Batubara - diproses kemarin, hari ini dan besok

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Pernah Mendeleev berkata bahwa tenggelam dengan minyak seperti melempar uang kertas ke dalam tungku. Hal yang sama dapat dikatakan tentang batu bara. Daur ulang mengurangi beban lingkungan dan praktis menghilangkan kotoran berbahaya yang mengandung belerang dari batubara. Mari kita pertimbangkan metode dan proses utama pengolahan batubara, serta hasil dan produk yang diperoleh darinya.

Batubara masa lalu

Manusia telah mengenal batu bara sebagai bahan bakar sejak zaman Yunani kuno. Namun sebagai industri mandiri, industri batu bara baru menonjol pada abad ke-18. Pada awal abad ke-19, batu bara mulai digunakan dengan sangat aktif - bahan bakar untuk transportasi, produksi listrik, metalurgi, industri kimia, mobil dan pembuatan kapal, dll. Diperlukan bahan baku yang lebih baik.

Metode pengolahan batubara dikembangkan pada abad ke-20 sehingga kualitas bahan baku yang diekstraksi lebih tinggi. Mereka memiliki kelemahan, seperti hasil produk yang rendah, bingkai yang kakupelaksanaan proses. Tetapi dengan pengenalan berbagai katalis ke dalam proses, hasil produk menjadi lebih tinggi, dan karena itu lebih murah, dan perjalanan proses tidak lagi memerlukan kepatuhan yang ketat terhadap semua kondisi.

Saat ini, penambangan dan pengolahan batubara adalah langkah menuju masa depan. Dilakukan dengan lima cara. Pilihan metode tergantung pada produk akhir yang diinginkan.

Pirolisis

Metode pengolahan batubara ini telah digunakan sejak lama. Kembali di akhir 90-an. Pada abad ke-19, mereka tahu cara memanaskan batu bara tanpa akses udara untuk menyebabkan penghancuran molekul polimer, diikuti dengan transformasinya. Produk pemrosesan termokimia tersedia dalam bentuk padat, cair, dan gas.

Coking modern (nama lain untuk pirolisis) dilakukan pada suhu antara 900 dan 1100 °C. Produk dari proses tersebut adalah kokas yang digunakan dalam industri metalurgi, baik besi maupun non besi, serta produk samping berupa campuran gas dan uap.

Sekitar 250 bahan kimia kemudian diperoleh kembali dari campuran kokas bersuhu tinggi, termasuk benzena, naftalena, fenol, amonia, dan senyawa heterosiklik. Pengenalan katalis ke dalam proses berkontribusi pada pembentukan kokas dengan struktur internal berbutir halus - jenis kokas komersial yang lebih berharga.

Semi-coklat

Untuk mendapatkan bahan bakar (cair atau gas) dari batubara melalui proses, digunakan kokas suhu rendah pada 500 °C. Prosesnya juga tidak inovatif, sudah lama dikenal. Sebelumnya, tujuannya adalah untuk mendapatkan bahan bakar padat dari batubara coklat, lebih berharga secara energik. Saat ini, proses pengolahan batubara dengan semi-coking dengan menggunakan katalis oksidasi telah meningkatkan keramahan lingkungan dari produk akhir, telah mengurangi konsentrasi karsinogen dan zat berbahaya. Resin yang dihasilkan digunakan untuk menghasilkan pelarut dan bahan bakar.

Hidrogenasi destruktif

Metode pengolahan batubara ini bertujuan untuk mengubah bahan bakar padat menjadi "minyak sintetis" pada suhu 400-500 °C dan di bawah pengaruh hidrogen. Gagasan pemrosesan semacam itu muncul di tahun 20-an abad terakhir. Pada tahun 1930-an dan 1940-an, perusahaan industri pertama dibangun di Jerman dan Inggris Raya, tetapi di Uni Soviet proses tersebut hanya digunakan pada skala industri pada 1950-an.

Campuran aluminium, molibdenum dan kob alt digunakan sebagai katalis dalam penyulingan minyak. Awalnya, itu juga digunakan untuk batu bara, tetapi, ternyata, prosesnya dapat dibuat jauh lebih murah, tanpa kehilangan efisiensi, menggunakan bijih besi yang tersebar luas - magnetit, pirit atau pirhotit - sebagai katalis. Hasil seperti itu mudah dihitung, jika Anda tahu bahwa katalisis terjadi secara tidak langsung. Batubara masuk ke fase cair tidak di bawah aksi molekul hidrogen, tetapi melalui transfer atom hidrogen dari molekul pelarut organik ke molekul komponen batubara. Katalis diperlukan hanya untuk mengembalikan sifat pelarut yang hilang selama eliminasi atom hidrogen.

Gasifikasi

Di bawah pengaruh suhu tinggi, tetapi dalam lingkungan udara di mana terdapat oksigen, hidrogen, karbon dioksida, dan uap, batubara padat berubah menjadi gas. Ini adalah inti dari proses. Ada sekitar 20 teknologi. Kami tidak akan membahas masing-masing secara rinci, tetapi pertimbangkan bagaimana pengenalan katalis dapat membantu.

Selain meningkatkan efisiensi, dengan katalis menjadi mungkin untuk menurunkan suhu sambil mempertahankan kecepatan pada tingkat yang sama, juga memungkinkan untuk mengatur produk akhir gasifikasi. Yang paling umum adalah logam alkali dan alkali tanah, serta besi, nikel dan kob alt.

Pemrosesan kimia plasma

Salah satu yang paling menjanjikan, karena selain bahan bakar cair, senyawa berharga seperti ferosilikon, silikon teknis, dan zat yang mengandung silikon lainnya diekstraksi dari batubara keras dan coklat selama pemrosesan, yang, dengan metode lain, hanya dibuang dengan abu.

Dan apa besok

Mengingat betapa cepatnya cadangan minyak dan gas bumi menipis, masalah bahan bakar akan segera menjadi sangat akut. Dan salah satu solusi paling sederhana adalah penambangan batu bara. Para ilmuwan sedang melakukan penelitian mereka untuk mencari proses daur ulang baru - lebih efisien, murah, tetapi pada saat yang sama ramah lingkungan.

Pekerjaan juga sedang dilakukan untuk mendapatkan "minyak sintetis". Di Krasnoyarsk, misalnya, diuji untuk mendapatkannya dari campuran batu bara dan air dalam proporsi yang sama. Sintesis dilakukan di bawahtekanan tinggi, perawatan dilakukan mekanik, elektromagnetik dan kavitasi. Konsumsi energinya rendah - hanya 5 kW per ton minyak. Dari segi komposisi kimianya, fraksi yang dihasilkan mendekati alami.

Jadi jangan buru-buru membuang kuda besi Anda, akan ada sesuatu untuk diberi makan. Dan satu lagi kabar baik - batubara diisi ulang, yang berarti akan melayani umat manusia untuk waktu yang lama.