Fischer Tropsch: fast brændsel med flydende brændstof


Del denne artikel med dine venner:

Fischer Tropsch-processen med at syntetisere et flydende brændstof

Nøgleord: fisher, tropsh, proces, flydende, brændstof, fast, flydende, kul, kulstof, biomasse, syncrude, syngas, syntese, brændstof, biobrændstof, agrobrændstoffer.

Fischer Tropsch-processen er en ret kompleks kondensationsproces af et fast eller gasformigt brændstof. Med andre ord gør det muligt at opnå et flydende brændstof fra et fast brændsel eller en gas.

Flydende procesens interesse er indlysende, her er hovedargumenterne 2:

- et flydende brændstof generelt til stede en brændværdi mere interessantdet vil sige at den samme potentielle kemiske energi vil tage et meget mindre volumen, når brændstoffet er i flydende form end solid og endnu mere for gassen. Dette muliggør lettere opbevaring og transport.
Eksempel: Til den samme lagrede energi, træpiller tager omkring 3,5 gange mere volumen end brændselsolie.

- un carburant liquide est généralement bien plus facilement « enflamable » et permet une régulation de la puissance bien plus facile. Dette kan være et grundlæggende kriterium inden for visse energifelter som f.eks. Transport.

Fischer-Tropsch-processen (ifølge Wikipedia)

Fischer-Tropsch-processen er en kemisk reaktion for at katalysere carbonmonoxid og hydrogen for at omdanne dem til carbonhydrid. De mest almindelige katalysatorer er jern eller kobolt.

Omdannelsens interesse er at fremstille syntetisk syntetisk flydende brændsel fra kul, træ eller gas. Fischer-Tropsch-konvertering er en meget effektiv proces med hensyn til udbytte, men det kræver meget store investeringer, hvilket gør det økonomisk sårbart for nedadgående udsving i prisen på en tønde olie. Desuden har syntesegasproduktionstrinnet (blandingen af ​​H2 og CO) et forholdsvis ringe udbytte, som straffer det samlede udbytte af processen.

Fischer-Tropsch ligning

Fischer-Tropsch-processen som opdaget af sine to opfindere er som følger:

CH4 + 1 / 2O2 -> 2H2 + CO

(2n + 1) H2 + nCO-> CnH (2n + 2) + nH2O

Blandingen af ​​carbonmonoxid og hydrogen kaldes syntesegas eller syngas. Den resulterende produktion (syntetisk rå eller synkrude) raffineres til opnåelse af det ønskede syntetiske brændsel.

Oprindelse og historie af denne proces (ifølge Wikipedia)

Opfindelsen af ​​Fischer Tropsch-processen stammer fra 1925 og tilskrives to tyske forskere, Franz Fischer og Hans Tropsch, der arbejder for Kaiser Wilhelm-instituttet (Tyskland). Denne proces er baseret på den katalytiske reduktion af carbonoxider med hydrogen for at omdanne dem til carbonhydrid. Dens interesse er at producere, fra kul eller gas, en syntetisk olie (syncrude), som derefter raffineres for at tilvejebringe syntetisk flydende brændstof (synfuel).

Den tyske oprindelse: 124 000 syntetiske tønder pr. Dag i 1944 ...

Denne proces blev udviklet og drevet af Tyskland, fattig i olie- og oliekolonier, men rig på kul til fremstilling af flydende brændstof, som massivt blev brugt af tyskere og japanske under anden verdenskrig. Således blev det første pilotanlæg oprettet af Ruhrchemie AGS i 1934 og industrialiseret i 1936.

I begyndelsen af ​​1944, den Reich produceret nogle 124 000 tønder / dag af brændstof fra kul, som tegnede sig for over 90% af sit behov flybrændstof og mere end 50% af den samlede behov for brændstoffer lande.

Det opnåede brændstof var stadig af mindre god kvalitet (og frem for alt konsistens) end brændstoffet af råolieoprindelse, så ingeniøren lod til vandinjektion for at kompensere for relativt lave oktantal. Lær mere: vandindsprøjtning i Messerschmitt.

Denne produktion stammer fra 18 direkte flydende planter, men også 9 små FT planter, der producerede nogle 14 000 tønder / dag.

... men også i Japan

Japan har også forsøgt at producere brændstoffer fra kul, produktionen var hovedsagelig ved lavtemperatur-karbonisering, en proces, der ikke er meget effektiv, men enkel.

Men virksomheden Mitsui købte en licens fra Fischer Tropsch processen Ruhrchemie at bygge tre fabrikker i Miike, Amagasaki og Takikawa, som aldrig nåede deres nominelle kapacitet, som skyldes, at designe problemer.

I 1944-årene producerede Japan 114 000 tons brændstof fra kul, men kun 18.000 blev fremstillet ifølge FT-processen. Mellem 1944 og 1945 blev de tyske og japanske fabrikker hårdt beskadiget af allieret bombning, og flertallet blev demonteret efter krigen.

Overgivelse af teknologi efter krigen undtagen i Sydafrika

Tyske forskere, der havde udviklet FT-processen, blev fanget af amerikanerne og syv af dem sendte til USA som en del af Operation Paperclip. Men efter strukturering af oliemarkedet og det kraftige fald i priserne forladte USA forskningen, og Fischer-Tropsch-processen faldt i misbrug.

I de 1950 år, men han fandt interesse i Sydafrika: lande med rigelige kul ressourcer, har bygget meget mekaniserede miner (Sasol), som sælger CTL-enheder, hvis produktion er baseret på to separate Fischer Tropsch syntheser:
- Arge-proces (udviklet af Ruhrchemie-Lurgi) til fremstilling af højtkogende carbonhydrider, såsom gasolie og voks.
- Syntholproces til fremstilling af kulbrinter med lavere kogepunkter, såsom benzin, acetone og alkoholer.

Produktionen var tilstrækkelig til levering af vejbrændstoffer.

Altid brugt i dag

I 2006 dækker disse enheder ca. en tredjedel af Sydafrikas behov, og Sasol er blevet en af ​​verdens førende specialister på området.

Efter det første oliechok af 1973, som forårsagede stigningen i prisen på råolie, forsøgte flere virksomheder og forskere at forbedre den grundlæggende proces af Fischer-Tropsch, der fødte en lang række lignende processer , grupperet under Fischer-Tropsch-syntese- eller Fischer-Tropsch-kemi-komponenten.

En B-52, der flyver i USA

Siden 2000-årene er processen derfor af økonomisk interesse. For eksempel foreslog det amerikanske forsvarsministerium i september 2005 udviklingen af ​​en olieindustri baseret på udnyttelsen af ​​amerikanske energiressourcer i kul for at fremstille brændstof ved Fischer-Tropsch-processen og således ikke være afhængige af eksterne naturressourcer til deres egne behov.



Siden 2006 udfører en B52 fra US Air Force prøver med Fischer-Tropsch brændstof blandet med 50% eller ren. For nu er det en succes, der gør det muligt for det amerikanske militær at genvinde strategisk uafhængighed for sit militære brændstof.

Økonomiske og bæredygtige applikationer

Liquefying kul eller gas gør kun lidt eller ingen forskel på drivhuseffekten og udtømningen af ​​fossile ressourcer. kulstof vil blive frigivet før eller senere i atmosfæren, og den anvendte naturressource kan ikke fornyes.

Det er helt anderledes ved hjælp af Fischer-Tropsch-processen fra biomasse, biogas eller endda organisk industriaffald.

Således har det generelle princip i Fischer-Tropsch-reaktionen varieret betydeligt siden begyndelsen og har givet anledning til flere generiske processer og appellationer, såsom CtL (kul til væsker), GtL (gas til væsker) og især BtL (Biomasse til væsker). Det er denne sidste sektor, der er særligt interesseret i økonomi.

Mange organisationer, herunder CEA, arbejder for øjeblikket på at forbedre konverteringsprocesser, da den samlede energieffektivitet i denne teknologi også er et svagt punkt.

Eksempel, flytning af et industriaffald af et tysk selskab (offentliggjort i Autoplus i november 2005):

fischer tropsch i autoplus

Lær mere:

- Fortyndelse af biomasse af CEA
- En anden kondensering af kul: Makhonnine-processen
- Energimixet, fremtidens energiløsning?


kommentarer Facebook

Skriv en kommentar

Din e-mail-adresse vil ikke blive offentliggjort. Påkrævede felter er markeret med *