2009 01 01!0259

a W v»il iwn $. I. DulK r    W.ru:iTrj 2M?

ISBN    0 by WN PWN 20U?

220

8. Chemia klimatu globalnego

ż.ące wysiłki w celu złagodzenia problemu skupiają się na sposobach zatrzymywania powstającego w wyniku spalania ditlenku węgla.

Można dokonać porównania spalania węgla pierwiastkowego (C) zawartego w węglu kopalnym, w gazie ziemnym (CH₄) i w ciężkim oleju (C\H_2v, reprezentowanym przez. C2<,H42). Reakcje spalania oraz ich wartości entalpii można przedstawić następująco:

AH = -393,5 kJ    (8.12)

A// = —890,3 kJ    (8.13)

Węgiel kopalny C + 0₂ —► C0₂

Gaz ziemny CH₄ + 20₂ -* CO» -f 2 H₂0

Olej ciężki    + 3<H 0₂ -► 20 C0₂ + 21 H₂0 AH = — 13 315 kJ (8.14)

Podczas spalania węgla na 1 GJ (I GJ = IO⁹ J) wytworzonego ciepła przypada następująca ilość ditlenku węgla uwolnionego do atmosfery:

Odpowiednie ilości dla dwóch innych paliw wynoszą, odpowiednio. 49 kg C0₂/GJ dla gazu ziemnego i 66 kg CG₂/GJ dla oleju. Spośród paliw kopalnych węgiel wnosi więc największy wkład gazu cieplarnianego do atmosfery, liczony ilością uwalnianego ditlenku węgla na jednostkę wyprodukowanej energii. Jest to jeden z powodów, dla których węgiel jest paliwem mniej pożądanym, pomijając fakt. że jest on głównym dostarczycielem do obciążonej atmosfery cząstek stałych i prekursorów kwaśnych deszczów.

W nowszych typach procesów spalania, takich jak spalanie w złożu fluidalnym, co opisano w rozdz. 6, efektywność spalania węgla i przenoszenia ciepła zostały zwiększone. Te procesy służą więc do zwiększania ilości dostarczanej energii z danej ilości paliwa.

Inne tradycyjne i nowo wdrażane technologie, opracowywane w celu wyprodukowania bardziej czystego i wygodnego paliwa, przetwarzają węgiel w produkty gazowe lub ciekłe. Możliwe są liczne procesy prowadzące do /gazowania węgla (tab. 8.9). Wiele z nich stosuje się w przemysłowych urządzeniach do zgazowywania węgla, z których pewne stosuje się od dziesiątków lal. szczególnie lam, gdzie nie był dostępny gaz ziemny. Mieszanina produktów na ogól ma niewielką zawartość cieplną, a liczne zastosowania praktyczne oczekują na dalszy rozwój technologii.

Podobnie, upłynnianie węgla jest stosowane do produkcji różnego rodzaju substytutów produktów naftowych. Upłynnianie można przeprowadzić pośrednio, w pierwszym etapie otrzymując produkty gazowe, a następnie przekształcając je w postać ciekłą w osobnym procesie. Procedura ta jest podstawą metody SASOL. opracowanej i stosowanej w praktyce w Afryce Południowej i pozwalającej na wytworzenie ponad 10 milionów litrów dziennic syntetycznej ciekłej benzyny. Proces ten rozpoczyna się od ogrzewania węgla do temperatury 600 800 C w celu jego częściowego przeprowadzenia w stan lotny i otrzymuje się mieszaninę metanu, wodoru i węgla. Mieszanina la następnie jest przepuszczana przez gorącą strefę zawierającą powietrze i parę wodną. Powstała w wyniku złożonych reakcji mieszanina gazów składa się z: ok. 10% metanu. 20% tlenku węgla. 30% ditlenku węgla i 40% wodoru. Z kolei mieszaninę poddaje się