thành than bitum (hắc ín, nhựa đƣờng) Trong vài trƣờng hợp, áp suất gia tăng biến than bitum thành than antraxit (hay than gầy) Than nguồn lƣợng khơng tái tạo đƣợc, phải hàng triệu năm để hình thành Năng lƣợng than xuất phát từ lƣợng đƣợc lƣu trữ loài thực vật khổng lồ sống hàng trăm triệu năm trƣớc khu rừng đầm lầy, trƣớc khủng long xuất Khi loài thực vật khổng lồ chết, chúng tích tụ hình thành lớp phía dƣới đầm lầy Nƣớc bụi bẩn bắt đầu chồng chất lên đỉnh chết Qua hàng triệu năm dƣới tác động áp suất nhiệt độ cao sâu lòng đất làm biến đổi hóa học vật lý đẩy oxy hình thành mỏ than Cách từ 300 đến 350 triệu năm hình thành nên kỷ Cacbon Một đặc điểm bật trầm tích vỏ đất kỷ tầng chứa than đá phổ biến đƣợc hình thành nhiều nơi giới nhƣ Tây Âu, Bắc Mỹ, Nga, Trung Quốc, v.v… Đây lần hình thành mỏ lớn than đá có ý nghĩa kinh tế lịch sử Trái Đất Những tầng chứa than nguồn lƣợng chủ yếu cho phát triển công nghiệp kỷ 19 ngày có ý nghĩa kinh tế quan trọng Trong kỷ Carbon, khu vực nhiệt đới, xích đạo phổ biến lớp trầm tích biển nơng với xen kẽ với lớp tƣớng đầm hồ, tam giác châu chứa vỉa than Các nhịp trầm tích nhƣ lặp lặp lại nhiều lần, có đạt tới bề dày hàng nhiều nghìn mét Điều chứng tỏ Carbon nơi có nhiều đợt biển ngập biển rút, biển rút điều kiện đầm hồ, tam giác châu hình thành nơi phát triển khu rừng phong phú thực vật môi trƣờng đầm lầy Khi vi khuẩn phân hủy chất hữu chƣa phát triển, gỗ thân chết đƣợc tích lũy qua thời gian lâu dài không bị phân hủy nên chất đống lại bị chơn vùi dƣới lớp trầm tích Đó nguồn tạo than đá trầm tích hệ Carbon Hình 1.1 Sự hình thành lớp trầm tích Hình 1.2 Sự hình thành lớp than * Sự phát triển rầm rộ thực vật: Đầu kỷ Carbon thực vật tiếp tục dạng từ Devon muộn, nhƣng sau nhanh chóng trở nên phong phú đa dạng Lần Paleozoi, thực vật cạn Carbon phát triển rầm rộ hình thành khu rừng thực sự, bao gồm nhiều dạng thân mộc – Dƣơng xỉ, Thạch tùng, Mộc tặc, v.v… Trƣớc hết, nhóm Cây vẩy ngành Thạch tùng phát triển phong phú, thân cao tới 30-40 m với đƣờng kính gốc đạt tới vài mét Thân nhóm thực vật có vết sẹo gốc xếp hình vẩy, từ mà có tên thực vật Cây vẩy (Lepidophyta – gốc chữ Hy Lạp, lepidos vẩy, phyta thực vật) Thân khơng phân cành mà hình thành túm nhánh phân đôi tạo thành tán Do sống điều kiện đầm lầy nên chúng có rễ phân nhánh dấu cộng tạo thành hệ rễ mang tên riêng stigmaria Các giống điển hình nhóm Cây vẩy Lepidodendron, Sigillaria Cùng với thực vật Cây vẩy, Dƣơng xỉ thân đốt Dƣơng xỉ có hạt phát triển Khác với Dƣơng xỉ tại, chúng cao to, ví dụ giống Neuropteris, Spheopteris Ngồi cịn có nhiều thực vật Thân đốt (Mộc tặc) nhƣ Sphenophyllum, Calamites thực vật hạt trần cổ xƣa nhƣ Cordaites Trong khu rừng kỷ Carbon vai trò thuộc thực vật Cây vẩy, sau thực vật Thân đốt (Calamites, Annularia), ngồi cịn có Dƣơng xỉ có hạt đại biểu xuất Tuế (Taeniopteris) Về phân bố địa lý, giống nhƣ Devon thực vật kỷ Carbon sớm mang tính chất đồng giới phản ánh điều kiện khí hậu ấm áp Theo nhà cổ thực vật Nga Krishtofovish, từ kỷ Carbon trung bắt đầu phân hóa thành khu hệ tỉnh địa lý thực vật thích ứng với điều kiện khí hậu khác Khu hệ thực vật nhiệt đới bao trùm Bắc Mỹ, Trung Âu Nam Âu qua Trung Quốc phát triển đầy đủ dạng đặc trƣng thực vật kỷ Carbon nhƣ Cây vẩy (Lepidodendron, Sigillaria), Dƣơng xỉ có hạt (Neuropteris, Alethopteris), Dƣơng xỉ thân mộc (Cordaites) Hệ thực vật gồm cao to khơng có vịng gỗ hàng năm, chứng tỏ khơng có xen kẽ mùa nóng mùa lạnh; có lớn Khu hệ Tungusk hay Angara bao trùm Bắc Nga Bắc Á, thể tính chất ơn đới chí khí hậu lạnh Thực vật Cây vẩy vai trị chủ chốt nhƣờng chỗ cho Cordaitales Trong khu hệ có mặt Dƣơng xỉ nhƣ Pecopteris, Gangamopteris Dƣơng xỉ có hạt (Neuropteris) Cây có vịng gỗ hàng năm chứng tỏ có xen kẽ mùa nóng mùa lạnh Khu hệ Gondwana gồm Nam Mỹ, Nam Phi Australia, gọi “khu hệ Glossopteris” theo tên dạng thực vật phổ biến Gondwana – Glossopteris Trong thành phần thực vật khu hệ vắng mặt Cây vẩy, Dƣơng xỉ thân mộc dạng khác đặc trƣng cho khu hệ nhiệt đới Trong đó, Cordaitales đóng vai trị quan trọng với số Dƣơng xỉ nhỏ Hình 1.3 Rừng thực vật khổng lồ cổ đại * Hoạt động kiến tạo cổ địa lý: Hoạt động kiến tạo Carbon sơi động, kỷ hoạt động tạo núi Varisci (Hercyni) xô húc mảng bán cầu bắc Đó xơ húc Siberia với rìa đơng Châu Âu mảng Laurussia để tạo dãy núi Ural Kết hình thành lục địa Laurasia bán cầu bắc, đối trọng với Gondwana bán cầu nam Sự gắn kết mảng Đông Á phức tạp hơn, Siberia nằm vĩ độ trung bình (cũng gọi Angara); Trung Quốc gồm hai khối – Hoa Bắc Hoa Nam kỷ Carbon nằm bán cầu bắc, gần xích đạo có lẽ gắn kết với thành khối (Cathaysia) Song song với kiện vừa nêu xô húc Laurasia với Gondwana tạo nên dãy núi Hercynid Tây Âu dãy Appalach Bắc Mỹ Đó xu hƣớng chung chuyển động hội tụ hai khối lục địa bắc nam tiến trình thành tạo siêu lục địa Pangea Tất hoạt động kiến tạo sơi động vị trí của lục địa thời kỳ đƣợc minh chứng tƣ liệu cổ từ Từ kỷ Devon hai mảng lục địa Baltica Laurentia gắn liền thành lục địa thống nhất, nhƣ bán cầu bắc có hai lục địa lớn Laurussia (Euramerica) Siberia với vài khối nhỏ nhƣ Kazakhstania Hoa Bắc (có thể cịn Cathaysia), cịn phía nam lục địa khổng lồ Gondwana Về đại dƣơng, đại dƣơng Panthalassa (Toàn Đại Dƣơng) xuất đại dƣơng Paleotethys Pleionic Trong kỷ Carbon hoạt động kiến tạo diễn di chuyển hội tụ lục địa Hoạt động tạo núi Varisci trình kiến tạo lớn diễn vào cuối nguyên đại Paleozoi, cuối kỷ Devon qua suốt kỷ Carbon cuối Permi, gồm đến hàng chục pha, nhƣng có ba pha đƣợc nhắc đến nhiều pha Sudet diễn kỷ Carbon sớm, pha Asturi – Carbon muộn pha Ural diễn Permi Ảnh hƣởng tạo núi Varisci rộng lớn, qua hàng chục pha hoạt động tạo núi tạo nên vùng núi uốn nếp lớn giới, gọi vùng núi uốn nếp Hercynid (cũng gọi Variscid, nhƣng tiếng Việt nên viết Hercynid để tránh nhầm lẫn với gọi tên khoáng vật ngọc variscit) Trƣớc hết Tây Âu nhƣ bán đảo Iberia (Tây Ban Nha Bồ Đào Nha), Pháp, Đức, Italia, vùng Balcan Tây Bắc Châu Phi Ở Nga dãy núi Ural vùng Pamir Viễn Đông, Trung Á, Mông Cổ, Thiên Sơn Bắc Trung Quốc Ở Bắc Mỹ hoạt động tạo núi Varisci đƣợc gọi tên tạo núi Alleghen hay tạo núi Appalach, tạo nên dãy núi Appalach chạy dọc theo rìa phía đông bắc Hoa kỳ Tạo núi Varisci Tây Âu, Tây Bắc Phi Đông Bắc Mỹ hệ chuyển động hội tụ xô húc hai mảng Gondwana Laurussia Trong kỷ Carbon muộn diễn xơ húc Kazakhstania với Siberia, sau xô húc Nội Mông với Siberia Pha tạo núi Urali xô húc phần tây nam mảng Siberia mảng Kazakhstania Kết hoạt động địa chất dẫn đến diện tích lục địa tăng lên gấp bội, đồng thời lục địa đƣợc nâng cao Nếu Carbon sớm diện tích vùng biển nơng thềm lục địa rộng, sang kỷ Carbon muộn với xu nâng lục địa nên nhiều phần đại dƣơng bị thu hẹp bớt, trở thành biển rìa Điều đƣợc minh chứng phổ biến bất chỉnh hợp tầng đá tuổi kỷ Carbon Cuối cùng, tất chuyển động tạo núi Varisci dẫn đến hình thành siêu lục địa Pangea vào cuối nguyên đại Paleozoi, làm thay đổi mặt giới – tồn giới cịn lục địa bao gồm tất lục địa ta biết ngày nay, bao quanh siêu lục địa Pangea đại dƣơng không bị chia cắt mà đại dƣơng thống – “Toàn Đại Dƣơng” tức Panthalassa Trong thiên nhiên than nằm thành vỉa lớp khoáng thạch, giả thuyết đƣợc chấp nhận nhiều nguồn gốc than đá là: Do vận động tầng địa chất, thực vật đƣợc vùi lấp sâu lòng đất với hoạt động vi khuẩn, nhiệt độ áp suất cao biến đổi sâu sắc xác thực vật thành than sau hàn trăm triệu năm 1.1.3 Quá trình hình thành loại than A Than bùn Mặc dù than bùn đƣợc sử dụng nhƣ nguồn lƣợng, thƣờng khơng đƣợc coi than Nó vật liệu tiền thân từ than có nguồn gốc q trình mà than bùn đƣợc hình thành đƣợc nghiên cứu đầm lầy nhiều nơi giới (ví dụ, Okefenokee Swamp of Georgia, Mỹ, dọc theo bờ biển phía tây monoxit (CO), hyđro (H2), cacbon đioxit (CO2), nitơ (N2), nƣớc, hyđrocacbon số tạp chất khác Ngoài than dùng làm nguyên liệu khí hố, ngƣời ta thƣờng sử dụng ngun liệu khác nhƣ khí tự nhiên, LPG, naphta chí etanol Chuyển syngas thành dạng sáp nhờ phản ứng F-T Syngas đƣợc đƣa vào lò phản ứng, đó, hydro cacbon monoxit phản ứng với dƣới tác dụng chất xúc tác chứa sắt tạo sản phẩm dạng sáp chứa hydrocacbon (bao gồm xăng diesel) 3.Chế biến sâu dạng sáp nhờ trình hyđrocracking kết hợp với isome hóa để thu đƣợc LPG, naphta diesel Diesel thu đƣợc phƣơng pháp có chất lƣợng tốt: không chứa lƣu huỳnh, chất thơm (benzen, toluen…) q trình cháy động thải muội, đồng thời số cetan loại nhiên liệu cao Điểm yếu nhiên liệu tỷ trọng thấp, ngƣời ta thƣờng phải trộn lẫn với loại nhiên liệu khác Dựa theo nghiên cứu nhà khoa học giới, nhiên liệu diesel tổng hợp đƣợc xem thích hợp cho động diesel hành Hiện nhiều nhóm nghiên cứu giới làm việc lĩnh vực chuyển hóa than (khí tự nhiên, sinh khối) thành nhiên liệu lỏng tìm cách giảm giá thành loại nhiên liệu tổng hợp 3.1.2 Chuyển hố than thành hố chất Nhìn chung cơng nghệ chuyển hoá than thành hoá chất chƣa thực phát triển nhƣ cơng nghệ hố dầu từ ngun liệu dầu mỏ Cơng nghệ chuyển hố than thành hoá chất chủ yếu tập trung vào số lĩnh vực sau: - Sản xuất amoniac - Sản xuất metanol - Hoá chất từ nguồn CO2 dƣ thừa (từ khí thải) q trình đốt than - Cơng nghệ chƣng cất than đá xử lý nhựa than Sau số cơng nghệ chủ yếu chuyển hố than thành hoá chất: 70 Sản xuất amoniac urê từ than: Đá vôi Than Cám Chuẩn bị than Cám Đá vơi Khí hóa than Điện đến trạm PP Hơi trung áp Chuyển hóa CO Nhiệt điện Hơi cao KKhí áp Hịa mạng thấp áp chung Phân ly Khơng khí Hơi trung áp Nƣớc Hơi bão hịa trung áp Khí TH thơ Khử CO2, H2S khử vi lƣợng (RWU & NWU) O2 Nƣớc khử khoáng Nƣớc sơng Đáy Khí TH thơ N2 Xỉ than Thu hồi Lƣu huỳnh N2 N2+H2 Nƣớc tuần hoàn Nƣớc khử Nƣớc khoáng ngƣng Tua bin nơi Tổng hợp NH3 NH3 CO2 N2 Tổng hợp URÊ Nƣớc công nghiệp Nƣớc cứu hỏa Nƣớc sinh hoạt Nƣớc thải nơi Nƣớc thải xử lý thải hệ thống thải chung Hình 3.12 Sơ đồ cơng nghệ nhà máy tổng hợp ure 71 Kho Urê Phần lớn amoniac đƣợc sản xuất từ khí thiên nhiên, nhƣng lý thuyết nguyên liệu chứa cacbon (trong có than) đƣợc sử dụng làm nguyên liệu, miễn chuyển đƣợc thành khí tổng hợp (syngas) Than đƣợc sử dụng nhiều ngành cơng nghiệp có ngành sản xuất phân bón vơ Đó đạm urê từ khí than ẩm Để tổng hợp ure cần nguyên liệu amoniac khí cacbondioxit: 2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O Để tổng hợp amoniac cần nguyên liệu Nitơ Hydro: H2 + N2 = NH3 Nitơ dễ dàng có đƣợc thơng qua chƣơng cất phân đoạn khơng khí, khí cacbondioxit dễ dàng có đƣợc từ nguồn CO2 dƣ thừa trình đốt than Và ngun liệu khó kiếm Hydro Chuẩn bị than Khí hóa Thu hồi S Chuyển hóa CO Rửa Methanol Rửa Nitơ S nguyên chất Tổng hợp NH3 NH3 Phân ly khơng khí Tổng hợp Urê N2 Sản phẩm Urê Hình 3.13 Sơ đồ rút gọn công nghệ nhà máy * Thuyết minh dây chuyền Nhà máy Đạm Ninh Bình sử dụng cơng nghệ khí hóa Shell – Hà Lan trình sản xuất Urê, sử dụng nguyên liệu than cám 4A, với nƣớc trung áp O2 - để có sản phẩm sau lị khí hóa khí tổng hợp Theo thiết kế, công nghệ dùng than cám 4A cỡ hạt < 90 nm để chế khí Than cám, nƣớc trung áp (P = 5,05 MPa to = 300oC) O2 (P = 4,75 MPa to = 180oC) phối hợp phản ứng lị khí hóa nhiệt độ to = 1400 ÷ 1600oC tạo thành hỗn hợp khí CO, CO2, H2S, H2, N2, CH4, … gọi khí tổng hợp 72 Các phản ứng hố học chủ yếu xảy là: 2C + O2 = 2CO +Q C + O2 = CO2 +Q 2CO + O2 = 2CO2 +Q C + H2 O = CO + H2 -Q C + 2H2O = CO2 + 2H2 +Q C + H2 = CH4 +Q (Trong trình khí hóa có đƣa thêm CaCO3 vào hỗn hợp Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, SiO2, thành phần than cám có tonc > 1600oC, CaCO3 có mặt giúp giảm nhiệt độ nóng chảy ơxit xuống tạo thành xỉ lị) Q trình khí hóa than mục đích để lấy khí N2 H2 phục vụ cho công đoạn tổng hợp NH3 (tỷ lệ H2:N2 = 3:1), khí cịn lẫn nhiều tạp chất khơng mong muốn nên đƣợc đƣa sang công đoạn tinh chế làm giàu khí Khí tổng hợp sau khỏi lị khí hóa đƣợc đƣa sang cơng đoạn chuyển hóa CO thành CO2 Cơng đoạn chuyển hóa CO sử dụng Công nghệ Claus, xúc tác chịu Lƣu huỳnh ba giai đoạn HQCEC - Trung Quốc Dùng nƣớc phản ứng với CO khí Tổng hợp dƣới có mặt xúc tác Co – Mo (CoO + Mo2O3) P = ÷ Mpa, tomax = 465oC, xúc tác chịu mơi trƣờng có H2S Trƣớc sử dụng cần lƣu hóa xúc tác: CoO + H2 S = CoS + H2O Mo2O3 + H2 S = MoS2 + H2O Cần loại bỏ khí CO để giảm ảnh hƣởng đến xúc tác trình tổng hợp NH3 thu lại khí CO2 H2S Sau chuyển hóa CO cịn lại khí tổng hợp ÷ 3%, khí tổng hợp cịn lại có hàm lƣợng H2 CO tăng lên nhiều đƣợc đƣa sang giai đoạn rửa Methanol Thu hồi CO2 – Rửa Methanol điều kiện P = 3Mpa, to = - 40oC, hệ thống thiết bị CO2 H2S đƣợc hấp thụ hồn tồn vào Methanol Phần cịn lại chủ yếu H2, N2 Tính chất chủ yếu hấp phụ CO2 H2S, sau hấp phụ đƣợc giải hấp phụ để thu hồi CO2 sản xuất Urê H2S thu hồi S nguyên chất Để tổng hợp NH3 ta cần Hiđrô Nitơ, cần điều chỉnh đƣa tỷ lệ Nitơ tăng lên Rửa Nitơ lỏng, dùng Nitơ lỏng để hấp phụ khí vi lƣợng, Nitơ từ xƣởng Phân ly khơng khí, hóa lỏng to = - 198oC, P = 2,8 Mpa.Ở nhiệt độ khí vi lƣợng nằm dịng khí tổng hợp cịn lại bị hóa lỏng (trừ H2), khí tổng hợp sau qua tháp rửa cịn khí N2 H2, hàm lƣợng khí N2 đƣợc điều chỉnh thơng qua việc bổ xung N2 từ xƣởng Phân ly khơng khí để cho tỷ lệ 3/1 Việc thu hồi S nguyên chất đƣợc tiến hành sau công đoạn rửa Methanol, thu hồi S cách đốt cháy H2S không khí to = 1100 ÷ 1200oC để chuyển hóa thành SO2: 73 H2 S + O2 = SO2 + H2 O Sau SO2 H2S đƣa vào lò phản ứng với xúc tác Al (Al2O3 > 90 ÷ 95% - dạng hình cầu d = ÷ 10 mm) ta thu đƣợc S dạng khí: H2 S + SO2 = S + H2 O Dịng khí S đƣa qua thiết bị ngƣng tụ cho máy phân ly để tách H2O, sản phẩm tạo S ngun chất độ chuẩn 89 ÷ 99% Q trình tổng hợp NH3: H2 + N2 = NH3 Quá trình tổng hợp NH3 đƣợc tiến hành tháp tổng hợp NH3 điều kiện: P = 13,7 Mpa, to = 443oC với có mặt xúc tác Fe, q trình phản ứng tạo thành 18,9% NH3 cịn lại N2 H2 không phản ứng hết phải ngƣng tụ phân ly, tuần hồn lại q trình tổng hợp Lƣợng NH3 sau đƣợc ngƣng tụ phân ly tách N2 H2 không phản ứng hết có hàm lƣợng 99,9% Lƣợng NH3 lỏng sau phân ly đƣợc đƣa sang tháp tổng hợp Urê đƣa vào kho chứa tích lũy dự phịng Từ kho chứa sau phân ly, NH3 lỏng 99,9% đƣợc bơm đến tháp tổng hợp Urê, từ công đoạn rửa Methanol, CO2 khí 98% đƣợc nén đƣa đến tháp tổng hợp Phản ứng tổng hợp tiến hành theo giai đoạn xen kẽ nhanh: Đầu tiên NH CO2 theo tỷ lệ NH3/CO2 = 4/1 với có mặt nƣớc có P = 15,8Mpa to = 118oC tiến hành phản ứng tạo thành dung dịch cacbamat amôn (NH4COONH2) với hàm lƣợng 33% : 4NH3 + 2CO2 + H2O = 2NH4COONH2 + 38.000 kcal/K.mol; Sau đó, dung dịch cacbamat tách nƣớc tạo thành Urê: NH4COONH2 = (NH2)2CO + H2O + 6.800 Kcal/Kmol Rút gọn phản ứng ta có phản ứng tổng hợp: 2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O Q trình tổng hợp Urê mang tính tuần hoàn toàn bộ: toàn NH3 CO2 chƣa phản ứng đƣợc đƣa trở lại đầu hệ thống Dịch phản ứng (cacbamát amơn) có nồng độ thấp (30 %) qua công đoạn phân giải cô đặc để tách NH chƣa phản ứng đƣa trở lại tháp tổng hợp, đồng thời nồng độ Urê đƣợc tăng lên (99,5 %) đƣợc đƣa vào tháp tạo hạt Nhờ lực ly tâm vòi phun, dòng Urê bị cắt ngang rơi xuống tạo thành hạt Quạt gió (N =100.000 m3/h) đặt đỉnh tháp hút gió làm nguội hạt Urê trình rơi Hạt Urê rơi xuống phễu đáy tháp qua hệ thống băng tải đƣợc đƣa vào kho chứa Urê rời làm nguội đến cơng đoạn đóng bao, đóng thành bao Urê qui cách 50 kg/bao, chuyển vào kho chứa sản phẩm Sản phẩm Urê với tiêu chuẩn sở: N2 = 46,3% khối lƣợng, Bi = 1,0% khối lƣợng, Ẩm = 0,4% khối lƣợng, Cỡ hạt 1,4 ÷ 2,8 mm Sản xuất metanol từ than: 74 Metanol, nguyên liệu đầu quan trọng tổng hợp cơng nghiệp, đƣợc sản xuất q trình hydro húa cú xỳc tác khớ cacbon monoxit (CO) syngas (chứa CO + H2), thu đƣợc trình oxy háa than (hoặc chất chứa cacbon khác) Quá trình hyđro háa đƣợc tiến hành 250°C dƣới áp suất 50 at với chất xỳc tác trờn sở CuO, ZnO, Al2O3 Do thành phần syngas thu đƣợc từ q trình chuyển hóa khí thiên nhiên q trình khí hóa than khác nên cơng nghệ sản xuất metanol từ syngas thu đƣợc từ trình khí hóa than vμ cơng nghệ sản xuất metanol từ syngas thu đƣợc từ q trình chế biến khí thiên nhiên có nhiều điểm khác Có số cơng nghệ sản xuất metanol từ syngas Quá trình sản xuất metanol pha lỏng (LPMEOHTM) khác với trình sản xuất metanol truyền thống pha khí từ khí tự nhiên chỗ trình sử dụng thiết bị phản ứng chứa huyền phù xúc tác có sục khí (SBCR) thay sử dụng thiết bị phản ứng dạng lớp cố định (Hình 3.14) Hình 3.14 Thiết bị phản ứng dạng cột chứa huyền phù có sục khí 75 TM Hình 3.15 Sơ đồ sản xuất trình LPMEOH TM Quá trình LPMEOH sản xuất đƣợc sản phẩm metanol có chất lƣợng tƣơng đối cao trực tiếp từ khí tổng hợp (hàm lƣợng nƣớc thấp, khoảng 1% trọng lƣợng, metanol thơ thu đƣợc từ q trình từ khí tự nhiên có hàm lƣợng nƣớc từ đến 20%) Tuy nhiên, metanol thu đƣợc trình cần đƣợc chƣng cất để đạt độ tinh khiết mong muốn Quá trình chƣng cất hai ba tháp đƣợc sử dụng giống nhƣ q trình I.C.I Lurgi Hình 3.15 mơ tả sơ đồ sản xuất TM trình LPMEOH TM Cơng nghệ LPMEOH có nhiều ƣu điểm cơng nghệ pha khí hành: chi phí đầu tƣ thấp 5-23% so với cơng nghệ pha khí có cơng suất chi phí sản xuất thấp 2-3% tiêu thụ điện 1/4 so với q trình pha khí Điểm đặc biệt quan trọng cơng nghệ LPMEOH TM TM tổ hợp chúng với q trình khí hố than Cơng nghệ LPMEOH chiếm ƣu với nguyên liệu syngas giàu CO đƣợc sản xuất từ q trình khí hố than, từ đó, cho phép sản xuất metanol thô tƣơng đối qua giai đoạn chuyển hoá Hơn nữa, chất lỏng thiết bị phản ứng đóng vai trị chất đệm cho phép điều chỉnh bất ổn định thành phần syngas mà thiết bị phản ứng pha khí khơng thể điều chỉnh đƣợc Vì vậy, cơng 76 TM nghệ LPMEOH có khả điều chỉnh đƣợc cơng suất tuỳ theo chất q trình khí hố than Nhựa than đá: Nhựa than đá (hay gọi nhựa cốc) sản phẩm lỏng thu đƣợc q o trình cốc hố than nhiệt độ cao (khoảng 1000 C) điều kiện khơng có khơng khí Hơi bay chƣng than đá đƣợc ngƣng tụ phân tách thành khí lị cốc (chứa: H , CH , oxit cacbon, NH , N , C H ,…) nhựa than đá Chƣng nhựa than đá ngƣời ta 2 nhận đƣợc: Dầu nhẹ (nhiệt độ sôi < 170°C) chứa hiđrocacbon thơm, creozot (nhiệt độ sôi khoảng 116°C- 132°C) đƣợc dùng để sản xuất chất nhƣ creozol axit nhựa đƣợc dùng trực tiếp làm thuốc sát trùng, trừ sâu, trừ sinh vật hại  Dầu trung (nhiệt độ sôi = 170 – 230°C) chứa phenol, naphtalen, pyriđin  Dầu nặng (nhiệt độ sôi = 230 – 270°C) chứa naphtalen đồng đẳng nó, cresol, …  Dầu antraxen (nhiệt độ sôi = 270 – 360°C) chứa antraxen, phenantren Bã lại (khoảng 60%) bitum đƣợc dùng để rải đƣờng, làm vật liệu xây dựng Ngồi nhựa than cịn amoniac, v.v … Các sản phẩm từ nhựa than đá sản phẩm hố chất có giá trị cơng nghiệp hố học, đặc biệt phải kể đến hyđrocacbon thơm nhƣ benzen, toluen, xylen, naphtalen, v.v Hoá chất từ nguồn CO2 dƣ thừa (từ khí thải) tình đốt than: Than nhiên liệu rẻ tiền song gây nhiều phát thải CO Ngồi phƣơng án chơn CO xuống dƣới đất, cịn có số phƣơng án sử dụng nguồn CO dƣ thừa 2 trình đốt than - Sản xuất CO rắn, lỏng CO dễ dàng hoá lỏng tăng áp suất hạ nhiệt độ CO lỏng đƣợc sử dụng làm tác nhân lạnh để làm đông lạnh công nghiệp thực phẩm, sử dụng cơng nghệ điện tử CO lỏng cịn sử dụng làm tác nhân dập lửa bình cứu hỏa CO lỏng hóa rắn khỏi miệng bình cứu hỏa, tạo thành bọt trắng nhƣ tuyết có tác dụng dập lửa cao Ngồi ra, CO lỏng đƣợc ứng dụng việc chế tạo nƣớc uống có gas 77 Khi cho bay nhanh CO lỏng ngƣời ta thƣờng thu đƣợc CO rắn (hay cịn gọi 2 đá khơ) Do tính chất bay thu nhiệt tạo môi trƣờng khí trơ, khơ CO rắn đƣợc sử dụng rộng rãi để bảo quản thức ăn máy bay, bảo quản hoa quả, thực phẩm, hải sản cao cấp xuất khẩu, v.v Phát triển sản phẩm CO lỏng, rắn nhằm tận thu nguyên liệu CO dƣ thừa đƣợc 2 áp dụng rộng rãi nhà máy sản xuất urê Biện pháp làm giảm thiểu lƣợng khí CO thải mơi trƣờng giải pháp kinh tế hiệu sử dụng nguồn khí CO dƣ thừa - Sản xuất CO siêu tới hạn Bắt đầu từ điểm tới hạn, CO trạng thái siêu tới hạn Đó pha dạng chất lỏng nhƣng đảm bảo tính chất tƣơng tự nhƣ chất khí CO siêu tới hạn đƣợc sử dụng nhƣ dung mơi "xanh", có ứng dụng rộng rãi để chiết sản phẩm tự nhiên có giá trị cao, ví dụ: chiết cafein từ cà phê; khử mùi nút lie; chiết hợp chất hóa học sinh học đặc biệt, có giá trị cao, v.v Cụ thể: + Chiết cafein từ cà phê: Cafein chiếm khoảng 1% khối lƣợng hạt cà phê Arabica, 2% khối lƣợng Robusta Cafein đƣợc chiết CO trạng thái siêu tới hạn (thay dung môi metylen clorua etyl axetat) Trƣớc tiên, hạt cà phê đƣợc xử lý nƣớc nƣớc đến đạt đƣợc độ ẩm 30 -40% để hòa tan cafein Hạt cà phê trƣơng nở đƣợc tách cafein cách cho dòng CO lỏng tuần hoàn 93°C dƣới áp suất 200-300 bar Tách cafein khỏi CO lỏng hồi lƣu Hạt cà phê tách cafein đƣợc sấy khô Nhà máy công nghiệp ứng dụng CO siêu tới hạn để chiết cafein đƣợc Hag AG Corporation xây dựng Đức năm 1978 cơng suất 50 nghìn tấn/năm + Chiết hợp chất hóa học sinh học đặc biệt, có giá trị cao, ví dụ: chiết loại tinh dầu từ hƣơng liệu tự nhiên Đánh giá vai trị q trình chuyển hố than Khi đánh giá ƣu điểm trình chuyển hố than thành lƣợng, nhiên liệu, hố chất thơng qua q trình khí hố, ngƣời ta cho trình triển vọng giúp cho ngƣời giải phát triển sau kỷ nguyên dầu mỏ Các nhà máy điện dùng khí tổng hợp làm nhiên liệu giống nhƣ dùng khí tự nhiên Ngồi ra, với chất xúc tác thích hợp điều kiện thích hợp, thành phần hố chất khí tổng hợp chuyển hóa thành hydrocacbon xăng dầu diesel Do vậy, khí hố than có tiềm vừa giúp hạn chế nhƣợc 78 điểm than làm giảm lƣợng khí phát thải nhà máy chạy than, lại vừa giảm đƣợc phụ thuộc ngày tăng vào xăng dầu nhập Thậm chí, cơng nghệ cịn giúp kiểm sốt đƣợc lƣợng CO (một loại khí nhà kính) phát thải, nhà máy điện dùng khí tổng hợp, dễ đƣợc thu hồi so với nhà máy điện thông thƣờng 3.3 Áp dụng cơng nghệ chuyển hóa than Sản xuất lƣợng từ than Quá trình sản xuất lƣợng từ than thơng qua khí hố than đƣợc áp dụng rộng rãi giới chuyên đề lớn, nên không đƣợc nêu tỷ mỷ Trung Quốc có nguồn than đá tập trung đến 75% tỉnh phía Bắc Tây Bắc Trung Quốc thiếu khí thiên nhiên đối mặt với nhu cầu ngày tăng sản xuất điện, từ than đá lựa chọn không tránh khỏi cho nhà máy amoniac tƣơng lai nƣớc Mỹ dùng than đá sản xuất khoảng 52% sản lƣợng điện dự đốn 20 năm tới giảm xuống cịn khoảng 45%, đƣợc thay phần khí thiên nhiên, song việc quay lại với lƣợng từ than khả tƣơng lai Việc tăng cƣờng sử dụng khí thiên nhiên để phát điện khiến cho giá khí tăng, buộc cơng nghiệp lƣợng tƣơng lai gần phải tìm nguyên liệu thay than lựa chọn Sản xuất dầu từ than: Trong vòng hai năm qua, giá dầu mỏ giới tăng không ngừng, đạt đỉnh điểm 100 USD/thùng vào đầu năm 2008 Mặc dù có lúc giá dầu hạ xuống mức 60 USD/thùng, nhƣng giá dầu sức ép lớn với ngƣời sản xuất tiêu dùng Tuy nhiên lâu dài, giá dầu cao có lợi kích thích quan tâm sản xuất dầu thô từ nguồn lƣợng phi truyền thống chẳng hạn từ cát chứa dầu than đá Than khí đốt nguồn lƣợng quan trọng nhƣng chƣa đƣợc dùng rộng rãi lĩnh vực giao thông vận tải Cơng nghệ chuyển hố dầu thơ từ than (và khí đốt) sở quy trình F-T đƣợc triển khai Đức thập kỷ 1920 nhƣ nêu phần Công ty Sasol Nam Phi nhiều cơng sức để biến quy trình thành công nghệ sản xuất dầu thực tế Trong năm gần Sasol đƣợc nƣớc có nguồn than khí đốt dồi dào, chẳng hạn Trung Quốc Quatar muốn cộng tác Công ty tiến hành nghiên cứu khả thi để xây dựng nhà máy hoá lỏng than trị giá tỷ USD Trung Quốc, nhà máy hố lỏng khí đốt Quatar (tháng 6/2006) nhà máy khác Nigieria Mỹ Ấn Độ quan tâm đến công nghệ Công ty 79 Một vấn đề quy trình F-T tạo nhiều loại alkan khơng có ích cho việc sản xuất dầu tổng hợp Tháng 4/2006, nhóm nhà hố học Mỹ tìm quy trình để tăng tỷ lệ alkan có ích dự đốn “sẵn sàng xây dựng nhà máy pilot vòng năm tới” Những cơng nghệ tiên tiến đảm bảo nguồn lƣợng ngày đƣợc áp dụng hiệu thực tế Cơng nghệ khí hóa than dƣới lịng đất Hiện nay, số nơi có khu mỏ than khó áp dụng đƣợc công nghệ khai thác than truyền thống (lộ thiên, hầm lị) tính kinh tế- kỹ thuật không cho phép, ngƣời ta tiến hành thử nghiệm áp dụng công nghệ tồn từ lâu, nhƣng có tiềm năng, cơng nghệ khí hóa than dƣới lịng đất (UCG) Những năm đời, công nghệ Mỹ không đƣợc hoan nghênh Quy trình UCG tạo khí đốt chất lƣợng thấp, có hàm lƣợng hyđro cao bị coi gây hại cho môi trƣờng Nhƣng ngày nay, nƣớc có nhiều mỏ than tìm cách thay dầu nhập nguồn lƣợng nƣớc, sản xuất nhiên liệu hyđro, tìm phƣơng pháp giảm thiểu phát thải khí nhà kính, họ bắt đầu cân nhắc đến tiềm UCG So với ban đầu, công nghệ UCG đƣợc cải tiến áp dụng để khí hóa vỉa than mỏng, chất lƣợng nằm sâu dƣới đất Với cơng nghệ này, ngƣời ta làm gia tăng nhiều nguồn than để khai thác Than đƣợc biến thành khí phục vụ cho nhiều ứng dụng khác giảm đƣợc nhiều lƣợng khí phát thải chứa chất độc hại (SO , NOx thủy ngân) Julio Friedmann, Giám đốc Chƣơng trình Quản lý thancủa Livermore, cho biết “UCG tăng đƣợc nguồn than hữu dụng Mỹ lên tới 300-400%” Một lợi ích UCG, hàm lƣợng hydro chiếm tới 50% lƣợng khí sản sinh trình Giống nhƣ trình đốt cháy than hydrocarbon, UCG phát thải CO May mắn rằng, địa điểm tiềm để thực công nghệ UCG lại nhƣng nơi thuận lợi để cất giữ CO vào tầng địa chất lòng đất Khí tổng hợp sinh ra, đƣợc dẫn lên khỏi lòng đất tách phụ phẩm Tiếp đó, CO đƣợc bơm trở lại vào thân vỉa than Mặc dù tiềm áp dụng UCG với tƣ cách công nghệ chuyển hóa than đƣợc biết khắp nơi, nhƣng phát triển tƣơng lai phụ thuộc vào mức độ thành công sở thử nghiệm tiến hành 80 Cơng nghệ Chu trình hỗn hợp hóa khí tích hợp Hiện tƣợng nóng lên trái đất thực tế đe dọa môi trƣờng sống Cứ theo đà phát triển kinh tế đến năm 2056, phát thải CO tăng lên gấp lần Vì vậy, phát triển lƣợng tƣơng lai phải dựa nguyên tắc quan trọng giảm thiểu phát thải CO Việc sử dụng nguồn nguyên liệu than để sản xuất lƣợng cần dựa nguyên tắc Than nhiên liệu rẻ tiền song gây nhiều phát thải CO Hiện nay, ngƣời ta tiến đến công nghệ đại lĩnh vực sử dụng than làm nhiên liệu: Đó cơng nghệ IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle - Chu trình hỗn hợp hóa khí tích hợp) Trong cơng nghệ IGCC, khí CO khơng mơi truờng bị chôn dƣới đất Các khâu trình IGCC bao gồm: - Than, nƣớc oxygen đƣợc đƣa vào thiết bị cao áp (gasifier), than bị oxyhóa phần biến thành khí tổng hợp (syngas) - Syngas qua nƣớc: Syngas + nƣớc = CO + H 2 - CO bị tách đem chôn - H bị đốt dùng để chạy turbin khí (gas turbine - generator) - Khí nóng cịn lại (dƣ nhiệt) từ turbin khí đƣợc đun nóng thiết bị sinh dùng để chạy turbin (steam turbine - generator) Sử dụng IGCC cho phép nhà máy chạy than giảm thiểu đến mức tối đa phát thải CO cacbamate Những hợp chất bị phá vỡ, cho phép cacbon đƣợc sử dụng trình tổng hợp sản phẩm khác thực vật, chẳng hạn nhƣ đƣờng protein Trong nỗ lực đƣợc coi để “cạnh tranh” với trình quang hợp tự nhiên, Goettmann cộng Arne Thomas, Markus Antonietti phát triển chất xúc tác chứa nitơ để tạo cacbamate Họ sử dụng lớp nguyên tử cacbon nitơ phẳng đƣợc xếp thành hình bát giác để chế tạo hợp chất xúc tác Bề ngồi, trơng giống nhƣ than chì Nhóm nghiên cứu đun nóng hỗn hợp gồm CO benzene với chất xúc tác nhiệt độ 150 ºC áp suất gấp lần áp suất không khí Đầu tiên, chất xúc tác cho phép CO tạo thành hợp chất cacbamate bền, giống nhƣ cacbamate thực vật Chất xúc tác cho phép phân tử benzene “bắt” nguyên tử oxy từ phân tử CO cacbamate, tạo phenol CO bền “CO đƣợc dùng để tạo liên kết carbon-carbon mới”, Goettmann giải thích “Chúng tơi tiến hành 81 bƣớc việc sử dụng CO từ khơng khí làm ngun liệu đầu vào cho q trình tổng hợp hố học” Cơng nghệ lọc dầu tƣơng lai giúp nhà hố học khơng cịn phải phụ thuộc q nhiều vào nhiên liệu hoá thạch việc tạo sản phẩm hố học Nhiên liệu lỏng đƣợc tạo từ CO, mà CO đƣợc tách từ CO , Goettmann khẳng định “Trong Đại chiến giới lần thứ hai, Đức dùng CO lấy từ than đá để sản xuất nhiên liệu Trong năm 80 kỷ trƣớc Nam Phi làm điều tƣơng tự” Các nhà nghiên cứu tìm cách đƣa phƣơng pháp họ tới gần trình tổng hợp thực vật “Phản ứng benzene cung cấp nguồn lƣợng để tách CO ”, Goettmann nói “Nhƣng thực vật ánh sáng” Chất xúc tác hấp thụ tia cực tím, nhóm chun gia tiến hành thử nghiệm để xem liệu ánh sáng thơng thƣờng cung cấp nguồn lƣợng hay khơng Joe Wood, kỹ sƣ hoá học Đại học Birmingham (Anh), nghiên cứu cách “làm đơng” CO “Ngày có nhiều ngƣời quan tâm đến việc sử dụng CO làm 2 nguyên liệu đầu vào ngành công nghiệp hố chất”, ơng nói Kỹ thuật Viện nghiên cứu chất keo mặt phân giới Max Planck đƣợc chứng minh quy mô nhỏ hiệu suất thấp - khoảng 20%, Joe cho biết “Nhƣng hứa hẹn”, ơng nói thêm: "Chất xúc tác đƣợc tạo với chi phí thấp hoạt động đƣợc nhiệt độ tƣơng đối thấp” Những sản phẩm kỹ thuật phù hợp việc chế tạo dƣợc phẩm thuốc trừ sâu Công nghệ than sạch: Hiện nhiều nƣớc bắt đầu nhận thức lại vai trò than có chƣơng trình nghiên cứu sâu công nghệ xử lý sử dụng than đá Trung Quốc nƣớc có nhiều than đá quan tâm đế công nghệ chế biến sử dụng than đá Nƣớc địa áp dụng công nghệ khí hóa than Shell, đƣợc coi cơng nghệ tiên tiến hiệu loạt nhà máy điện phân đạm Chính phủ Mỹ cấp tỷ USD cho chƣơng trình nghiên cứu “Công nghệ than sạch”, mở đƣờng cho việc xây dựng nhà máy liên hợp để sản xuất điện, khí tổng hợp, amoniac, urê metanol (Hình 3.16) 82 Hình 3.16 Mơ hình cơng nghệ than CÂU HỎI ƠN TẬP CHƢƠNG Trình bày Cơng nghệ đốt cháy theo tầng lớp cố định? Trình bày tính tốn đốt cháy chất đốt lỏng rắn? Trình bày Quy trình khí hóa than đá áp suất khí (ACG)? Trình bày Quy trình Koppers Totzek:? Trình bày Quy trình Texaco? Trình bày Quy trình Shell? Trình bày Quy trình Sasol – Lurgi? Trình bày phƣơng pháp chuyển hố than thành nhiên liệu tổng hợp? Trình bày phƣơng pháp chuyển hoá than thành hoá chất? 10 So sánh cơng nghệ áp dụng chuyển hóa than? 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Hữu Phú, Hóa lý hóa keo, NXB KHKT, 2006 Phạm Hiệp, vật liệu mới, hóa học ứng dụng, số 7, 2002 Hồng Nhâm, hóa học vơ tập 1, NXB Giáo dục Hà Nội, 2000 Hồng Nhâm, hóa học vô tâp 2, NXB Giáo dục Hà Nội, 2000 Phan Đình Châu, Các trình tổng hợp hữu cơ, NXB KHKT, 2006 PGS.TS Nguyễn Hữu Đĩnh (chủ biên), PGS TS Đỗ Đình Rãng – Hóa học hữu Tập 1, NXBGD, 2007 Hồng Nam, Nguyễn Tuấn Anh, tap chí hóa học số (2003) PGS.TS Nguyễn Hữu Đĩnh (chủ biên), PGS TS Đỗ Đình Rãng – Hóa học hữu Tập 2, NXBGD, 2007 Nguyễn Bin, Sổ tay trình thiết bị, tập 1, NXB KH&KT, 2006 10 Phân tích kỹ thuật –Trƣờng trung học kỹ thuật công nghiệp 4-2010 11 Giáo trình thí nghiệm chun nghành - Trƣờng ĐH Sao Đỏ-2013 12 Trang: http://www.bachkhoatrithuc.vn 13 Trang: https://tamthansach.wordpress.com 14 Trang: http://350.org.vn/than-da-va-tac-hai-cua-than-da/ 15 Trang: http://diachatvietnam.net/picture/than-da 16 Trang: http://thuvienphapluat.vn/ Tài liệu nƣớc 17 Trang: http://www.worldcoal.org/coal/uses-of-coal 18 Trang: http://en.wikipedia.org/wiki/Coal 19 Trang: http://energy.gov/ 84