1.

Úvod

2.	Teoretická část

2.1.	Procesy gasifikace a čištění syntézního plynu

2.1.1.

Proces gasifikace

2.1.2.

Čištění syntézního plynu

2.1.3.

Zpracovávání syntézního plynu při vysokých teplotách

2.2.	Oxid zinečnato-železitý (Ferit zinečnatý)

2.3.	Porézní materiály

2.3.1.

Materiály s neuspořádanou strukturou

2.3.2.

Materiály s uspořádanou strukturou pórů

2.3.3.

Historie

2.4.	Příprava materiálů

2.4.1.

Metoda sol-gel

2.4.2.

Metoda sol-gel auto-combustion

2.4.3.

Syntéza SBA-15

2.4.3.1.

Funkcionalizace porézních materiálů

2.4.3.2.

Impregnace porézních materiálů

2.5.	Vybrané metody charakterizace

2.5.1.

Prášková rentgenová difrakce

2.5.2.

Elektronová mikroskopie

2.5.2.1.

Rastrovací elektronová mikroskopie

2.5.2.2.

Transmisní elektronová mikroskopie

2.5.3.

Měření specifického povrchu

2.5.4.

Mössbauerova spektroskopie

3.	Experimentální část

3.1.	Použité chemikálie a přístroje

3.2.	Přehled přípravy a výběr vzorků

3.3.	Syntéza vzorků

3.3.1.

Příprava ZnFe2O4

3.3.2.

Syntéza SBA-15

3.3.3.

Syntéza ZnFe2O4/ SBA-15

3.3.4.

Syntéza ZnFe2O4/SiO2

3.4.	Rentgenová difrakce

3.5.	Absorpce sulfánu

"2.1.3. Zpracovávání syntézního plynu při vysokých teplotách

2.1.3.1. Odsíření uvnitř reaktoru


Systémy na odstranění prachu

Prvním krokem, který je potřeba provést při čistění syntézního plynu za vysoké teploty je účinné odstranění prachu z plynu. Tradiční metody na odstranění malých částic ze syntézního plynu za vyšších teplot používají cyklony. Ty ale nejsou obecně dostatečně účinné. Proto mohou být použity jako primární zařízení pro odstranění prachu, ale na ně musí bezprostředně navazovat účinnější zařízení. V současné době je nejvíce studovaným řešením filtrace přes porézní keramické materiály, které jsou odolné vůči vysokým teplotám a agresivnímu prostředí. Tyto systémy zachycování prachu jsou obvykle popisovány pod zkratkou HGF (Hot Gas Filters) .

Vlastní odsíření uvnitř reaktoru

Procesy odsiřování za vysokých teplot se dělí do dvou hlavních kategorií: odsiřování uvnitř reaktoru a odsiřování mimo reaktor. Odsiřování uvnitř reaktoru se provádí pomocí sorbentu, který je založen na vápenatých a hořečnatých sloučeninách. Nejčastěji používané jsou vápenec (CaCO3) a dolomit (CaCO3-MgCO3), které se hojně vyskytují v přírodě a jsou tedy relativně levné. Samotný proces odsiřování je poměrně složitý, ale lze ho shrnout do následujících tří reakcí:

CaCO3 → CaO + CO2

CaO + H2S → CaS + H2O

CaCO3 + H2S → CaS + H2O + CO2

CaS, který je produkován v průběhu odsiřování se usazuje společně s popílkem. Problémem zůstává, jak likvidovat tento popílek, protože je nebezpečný pro životní prostředí. Je proto nutné převést tuto látku na síran vápenatý (CaSO4), který je prakticky inertní. Tato reakce se provádí oxidací v peci, kam se přivádí vzduch nebo kyslík, nebo v některých případech (obzvláště když popel ještě obsahuje vysoké množství zbytků oxidů) za použití fluidního lože ve spalovací komoře. V současné době lze odsiřovat uvnitř reaktoru pouze pomocí fluidního lože, které ale nemá dostatečnou účinnost. Proto se musí plyn odsiřovat mimo reaktor.

2.1.3.2. Odsiřování mimo reaktor

Při odsiřování za vyšších teplot vně reaktoru reaguje H2S, obsažený v syntézním plynu, se sorbentem za vzniku sulfidů. Nasycený sorbent se regeneruje oxidaci kyslíkem či vzduchem za vzniku plynů bohatých na H2S nebo SO2. Tímto je sorbent regenerován a je možné jej znovu použít při odsiřování syntézního plynu , . Uvolněný H2S nebo SO2 může být použit pro výrobu elementární síry nebo kyseliny sírové, nebo dále jinak využíván v průmyslových aplikacích
Tento proces probíhá ve dvou shodných reaktorech, které jsou v provozu střídavě podle toho, zda probíhá absorpce nebo regenerace. Na obr. 2 je znázorněno schéma průběhu těchto reaktorů. Z prvního reaktoru, kde probíhá absorpce H2S na sorbent, vychází čistý syntézní plyn. Reaktor je nastaven tak, že při určité koncentraci sloučenin síry vypne speciální spínací systém, přepne přívod surového syntézního plynu do druhého reaktoru a první reaktor jde do fáze regenerace , .


Obr. 2. Obecné schéma procesu odsíření mimo gasifikační jednotku.

Neméně důležitý je pro odsíření také rozsah provozních teplot. Ten je podle používaného sorbentu charakterizován dolní hranicí a horní hranicí. Dolní hranice je omezená reaktivností sorbentu při dané teplotě. Je to tedy taková teplota, kdy sorbent vykazuje nejvyšší účinnost. Při překročení horní hranice teploty již dochází k mechanickému rozpadu sorbentu.
V závislosti na způsobu odstraňování sloučenin síry, mohou být odsíření rozdělena do tří různých kategorií."

Součástí práce podle odkazů v textu mají být tabulky, obrázky a grafy, ale nejsou zde zobrazeny.