Zgazowanie i odgazowanie paliw stałych
Transkrypt
Zgazowanie i odgazowanie paliw stałych
Zgazowanie i odgazowanie paliw stałych Inżynieria reaktorów chemicznych 1. Stechiometria reakcji prostych i złożonych. 2. Klasyfikacja reakcji chemicznych 3. Przemysłowe reaktory dla układów homogenicznych 4. Ogólny bilans materiałowy reaktora 5. Ogólny bilans cieplny reaktora 6. Reaktory idealne pracujące w warunkach izotermicznych 7. Reaktor rurowy 8. Dobór reaktora w przypadku reakcji prostych 9. Dobór reaktora dla reakcji złożonych 10. Wymień metody wyznaczania równań kinetycznych. 11. Co to jest równanie kinetyczne? 12. Przedstaw definicję stopnia przemiany (przereagowania) dla reakcji odwracalnych i nieodwracalnych. 13. Przedstaw klasyfikację reaktorów chemicznych uwzględniając różne kryteria podziału. 14. Wymień i opisz trzy podstawowe typy idealnych reaktorów chemicznych. 15. Przedstaw bilans materiałowy idealnego reaktora zbiornikowego przepływowego dla reakcji nieodwracalnej drugiego rzędu (CSTR). 16. Przedstaw bilans materiałowy idealnego reaktora okresowego (BatchReactor). 17. Co to są reaktory okresowe, wymień ich wady i zalety. 18. Co to są reaktory przepływowe, wymień ich wady i zalety. 19. Co to jest kaskada reaktorów przepływowych, przedstaw jej zalety. 20. Przedstaw wady i zalety reaktorów fluidyzacyjnych. Procesy katalityczne w energochemicznym przetwórstwie paliw stałych 21. Adsorpcja fizyczna i chemisorpcja. Wpływ postaci cząsteczki chemisorbowanej na produkty reakcji. 22. Od czego zależy selektywność w adsorpcyjnych procesach rozdziału mieszanin? 23. Jakie warunki powinien spełniać dobry adsorbent? 24. Jaki parametr reakcji decyduje o tym , które reakcje warto katalizować? 25. Co należy optymalizować dla katalizatorów? Aktywność, selektywność czy czas życia? 26. Sposoby wykorzystania aktywności katalizatora: stopień konwersji, T x, GHSV. 27. Co to jest czas kontaktu i jaki jest jego wpływ na aktywność i selektywność katalizatorów? Omów na przykładzie procesu MTG. 28. Budowa katalizatora- rola materiału aktywnego, nośnika i promotorów. 29. Katalizatory kwasowe. Wpływ kwasowości katalizatora na reakcję na przykładzie reakcji odwodnienia etanolu oraz na przykładzie reakcji krakingu. 30. Zeolity – budowa. Selektywność na kształt i jej rola w adsorpcji i katalizie na przykładach reakcji krakingu, metylowania toluenu i MTG. 31. Jak można przewidzieć czas życia katalizatora przemysłowego. 32. Zatruwanie katalizatorów i sposoby jej zapobiegania. 33. Deaktywacja depozytem węglowym – wpływ na pracę katalizatora i sposoby ograniczenia jej skutków. 34. Wpływ doboru struktury katalizatora na jego deaktywację – omów na przykładzie procesu hydroodsiarczania ciężkich frakcji 35. Związek między skalą czasową deaktywacji katalizatora a doborem reaktora przemysłowego 36. Synteza Fischera-Tropscha – znaczenie, mechanizm reakcji, katalizatory, produkty 37. Paliwa GTL. 38. Różnice w produktach syntezy Fischera-Tropscha i procesu MTG. Przyczyny tych różnic. 39. Katalizatory procesów reformingu parowego. 40. Reakcja z gazem wodnym, jej znaczenie i używane w niej katalizatory. Fizykochemiczne podstawy termochemicznej przeróbki węgla 41. Zdefiniować współczynnik ściśliwości gazu. Naszkicować typowy przebieg współczynnika ściśliwości gazu od ciśnienia. Wyjaśnić jego znaczenie. 42. Podać równanie stanu van der Waalsa dla jednego mola gazu; naszkicować kilka izoterm (na wykresie p = p(V)) w taki sposób, aby zilustrować obszar równowagi ciecz-para oraz istnienie punktu krytycznego. 43. Zdefiniować następujące procesy: adiabatyczny, diatermiczny, kwazistatyczny (podać przykłady). 44. Zdefiniować I zasadę termodynamiki; definicja entalpii; I zasada wyrażona poprzez entalpię. 45. Zdefiniować entalpię reakcji na przekładzie reakcji konwersji metanu za pomocą pary wodnej w warunkach standardowych. Co to są warunki standardowe? 46. Jakie są główne składowe entalpii fizycznej strumienia mieszaniny gazu np. gazu koksowniczego ogrzanego do temperatury T wyższej od temperatury standardowej T0? 47. Napisać stechiometryczną reakcję spalania butanu i zdefiniować entalpię reakcji oraz ciepło spalania. W jaki sposób określić można te wielkości? 48. Jak zdefiniowana jest entalpia tworzenia czystego związku chemicznego, a jak węgla? Jak określić entalpię tworzenia węgla i od czego ona głównie zależy? 49. Zadanie: Bryła koksu o masie 1 kg chłodzona jest od temperatury 1000 oC do 250 oC. Obliczyć ciepło odebrane w czasie chłodzenia przez wodę, która uległa odparowaniu. Średnie ciepło właściwe koksu przyjąć 1,0 kJ/kgK. 50. Zadanie: 1 kmol metanu ulega spalaniu w warunkach stechiometrycznych. Obliczyć molowy udział wody w produktach spalania. 51. Znane jest równanie opisujące ciepło właściwe ditlenku węgla w postaci C p=f(T). Napisać wzór pozwalający obliczyć średnie ciepło właściwe substancji w zakresie temperatur 300-800K. 52. Dlaczego bilans pierwiastkowy a nie bilans mas strumieni odgrywa zasadniczą rolę w bilansowaniu procesów z reakcją chemiczną? 53. Podać przykład zastosowania prawa Hessa. 54. Naszkicować najprostszy (tzn. 3 fazy – stała, ciekła i gazowa) diagram fazowy substancji czystej we współrzędnych (p,T); zaznaczyć obszary występowania poszczególnych faz, punkt potrójny i krytyczny. 55. Jaka wielkość termodynamiczna (funkcja stanu) jest uważana za podstawową do określenia stanu równowagi termodynamicznej mieszaniny reakcyjnej? Co jest kryterium stanu równowagi? 56. Jakie jest podstawowe równanie kinetyczne dla pirolizy węgla. Przedyskutować wpływ temperatury. 57. Jakie są podstawy termodynamiczne obliczenia składu mieszaniny poreakcyjnej metodą Gibbsa? 58. Proszę przedstawić podstawowe reakcje zgazowania węgla. Omówić ich efekty energetyczne. W którym typie reaktora osiągany jest największy stopień przereagowania węgla i dlaczego? 59. Przedyskutować modele kinetyczne pirolizy węgla (objętościowy) i dla zgazowania węgla (kurczącego się jądra). 60. Napisać wzory i naszkicować przebieg zmian entalpii w procesie ogrzewania smoły węglowej od temperatury standardowej T0 do temperatury T, w której występuje ona w postaci gazowej. 61. Jakie główne składowe są potrzebne do obliczenia średniego ciepła właściwego węgla w temperaturze T? 62. Opisać schemat obliczeń entalpii reakcji C+CO2=2CO wykorzystując znajomość entalpii wiązań. 63. Proszę naszkicować wykres zmian entalpii substratów i produktów w reakcji chemicznej, biorąc pod uwagę stan początkowy i końcowy oraz przejście przez maksimum energii. Omówić pojęcia entalpii reakcji i energii aktywacji. 64. Podać definicyjne równania dla szybkości reakcji konwersji tlenku węgla za pomocą pary wodnej i reakcji konwersji pierwiastka węgla w reakcji Boudouarda. 65. Napisać równanie kinetyczne dla reakcji pierwszorzędowej termicznego rozkładu węgla W=K+V; gdzie W-węgiel, K-karbonizat, V-części lotne. Co to jest efekt kompensacyjny? 66. Naszkicować przebieg stopnia przereagowania węgla w procesie pirolizy w zależności od temperatury przy różnych szybkościach ogrzewania. Na czym polega metoda izokonwersyjna wyznaczania parametrów kinetycznych? 67. W procesie zgazowania węgla przebiegają zarówno reakcje pirolizy jak i zgazowania. Wyjaśnić etapy konwersji węgla i wpływ poszczególnych reakcji. Jaka reakcja jest źródłem ciepła dla procesu? 68. Scharakteryzować przebieg zgazowania w reaktorze fluidalnym i w reaktorze ze złożem stałym. Jaki jest rozkład temperatur wzdłuż wysokości i dlaczego się różnią? 69. Naszkicować mapę (wykres fazowy) dla układów dyspersyjnych gaz – ciało stałe i wskazać obszary różnych struktur wykorzystując zależności opisujące prędkości charakterystyczne i średnice ziarna. 70. Naszkicować mapę (wykres fazowy) dla układów dyspersyjnych gaz – ciało stałe i wskazać obszary różnych struktur w układzie P=f(Ug). Modelowanie systemów przesyłowych płynów 71. Zmiany ciśnienia w funkcji długości czynnego gazociągu magistralnego. 72. Systemy dystrybucyjne w miastach i osiedlach. 73. Metody zwiększania przepustowości gazowej sieci rozdzielczej niskiego ciśnienia. 74. Zasady obliczania gazowych sieci rozdzielczych. 75. Układy monitorowane na stacjach gazowych. 76. Urządzenia zabezpieczające na stacjach gazowych. 77. Urządzenia do pomiaru przepływu gazu. 78. Stacje sprężarkowe. 79. Ochrona gazociągów przed korozją. 80. Magazynowanie paliw gazowych 81. Podziemne magazyny gazu. 82. Budowa gazociągów magistralnych. 83. Gazociągi z tworzyw sztucznych. 84. Metody prognozowania zapotrzebowania na gaz ziemny. 85. Obliczanie sieci pierścieniowych metodą Hardy-Crossa. 86. Zadania i podział tłoków stosowanych w gazownictwie. 87. Zadania i rodzaje korekcji pomiaru ilości gazu. 88. Budowa sieci ciepłowniczych. 89. Budowa sieci wodociągowych. 90. Zmiany ciśnienia w układach wodociągowych. 91. Obliczanie spadków ciśnienia w układach wodociągowych. 92. Metody prognozowania zapotrzebowania na wodę. 93. Nierównomierności zużycia wody. 94. Wskaźniki sumaryczne zapotrzebowania na wodę. 95. Wskaźniki cząstkowe zapotrzebowania na wodę. 96. Powierzchnie cząstkowe przy obliczania sieci wodociągowych. 97. Lokalizacja i znaczenie wodnych zbiorników sieciowych. 98. Straty ciepła w sieci ciepłowniczej. 99. Obliczanie spadków ciśnienia w sieciach ciepłowniczych. 100. Armatura układów wodociągowych i ciepłowniczych. Podstawy biotechnologii 101. Porównanie bioprocesów z klasycznymi procesami chemicznymi – fazy i etapy opracowywania bioprocesu. 102. Drobnoustroje przemysłowe - ich klasyfikacja (kryteria mikrobiologiczne i technologiczne) oraz czynniki wpływające na wzrost aktywności mikroorganizmów. 103. Biozwiązki organiczne: sacharydy, lipidy, białka i kwasy nukleinowe – klasyfikacja, budowa i ich znaczenie w biotechnologii. 104. Metabolizm komórkowy: anabolizm i katabolizm - przemiany chemiczne (biosynteza, biorozkład, biokonwersja) i energetyczne. 105. Procesy biotechnologiczne w ochronie środowiska: bioremediacja gruntów, biooczyszczanie ścieków i biodeodoryzacja emisji przemysłowych. 106. Procesy biotechnologiczne w utylizacji odpadów organicznych: fermentacja a kompostowanie. 107. Biotechnologia w przemyśle paliwowo-energetycznym: biodesulfuryryzacja węgla kamiennego i ropy naftowej, produkcja biopaliw, bioproblemy przy magazynowaniu paliw. Walidacja metod badania paliw 108. Wyjaśnić termin walidacja metody badawczej (analitycznej). 109. Powtarzalność i granica powtarzalności. 110. Odtwarzalność i granica odtwarzalności. 111. Niepewność wyniku badania (pomiaru): standardowa, rozszerzona. 112. Budżet niepewności: definicja i sposób jego opracowania. 113. Materiały referencyjne (odniesienia) w analityce. 114. Kryteria stosowane w badaniach biegłości i porównaniach międzylaboratoryjnych. 115. Dokładność, poprawność i precyzja metody analitycznej (pomiarowej). 116. Wzorcowanie i legalizacja przyrządów pomiarowo – badawczych. 117. Techniki sprawdzania dokładności metody badawczej. 118. Ogólne zasady nadzoru nad wyposażeniem pomiarowo badawczym. 119. Akredytacja laboratoriów badawczych na zgodność z normą PN-EN ISO/IEC 17025:2005. 120. Spójność pomiarowa i metody jej realizacji. 121. Rola Głównego Urzędu Miar w zapewnieniu spójności pomiarowej na terenie Polski. 122. Powtarzalność, odtwarzalność i odtwarzalność wewnątrz laboratoryjna – definicje i sposoby ich wyznaczenia. Fizykochemia paliw 123. Kryteria klasyfikacji paliw - definicje i przykłady; paliwa rzeczywiste a umowne. 124. Paliwa nieorganiczne - skład chemiczny, właściwości fizykochemiczne i użytkowe. 125. Kaloryczność paliw – wartość opałowa a ciepło spalania paliw o różnej strukturze chemicznej. 126. Porównanie paliw organicznych o różnym stanie skupienia w kontekście stosunku C:H i ich właściwości użytkowych (wady i zalety). 127. Podstawowe parametry fizykochemiczne charakteryzujące paliwa stałe, ciekłe lub gazowe – metody ich wyznaczania oraz praktyczne wykorzystanie. Ochrona środowiska w technologii chemicznej 128. Omówić pojęcia związane z ochroną środowiska typu: ekosystem -jego rodzaje, czynniki biotyczne i abiotyczne 129. Co to są czynniki ekologiczne i jaki mogą mieć wpływ na degradacje naturalnego środowiska? 130. Omówić obieg materii w środowisku naturalnym 131. Przybliżyć pojęcia biosfery (z jakich elementów się składa) i jaką rolę odgrywa organosfera i antroposfera. 132. Co to jest atmosfera, jakiego podziału można dokonać i proszę omówić każdy z elementów tej powłoki gazowej? 133. Co to jest ozonosfera, jakie czynniki wpływają na powstawanie dziury ozonowej? 134. Co to jest efekt cieplarniany i jakie czynniki maja wpływ na jego postawanie? 135. Omówić zjawisko smogu, określić jego rodzaje i podać warunki w jakich należy liczyć się z występowaniem tego zjawiska. 136. Omówić rolę wody w środowisku naturalnym. 137. Z jakiego typami zanieczyszczeń wody mamy do czynienia, proszę omówić szczegółowo każde z nich? 138. Co to są pestycydy i dioksyny, jak wpływają te grupy związków na zanieczyszczenie środowiska naturalnego? 139. Omówić mechanizm działania oczyszczalni ścieków. 140. Co to jest gleba i jaka pełni rolę w środowisku naturalnym? 141. Z jakiego typu sorbentami mamy do czynienia i jaką rolę mogą pełnić w środowisku naturalnym? Odgazowanie paliw stałych 123. Geneza złóż węglowych 124. W jaki sposób można ocenić stopień uwęglenia paliwa stałego 125. Na czym polega analiza techniczna paliwa stałego 126. Na czym polega analiza elementarna węgla 127. Porównać węgiel i biomasę jako surowce energetyczne 128. Omówić główne etapy wytlewania drewna i scharakteryzować otrzymane produkty 129. Przedstawić polską klasyfikacje węgla kamiennego wg typów i sortymentów 130. Opisać przebieg procesu pirolizy węgla kamiennego 131. Od czego zależy uzysk i właściwości głównych produktów pirolizy węgla 132. Scharakteryzować warstwowy przebieg procesu koksowania w komorze koksowniczej 133. Bilans materiałowy procesu koksowania 134. Bilans cieplny procesu koksowania 135. Skład surowego gazu koksowniczego 136. Skład i właściwości gazu koksowniczego oczyszczonego 137. Omówić proces usuwania kondensatu wodno-smołowego z surowego gazu koksowniczego 138. Scharakteryzować osprzęt odbieralniczy baterii koksowniczej 139. Omówić zasadę działania chłodnicy wstępnej poziomorurkowej 140. Zasada działania elektrofiltru 141. Metody sytnikowe usuwania amoniaku z gazu koksowniczego 142. Metody neutralizacyjne usuwania amoniaku z gazu koksowniczego 143. Główne formy występowania siarki w gazie koksowniczym, podział metod odsiarczania gazu koksowniczego 144. Zasada metody neutralizacyjnej usuwania siarkowodoru z gazu koksowniczego 145. Ogólny schemat metody utleniającej usuwania siarki z gazu koksowniczego 146. Omówić główne źródła ścieków koksowniczych 147. Charakterystyka surowej wody amoniakalnej 148. Metoda benzolowo-ługowa usuwania fenolu z wody amoniakalnej 149. Usuwanie fenoli ze ścieków koksowniczych metodą fenolowego osadu czynnego 150. Omówić operacje stosowane podczas mechanicznego oczyszczania ścieków koksowniczych. 151. Koncepcja koksowni dwuproduktowej 152. Technologia produkcji koksu formowanego metodą IChPW Technologie zgazowania węgla 153. Podstawowe reakcje zgazowania węgla 154. Klasyfikacja metod zgazowania. 155. Zalety procesów zgazowania paliw stałych 156. Wpływ temperatury i ciśnienia na przebieg zgazowania 157. Reaktory zgazowania. 158. Charakterystyka generatorów ze złożem ruchomym 159. Charakterystyka generatorów ze złożem fluidalnym 160. Charakterystyka generatorów ze złożem dyspersyjnym 161. Dobór i przygotowanie surowców do procesu zgazowania. 162. Zgazowanie autotermiczne i allotermiczne 163. Wykorzystanie ciepła wysokotemperaturowych reaktorów jądrowych do procesu zgazowania węgla. 164. Zgazowanie węgla metodą Winklera 165. Zgazowanie węgla metodą Lurgi 166. Zgazowanie węgla metodą Koppers-Totzek 167. Zgazowanie węgla metodą GE/Texaco 168. Zgazowanie węgla metodą Shell 169. Zgazowanie węgla metodą E-Gas 170. Technologie hydrozgazowania 171. Technologie zgazowania węgla parą wodną ze stałym nośnikiem ciepła 172. Omówić różnice w poszczególnych technologiach zgazowania węgla w złożu dyspersyjnym 173. Układy gazowo-parowe zintegrowane ze zgazowaniem (IGCC) 174. Technologie podziemnego zgazowania węgla. 175. Generatory zgazowania biomasy – charakterystyka 176. Kierunki wykorzystania gazu syntezowego. 177. Technologie zgazowania biomasy i odpadów. Procesy oczyszczania i uzdatniania gazów i ich konwersja 178. Charakterystyka zanieczyszczeń gazów ze zgazowania paliw stałych. 179. Wpływ rodzaju technologii zgazowania i rodzaju paliwa na rodzaj i ilość zanieczyszczeń gazów ze zgazowania. 180. Podstawowe elementy klasycznego systemu oczyszczania gazu ze zgazowania oraz ich charakterystyka 181. Podział metod oczyszczania gazów. 182. Nisko- i wysokotemperaturowe metody oczyszczania. 183. Smoła i metody jej usuwania 184. Sposoby usuwania pyłów 185. Związki siarki i metody ich usuwania 186. Metody separacji ditlenku węgla. 187. Dobór metod oczyszczania gazu w zależności od jego zastosowania. 188. Kierunki wykorzystania gazów ze zgazowania paliw stałych. 189. Procesy konwersji tlenku węgla w gazie ze zgazowania 190. Metanizacja gazu ze zgazowania. 191. Produkcja wodoru z gazów ze zgazowania 192. Opisać odsiarczanie gazu metodą SELEXOL 193. Odsiarczanie gazu metodą Rectisol 194. Proces Clausa 195. Charakterystyka zanieczyszczeń w gazach ze zgazowania biomasy Paliwa ciekłe z węgla 196. Podział procesów upłynniania węgla. 197. Charakterystyka węgli do bezpośrednich procesów upłynniania. 198. Istota ekstrakcji węgla, czynniki wpływające na wydajność i jakość ekstraktów 199. Produkty upłynnienia węgla i ich wykorzystanie. 200. Źródła wodoru w technologiach bezpośredniego upłynniania węgla. 201. Rola rozpuszczalników w bezpośrednich procesach upłynniania węgla. 202. Katalizatory jednokrotnego użycia. Gospodarka wodno-ściekowa 203. Budowa i właściwości fizykochemiczne wody. 204. Zasoby wody na ziemi i ich struktura. 205. Woda jako akumulator ciepła i jej wykorzystanie w procesach chłodzenia. 206. Znaczenie wody w realizacji procesów technologicznych. 207. Pozorne anomalie we właściwościach wody. 208. Ogólne zasady pobierania próbek wód iścieków oraz zasady postępowania z nimi. 209. Znaczenie parametrów: ChZT (chemiczne zapotrzebowanie tlenu), BZT (biochemiczne zapotrzebowanie tlenu), OWO (ogólny azot organiczny) w analityce wód i ścieków. 210. Metody zmiękczania (usuwania twardości) w przemyśle. 211. Dobór metod oczyszczania ścieków w zależności od charakteru występujących w nich zanieczyszczeń. 212. Filtracja pospieszna i powolna w oczyszczaniu ścieków i uzdatnianiu wód. 213. Podstawy teoretyczne i przemysłowe realizacje procesu sedymentacji. 214. Koagulacja jako metod stosowana do usuwania zanieczyszczeń o charakterze koloidalnym. 215. Ogólna charakterystyka metod membranowy w technologii wody. 216. Mechanizm i zastosowanie procesu odwróconej osmozy. 217. Biologiczne oczyszczanie ścieków metodami: osadu czynnego i złóż biologicznych. 218. Zastosowanie nitryfikacji i denitryfikacji do usuwania azotu organicznego i amonowego ze ścieków. 219. Denitryfikacja z wewnętrznym i zewnętrznym źródłem energii. 220. Biodegradacja zanieczyszczeń organicznych w warunkach tlenowych – warunki i zastosowanie. 221. Samooczyszczanie się zbiorników wód powierzchniowych. 222. Wymagania jakie muszą spełniać ścieki kierowane do biologicznego oczyszczania. Overview of Fuel Conversion Processes 223. Describe how a gas fired power station works (NGCC)? Draw a diagram of process arrangement. 224. Name three typical fossil fuels used for power generation and characterize them in terms of CO2 emission intensity. 225. What is the integrated coal gasification combined cycle (IGCC) and how does it impact the efficiency of a power plant? 226. How is coal appraised and tested for gasification and combustion? 227. Discuss the status of current energy sources (gas, coal, etc.), their advantages, disadvantages, and projected growth in Europe and in the world. 228. What makes hydrogen an attractive energy source and how might it be implemented? 229. What are the four components of proximate analysis and what do they measure? Which one is the most important to use in pyrolysis process modeling? 230. Explain what biomass gasification is and its purpose. 231. What is meant by a hydrogen economy? In your opinion, how feasible is this idea? 232. Discuss the factors that currently prevent renewable energy sources such as wind or biomass from contributing to a greater percentage of primary energy consumption. 233. What is heat of reaction for coal combustion? What is the difference between measured coal calorific value and thermodynamically calculated reaction enthalpy of elements composing the coal organic matter? 234. How can you describe a chemical equilibrium? What thermodynamics quantity is used to describe equilibrium? 235. What does Arrhenius law says? 236. What types of gasifies can you list depending on the way gas and coal contact? 237. What are the three basic contributions to enthalpy of a process gas containing mixture of different species? 238. List the main gasification reaction and explain their role in a process. 239. What chemical species form the syngas and what is the effect of gasification process? 240. There are different methods of carbon dioxide capture. Some take advantage of physical absorption and others a chemical one. What is the difference? Name typical physical and chemical solvents. 241. What are the technologies that are used to mitigate pollution from coal fired power plants? What types of pollutants are currently treated? 242. What are the carbon dioxide storage and use opportunities? List them and describe shortly.