2020-08-05
56
1. Что собой представляет процесс гидрогенизации?
Гидрогенизация состоит в нагревании исходного сырья под давлением в замкнутой среде в присутствии оксида углерода, водяного пара и катализатора. Измельченные сырьевые отходы и щелочной катализатор (например, углекислый натрий Na2CO3) реагируют с оксидом углерода и водяным паром при высокой температуре (300 °С) и большом давлении (20 МПа). При этом около 85…90 % органических веществ, содержащихся в отходах, могут быть превращены в битум, водорастворимые фракции и газ. В результате полного преобразования отходов выход жидкого топлива составляет 57 % (среднее содержание углерода в жидком топливе – 78 %). Часть углерода превращается в газообразные продукты, главным образом в углекислый газ. Значение теплоты сгорания получаемой искусственной нефти может достигать 34 МДж/кг.
2. Каким образом, и с какой целью используется пиролиз как метод переработки биомассы?
Пиролиз – процесс химического превращения одних органических соединений в другие (разложения) при высокой температуре в отсутствие окислителя. Пиролиз применяется для производства метанола (спирта), древесного угля, а также уксусной кислоты, скипидара и ряда других продуктов. В качестве исходного энергетического материала в процессе пиролиза могут использоваться: органическое топливо (уголь, сланцы, торф и т.д.), биобрикеты и др.
|
|
|
При нагреве углеводы теряют воду и углекислый газ. В процессе пиролиза одновременно протекают три реакции:
– конверсия водяного газа (газовая смесь, состав которой (в среднем, об. %) CO — 44, N2 — 6, CO2 — 5, H2 — 45)
 ;
|
– реакция между водяным паром и углеродом
 ;
|
– реакция между водяным паром и углеводородом
 .
|
Жидкая органическая фракция является потенциальным источником получения синтетической нефти. При дальнейшей переработке из нее может быть выделена водорастворимая летучая фракция, содержащая около 10 % органических веществ. Оставшаяся часть органической жидкой фракции представляет собой нелетучее, не растворимое в воде вещество – смолистую массу черного цвета (деготь). Другой основной продукт – высокозольный древесный уголь с теплотой сгорания более 23 МДж/кг.
Получаемые в результате пиролиза газы, жидкости и древесный уголь разделяются и направляются соответствующим потребителям.
3. Что собой представляет процесс газификации?
Газификация – процесс частичного окисления при высокой температуре (сжигания) биомассы или твердого угольного топлива для получения газового топлива, состоящего в основном из оксида углерода и водорода. При газификации отходов биомассы получается до 70…80 % горючего газа, в то время, как при газификации угля – только 20…40 %.
|
|
|
4. В чем заключается агрохимический метод переработки биомассы?
Агрохимический метод переработки биомассы – экстракция топлив – процесс получения жидких топлив прямо из биомассы растений или животных. Экстракция – способ разделения твердых или жидких смесей, основанный на обработке их различными растворителями (экстрагентами), в которых компоненты смеси растворяются неодинаково. При этом получаемые таким образом продукты (масла, скипидар, канифоль и т.д.) по своим химическим свойствам могут быть значительно более ценными, чем топливо.
5. Способы получения спиртов из биомассы.
Этанол получают в основном с помощью ферментации сахарного тростника, крахмала, целлюлозы. Существует несколько способов его получения:
– прямая ферментация с использованием сахара, содержащегося, например в сахарном тростнике;
– через кислотный гидролиз целлюлозы с выводом сахара, который потом с помощью ферментации переводится в этанол;
– через перевод углеводородов в глюкозу и затем путем ферментации – в этанол.
