Современная химия




ЛИТИЙ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ

литий в теплоэнергетике

Это, кроме углекислого газа, дающего «парниковый эффект», сернистый газ, окислы азота, окислы ряда тяжелых металлов, органические продукты высокотемпературного пиролиза и неполного сгорания топлива (сажа, полиацетилены и даже диоксины). Особенно, наличие таких примесей характерно при использовании (сжигании) мазута, угля, горючих сланцев, торфа.
Для борьбы с этим явлением существуют как методы очистки  охладительные камеры, электрофильтры, газопромыватели,-дымовых газов  так и методы рассеивания факела дымовых газов в атмосфере (дымовые трубы). Снижение содержания продуктов неполного сгорания топлива решается организацией эффективного сгорания (конструкция форсунки, добавка воды, организация факела, газодинамическая эффективность).
Для борьбы с сернистым газом, следствием которого являются кислотные дожди, используются щелочные добавки, в частности, добавка известняка в пылеугольную смесь.
Нами предлагается добавка к дизельному топливу или топочному мазуту щелочных, растворимых в дизтопливе и мазуте компонентов, выполняющих ряд функций, способствующих как эффективности процесса горения, так и защите окружающей среды, в первую очередь от SOx.
Каталитическая функция при горении (аэрозольный или даже кластерный катализ) способствует снижению количества сажи и углеродных продуктов пиролиза топлива в дымовых газах, т.е. обеспечивает полное, количественное сгорания топлива.
Связывающая функция щелочной  обеспечивать фиксацию окислов серы и азота в твердые,-компоненты  легко улавливаемые, нетоксичные для природы соли нейтрального характера.
Аэрозоли этих солей значительно эффективнее улавливаются, так как способны оседать из газовой фазы и, несомненно, эффективно подвергаются водной очистке в газопромывателях благодаря высокой растворимости и сродству к воде (значительно эффективнее, чем поглощение окислов серы и азота водой и даже щелочными растворами).
Наши предположения основываются на следующих, известных и малоизвестных, экспериментально подтвержденных нижеприведенных результатах.
Известно, что добавка солей карбоновых кислот лития, лития и магния способствует снижению дымообразования в дизельном процессе. Показано, что при добавке чрезвычайно малых количеств третбутилата лития в низкооктановый бензин достигается значительное повышение октанового числа и чистоты выхлопа.
Известно, что введение катализаторов горения в аэрозольной форме позволяет интенсифицировать ряд процессов, в том числе и уничтожение сжиганием токсичных и очень токсичных веществ (работы М.А.Гликина, Северодонецкое НПО Химтехнология).
Известно, что окислы щелочных металлов являются катализаторами и промоторами катализаторов ряда превращений углеводородов. Подробно изучены закономерности пиролиза и горения алкоголятов металлов и солей карбоновых кислот.
На основе анализа этих материалов предлагается проверить эффективность действия ряда промышленно производимых продуктов, растворимых в дизтопливе и мазутах, для снижения содержания SOx и NOx в продуктах сгорания в энергетических процессах.

К таким, имеющим производственную базу, продуктам можно отнести:
- третбутилаты, изопропилаты» этилаты лития и натрия;
- нафталиды (антралениды, фенантрениды) лития и натрия;
- ацетаты, пропионаты, изооктанаты и т.п.

В процессе горения мазута с добавкой вышеперечисленных агентов, они на первой стадии подвергаются пиролизу до Li2O и Na2O с образованием легкосгораемых количественно простых органических фрагментов, затем окислы выполняют свою, аэрозольно-каталитическую функцию, обеспечивая более полное сгорание компонентов мазута и уже затем фиксируют окислы азота и серы в соли Li2SO3, Na2SO3, Li2SO4, Na SO4, LiNO2, Na NO2, LiNO3, Na NO3.
В случае литиевых солей можно ожидать и жесткой фиксации в экологически безопасную форму (не растворимую в реальных условиях) токсичных металлов в комплексные соли (ванадаты, никелаты, кобальтиаты, хромиты, манганаты и т.п.). Следует отметить, что наиболее дешевой и не разрушаемой при хранении добавкой несомненно являются соли карбоновых кислот. Однако они сравнительно плохо (ограниченно растворимы в мазуте). Относительно более дорогие нафталиды и алкоголяты значительно более растворимы в мазутах, но чувствительны к действию влаги и сохранность такой добавки при хранении требует специального исследования.
Но именно это свойство может позволить создать принципиально новую форму топлива со щелочной добавкой даже для высокосернистых систем.
Сравнительно низкие концентрации гомогенно-растворенных алкоголятов или нафталатов в мазуте при пиролизе должны дать чрезвычайно тонкую коллоидную форму некоагулирующих окислов или гидроокисей лития и натрия. Коагуляции будет препятствовать как отсутствие сверхстехиометрической влаги, так и высокая вязкость мазута. Особенно это относится к литиевым окислам, весьма склонным к образованию ультрадисперсных структур.
Производство алкоголятов лития организовано в ПО Казаньоргсинтез (для получения третбутилата из металлического лития и третичнобутилового спирта). Однако, аппаратурно-технологическое оформление процесса позволяет организовать без реконструкции получение алкоголятов лития и натрия из щелочей азеотропной отгонкой воды при взаимодействии с соответствующими спиртами. Такой подход позволит рассмотреть возможность получения этилатов на базе программы по использованию этилового спирта (гидролизного) для моторных топлив.
В качестве базовых на начальном этапе могут использоваться наработки укрупненной лабораторной установки и мощностей опытного завода РНЦ «Прикладная химия».
Мощности же ОАО «Казаньоргсинтез» могут быть использованы для получения нафталидов лития и натрия без реконструкции.
Ранее нафталиды лития и натрия в незначительном количестве уже получались на предприятиях радиопромышленности для обработки фторопласта с целью придания поверхности адгезионности и проводимости при обработке раствором нафталида.
Введение щелочных компонентов, особенно в растворимой или сверхультрадисперсной форме в моторные топлива может позволить обеспечить чистоту выхлопа (отсутствие бензпиренов, окислов азота и серы, сажи) при одновременном повышении октанового и цетанового чисел или без их изменения.
В случае моторных малосернистых топлив количество вводимой добавки будет на уровне 0,1% масс., а особенности гидролиза таких количеств в случае разрушения алкоголятов и нафталидов будет приводить к образованию ультрадисперсного некоагулируемого коллоида, не влияющего на работу топливной арматуры.
Щелочные добавки (алкоголятные и нафталидные), в виду их высокой химической активности, могут удалять из моторного и топочного топлива следы серы благодаря взаимодействию с серосодержащими органическими соединениями еще до процесса горения. С другой стороны, добавка их в обессоленную нефть перед транспортировкой может позволить как разрушить остатки растворенной и эмульгированной влаги и снизить эффект электрохимической коррозии, так и предотвратить анаэробную биокоррозию при транспортировке нефти по нефтепроводам. Особенно это можно отнести к действию литиевых алкоголятов и нафталида из-за сильного бактериостатического и микостатического действия иона лития.
Последнее обстоятельство, напрямую связанное с эксплуатацией нефтепроводов, может оказаться наиболее интересным и приемлемым для нефтедобывающей и нефтетранспортирующей отраслей, в виду особой актуальности вопросов их безаварийной и эффективной работы. В то время, как чистота выхлопных газов ТЭЦ, работающих на мазуте, не лимитируется законодательно так, чтобы это стимулировало заинтересованность теплоэнергетиков в более глубокой очистке газов.

 

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

скидки. парник из поликарбоната цена. акции.

Новинки полимеров:

НОВЫЕ АНТИПРИГАРНЫЕ ПОКРЫТИЯ TEFLON

News image

Покрытия, в основу которых положена запатентованная технология, первыми в своей отрасли получили допуск к контакту с пищевыми продуктами.

НОВИНКИ TEIJIN ДЛЯ АВИАКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ

News image

Тохо Тенакс начала поставки углеродного волокна для авиастроения в середине 80-х годов прошлого века и сейчас обеспечивает различными передовыми мат...

АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕ: пластмассы заменяют металл

News image

Одним из примеров успешного решения данной проблемы может служить новый специальный полиамидный ( PA ) продукт Ultramid ® Endure , созданный специал...

ТЕХНОЛОГИЯ УСИЛЕНИЯ ЗДАНИЙ УГЛЕВОЛОКНИСТЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

News image

Углеродные волокна (УВ) – органический материал, содержащий 92 - 99,99 % углерода. Углеродные волокна получают путем ступенчатой термообработки разл...

Новые продукты оргсинтеза:

НОВЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ СРЕД

News image

Даже специалисты с высшим техническим или естественнонаучным образованием в рамках обучения усваивают из этой проблемы лишь пару простейших основополагающих истин.

РЕКОНСТРУКЦИЯ в «АХЕМЕ»: опыт и результаты

News image

На прошедшей недавно международной конференции «Метанол и производные», организованной компанией Креон представители литовской фирмы Ахема поделились уникальным опытом реконструкции своего старого ...

ЗАМЕНИТЕЛИ САХАРА: свойства и применение

News image

К традиционной сладкой продукции относятся сиропы из сока сахарного клена и сахарного сорго; из корней цикория и клубней топинамбура, богатых инулином, при гидролизе которого образуется фруктоза (ле...

Авторизация



YOU ARE HERE: Главная - Альтернативное топливо - ЛИТИЙ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ

Великие химики:

ГАН (Hahn), Отто

News image

Немецкий химик Отто Ган родился во Франкфурте-на-Майне и был одним из трех сыновей Генриха Гана, стекольщика, и Шарлотты Гизе (в девичестве Штуцман)...

СВЕДБЕРГ (Svedberg), Теодор

News image

Шведский химик Теодор Сведберг родился в имении Флеранг, неподалеку от г. Гавле. Он был единственным ребенком Элиаса Сведберга, инженера и управляющ...

Институты химии:

Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН

News image

Распоряжением Академии Наук СССР от 09.04.1968 г. на основании Постановления СМ СССР от 21

Центр фотохимии РАН

News image

Учреждение Российской академии наук Центр фотохимии РАН работает в формирующейся области науки на границе между физикой и химией - фотоника супрамол...