Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Գորշ ածխից հեղուկ վառելանյութի ստացման տեխնոլոգիայի մշակումը

Հակոբյան, Ժիրայր Սարգսի (2017) Գորշ ածխից հեղուկ վառելանյութի ստացման տեխնոլոգիայի մշակումը. PhD thesis, Հայաստանի ազգային պոլիտեխնիկական համալսարան.

[img]
Preview
PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (3435Kb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (739Kb) | Preview

      Abstract

      Քանի որ նավթն ու գազը սպառվող և թանկարժեք, իսկ մի շարք երկրների համար իսպառ բացակայող բնական ռեսուրսներ են, դրանք չեն կարող դիտարկվել որպես միակ, կամ նույնիսկ հիմնական էներգետիկ պաշար մոտակա հեռանկարում, այն ժամանակ, երբ ածխի պաշարներն ամենամեծն են վառելիքա-էներգետիկ պաշարների ցանկում: Դրա երկրաբանական պաշարները գնահատվում են 9-11 տրլն տ: Դա հերիք է 3000-3700 տարի օգտագործելու համար՝ ստացման ժամանակակից մասշտաբներով: Ակնհայտ առավելություն է նաև դրա հասանելիությունն ու ցածր գինը, ինչի շնորհիվ դրա քիմիական մշակումը դառնում է խոստումնալից այլընտրանք: Ածխի օգտագործումը լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերության տարբեր բնագավառներում: Հանվող ածխի մեծամասնությունը քարածուխն է: Այն օգտագործվում է էլեկրաէներգետիկայում: Հարկ է նշել, որ քարածխի կորզումն ավելի թանկարժեք գործընթաց է, քան գորշ ածխինը: Գորշ ածուխը համարվում է էժան էներգետիկ պաշար, որը չի օգտագործվում էլեկտրաէներգիա ստանալու համար: Գորշ ածխի օգտագործումը որպես վառելանյութ ավանդական կաթսաների մեջ անհարմարություն է իրենից ներկայացնում՝ մեծ խոնավության ու համեմատական քիչ կալորիականության պատճառով, ինչպես նաև կողմնակի նյութերի մեծ քանակի պատճառով, անհրաժեշտություն կլինի կաթսային տնտեսությունների ձևափոխում: Բացի այդ, ավելացնելով արդյունահանվող ածխի քանակը, ավելանում է նաև էկոլոգիական ազդեցությունը շրջակա միջավայրի վրա, քանի որ ածխի այրման և մշակման ժամանակ առաջանում են մեծաքանակ վնասակար նյութեր, քան նավթի և գազի դեպքում: Ածխից ստացած վառելանյութի այրումն էկոլոգիապես ավելի անվնաս է, քան ածխի ուղղակի այրումը: Այդպիսի վառելանյութերին են պատկանում «մաքուր ածուխը», ածխի քիմիական վերամշակումից ստացված սինթետիկ գազային և հեղուկ վառելանյութերը: Այսպիսով, կարևոր խնդիր, որն անհրաժեշտ է լուծել ածխի օգտագործման ժամանակ, դա դրա էներգետիկ և քիմիական պոտենցիալի կոմպլեքս օգտագործումն է: Քանի որ ածխի այրումը հասցնում է մեծ վնաս շրջակա միջավայրին, հարկավոր է մշակել էկոլոգիապես ավելի անվնաս տեխնոլոգիաներ՝ էկոլոգիապես ավելի անվնաս սինթետիկ վառելանյութի ստացման համար: Նմանատիպ սինթետիկ վառելանյութի ստացման արդիականությունն աճում է նավթի և բնական գազի պաշարների սպառմանը զուգընթաց: ՀՀ-ում գորշ ածխի առկայությունը նպաստում է գորշ ածխից հեղուկ վառելանյութի քիմիական վերամշակմանը, քանի որ, որպես էներգետիկ պոտենցիալ, այն պիտանի չէ: Հենց դրանում է կայանում տվյալ աշխատանքի արդիականությունը: Աշխատանքի նպատակն է ԼՂՀ Մաղավուզի շրջանի գորշ ածխից (ՄԳԱ) հեղուկ վառելանյութի ստացման տեխնոլոգիայի մշակումը՝ ապահովելով արտադրանքի մեծ ելք: Նպատակին հասնելու համար աշխատանքում լուծվել են հետևյալ խնդիրները՝ առաջարկվել է ՄԳԱ պիրոլիզի գործընթացի տեխնոլոգիական սխեման, ուսումնասիրվել է կատալիզատորների ընտրություն ՄԳԱ պիրոլիզի գործընթացի համար, ստացվել են աշխատանքային պայմանները ՄԳԱ պիրոլիզի համար՝ օգտագործելով տվյալ կատալիզատորները, իրականացվել են ստացված արտադրանքի հետազոտություն և անալիզ, իրականացվել են ՄԳԱ և մազութի համատեղ պիրոլիզի որոշ կինետիկական ուսումնասիրություններ, որոշվել է ջերմաստիճանի, պիրոլիզի երկրորդ բաղադրիչի, հնարավոր կատալիզատորի ազդեցությունը գործընթացի ելքի ու բաղադրության վրա: Հետազոտական աշխատանքում առաջին անգամ՝ մշակվել է Մաղավուզի շրջանի գորշ ածխից հեղուկ վառելանյութի ստացման մեթոդ մթնոլորտային ճնշման տակ՝ օգտագործելով տեղական բնական ցեոլիտներ՝ որպես գործընթացի հնարավոր կատալիզատորներ, որպես պիրոլիզի երկրորդ բաղադրիչ ՄԳԱ պիրոլիզի գործընթացի համար օգտագործվել են անվադողերի պիրոլիզի ծանր ֆրակցիաներ, ինչպես նաև գյուղատնտեսական արտադրանքի վերամշակման թափոններ (մրգային կորիզներ, ընդեղենի կեղևներ), որոշվել են ՄԳԱ պիրոլիզի արդյունավետ պայմանները և սահմանվել են տեխնիկական գործոններ, որոնք ազդում են գործընթացի ելքի վրա: Учитывая то, что цены на природные энергоносители переменчивы и зависят от многих факторов, а также то, что вопрос об энергетической безопасности планеты с каждым днем становится все более обсуждаемым, поиск альтернативных источников энергии становится актуальной задачей. Будучи исчерпаемыми и дорогими, нефть и газ не могут рассматриваться как единственные энергоресурсы в ближайшей перспективе, в то время, как запасы угля в мире наиболее велики среди топливно-энергетических ресурсов. Поскольку сжигание угля приводит к серьезному загрязнению окружающей среды вредными веществами, необходима разработка новых технологий получения из угля экологически более безвредных синтетических топлив. Актуальность производства этих синтетических топлив возрастает по мере неизбежного истощения запасов нефти и природного газа. Наличие запасов бурого угля в Армении и НКР способствует реализации химической переработки бурого угля в жидкое топливо, поскольку, как энергетический потенциал, он непригоден. Именно в этом и заключается актуальность данной работы. В работе решены следующие задачи: разработана технологическая схема процесса пиролиза Магавузского бурого угля (МБУ); осуществлен подбор эффективных катализаторов процесса пиролиза МБУ; выявлены рабочие условия процесса каталитического пиролиза МБУ; проведены исследования и анализ полученных продуктов; осуществлены некоторые кинетические исследования процесса совместного пиролиза смеси МБУ и мазута; определено влияние температуры, природы и содеражания возможных катализаторов, второго компонента пиролиза на выход и состав пиролизата. В диссертационной работе впервые: разработан способ получения пиролизного жидкого топлива из МБУ при атмосферном давлении и в присутствии катализаторов – местных природных цеолитов; в качестве второго компонента в процессе пиролиза МБУ использованы – тяжелые остатки пиролиза переработанных шин, а также отходы переработки сельскохозяйственных продуктов (фруктовые косточки, скорлупа грецкого, лесного орехов и миндаля); определены эффективные условия проведения пиролиза МБУ в присутствии катализатора, а также установлены факторы, влияющие на выход процесса. В лаборатории кафедры «Хим-био-технологий и природоохранной инженерии» Национального политехнического университета Армении разработана технологическая схема и подготовлена к работе пилотная установка пиролиза углеводородных остатков. Пуск и испытание установки проведены на предприятии ООО «Назарян и друзья». Полученные результаты могут быть использованы для проектирования производства пиролизного жидкого топлива.As oil and gas are non-renewable and expensive natural resources, they can hardly be regarded as the only or the main energy resource for the future. While coal reserves are much more than other natural energy resources. The other apparent advantage of the coal is its easy access and low price. So the chemical treatment of this type of energy resource is a promising alternative. Brown coal (lignite) is a cheap energy resource, which is not used for electricity generation. Since burning of coal harms the environment, it is necessary to develop a new technology for the production of environmentally more harmless synthetic fuels. With the depletion of oil and gas reserves the need to obtain an alternative synthetic fuel increases. There is a big reserve of lignite in Armenia, which is not used for electricity generation, so it is appropriate to carry out chemical treatment of lignite and production of liquid fuel from it. This is precisely the novelty of the research. The research solves the following tasks:The technological scheme of pyrolysis of Maghavuz brown coal (MBC) was developed. Effective MBC pyrolysis process catalyst was selected. Conditions for MBC catalytic pyrolysis were determined. The product was analyzed. Some kinetic research was done about MBC and fuel oil joint pyrolysis. The impact of process temperature, nature and content of possible catalysts, pyrolysis second component was determined. In this research for the first time: The method of obtaining liquid fuel from MBC under atmospheric pressure, using local natural zeolites as catalysts of the process was developed. As pyrolysis second component heavy fractions of pyrolysis of automobile tires, as well as conversion waste of agricultural products (fruit bones and peel of nuts) was used. The efficient conditions of the MBC catalytic pyrolysis, also the factors, affecting the yield of the product were determined. At the NPUA, department of Chemical, biological and environment technologies, pilot installation of pyrolysis of hydrocarbon residues was developed and prepared for operation. The testing of the device was effectively held in the "Nazaryan and friends" LTD. The collected data can be used to design synthetic liquid fuel production. The following basic theses are presented: MBC pyrolysis results both with the catalyst and without it (the catalysts are regional natural zeolites - clinoptilolite, mordenite).

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Разработка технологии получения жидкого топлива из бурого угля. A technology for obtaining liquid fuel from brown coal.
      Uncontrolled Keywords: Акопян Жирайр Саркисович, Hakobyan Zhirayr Sargis
      Subjects: Control, Automation and Electrical Engineering
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 17 Nov 2017 17:51
      Last Modified: 17 Nov 2017 17:51
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/5972

      Actions (login required)

      View Item