φ2.0-3Q Tek Kademeli Kömür Gasfier 1900-2800NM3 / H Yapışmaz Bitümlü Kömür, Antrasit, Kok

φ2.0-3Q Tek Kademeli Kömür Gasfier 1900-2800NM3 / H Yapışmaz Bitümlü Kömür, Antrasit, Kok

1.description

Kömürün gazlaştırılması, sentez gazının ( karbon monoksit (CO), hidrojen (H2), karbondioksit (CO ₂ ), metan (CH ₄ ) ve su buharının (H ₂ O) - kömürden oluşmasıdır. ve su , hava ve / veya oksijen.

Tarihsel olarak kömür, ( doğal olarak "şehir gazı" olarak da bilinir) kömür gazı üretmek için erken teknolojiyi kullanarak gazlaştırılmıştır ; bu, endüstriyel ölçekte doğal gaz üretiminin ortaya çıkmasından önce, geleneksel olarak belediye aydınlatması ve ısınması için kullanılan bir yanıcı gazdır.

Mevcut uygulamada, kömür gazlaştırmanın büyük ölçekli örnekleri, öncelikle entegre gazlaştırma kombine çevrim enerji santrallerinde, kimyasal besleme stoklarının üretiminde veya sentetik doğal gaz üretimi için elektrik üretimi içindir. Kömür gazlaştırma işleminden elde edilen hidrojen , amonyak yapımı , bir hidrojen ekonomisine güç sağlama veya fosil yakıtlarının yenilenmesi gibi çeşitli amaçlar için kullanılabilir .

Alternatif olarak, kömür türevi sentez gazı , Fischer-Tropsch prosesi veya ek olarak yakıt ya da yakıt katkı maddesi olarak kullanılabilen ya da benzinle dönüştürülebilen metanol içine ilave işlem yoluyla benzin ve dizel gibi taşıma yakıtlarına dönüştürülebilir. metanol benzine kadar . Kömür gazlaştırmadan elde edilen metan , ulaştırma sektöründe yakıt olarak kullanılmak üzere LNG'ye dönüştürülebilir.

2.Process

Gazlaştırma sırasında kömür ısıtılırken (ve bazı durumlarda basınçlı) oksijen ve buhar (su buharı) ile üflenir . Kömür dış ısı kaynakları ile ısıtılırsa, işlem "allotermal" olarak adlandırılır, "ototermal" proses ise gazlaştırıcının içinde meydana gelen ekzotermal kimyasal reaksiyonlar yoluyla kömürün ısıtılmasını gerektirir. Sağlanan oksitleyicinin, yakıtın tamamen oksitlenmesi (yanması) için yetersiz olması önemlidir. Bahsedilen reaksiyonlar sırasında, oksijen ve su molekülleri kömürü oksitler ve karbon dioksit (CO ₂ ), karbon monoksit (CO), su buharı (H ₂ O) ve moleküler hidrojen (H2) gaz halinde bir karışım üretir . (Katran, fenol vb. Gibi bazı yan ürünler de kullanılan spesifik gazlaştırma teknolojisine bağlı olarak muhtemel son ürünlerdir.) Bu süreç doğal yeraltı kömürlerinin ( yeraltı kömür gazlaştırması olarak anılacaktır ) ve kömürün içinde in-situ olarak gerçekleştirilmiştir. rafineriler. İstenen son ürün genellikle sentezdir (yani, H2 + CO'nun bir kombinasyonu), fakat üretilen kömür gazı ayrıca ilave miktarlarda H2 üretmek için daha da geliştirilebilir:

3C (yani, kömür) + O ₂ + H ₂ O → H ₂ + 3CO

Eğer arıtıcı alkan üretmek isterse (yani, doğal gaz , benzin ve dizel yakıtta bulunan hidrokarbonlar ), bu durumda kömür gazı toplanır ve bir Fischer-Tropsch reaktörüne yönlendirilir. Bununla birlikte, hidrojen arzu edilen son ürün ise, kömür gazı (esas olarak CO ürünü) su buharı ile reaksiyona girer ve burada daha fazla hidrojen su buharı ile ilave reaksiyon ile üretilir:

CO + H20 → CO ₂ + H ₂

Şu anda kömür gazlaştırma için diğer teknolojiler mevcut olsa da, hepsi genel olarak aynı kimyasal süreçleri kullanır. Önemli miktarlarda su içeren düşük dereceli kömürler (yani "kahverengi kömürler") için, reaksiyon sırasında hiçbir buharın gerekmediği teknolojiler vardır, kömür (karbon) ve oksijen tek reaktanlardır. Ayrıca, bazı kömür gazlaştırma teknolojileri yüksek baskı gerektirmez. Bazıları yakıt olarak toz haline getirilmiş kömürden yararlanırken, diğerleri nispeten büyük kömür parçalarıyla çalışır. Gazlaştırma teknolojileri de şişirmenin sağlandığı şekilde değişir.

"Doğrudan üfleme", kömür ve oksitleyicinin, reaktör kanalının karşıt taraflarından birbirine doğru beslendiğini varsayar. Bu durumda oksitleyici, kok ve (daha muhtemel) küllerden, kömür ile etkileşime girdiği reaksiyon bölgesine geçer. Üretilen sıcak gaz daha sonra taze yakıtı geçer ve onu ısıtırken, katran ve fenoller gibi yakıtın bazı termal yıkım ürünlerini emer. Bu nedenle, gaz Fischer-Tropsch reaksiyonunda kullanılmadan önce önemli bir rafinasyon gerektirir. Arıtma ürünleri oldukça zehirlidir ve kullanımları için özel tesisler gerektirir. Sonuç olarak, açıklanan teknolojileri kullanan tesis ekonomik olarak verimli olmak için çok büyük olmalıdır. SASOL adı verilen bu tür bitkilerden biri Güney Afrika Cumhuriyeti'nde (RSA) yer almaktadır. Ülkeye uygulanan ambargo nedeniyle petrol ve doğal gazı ithal etmemesi nedeniyle inşa edilmiştir. RSA, Bitümlü kömür ve Antrasit açısından zengindir ve 20'nci yüzyılın ilk yarısında Almanya'da geliştirilen yüksek basınçlı "Lurgi" gazlaştırma işleminin kullanımını düzenleyebilmiştir .

"Ters üflemeli" (önce icat edilen önceki tip ile karşılaştırıldığında), kömürün ve oksitleyicinin reaktörün aynı tarafından tedarik edildiğini varsayar. Bu durumda, reaksiyon bölgesi öncesinde kömür ve oksitleyici arasında kimyasal bir etkileşim yoktur. Reaksiyon bölgesinde üretilen gaz, katılaştırılmış gaz ürünleri (kok ve küller) geçer ve gazda bulunan C02 ve H2O ayrıca kimyasal olarak CO ve H2'ye geri yüklenir. "Doğrudan üfleme" teknolojisine kıyasla, gazda hiçbir toksik yan ürün mevcut değildir: bunlar reaksiyon bölgesinde engellenir. Bu tip bir gazlaştırma, "doğrudan üfleme" ile birlikte, 20. yüzyılın ilk yarısında geliştirilmiştir, ancak içindeki gaz üretimi oranı, "doğrudan üfleme" den daha düşüktür ve "Sovyet araştırma tesisi KATEKNIIUgol" (Ar-Ge Enstitüsü, Kansk-Achinsk kömür sahasını geliştirme) şirketi, "TERMOKOKS-S" olarak bilinen teknolojiyi üretmek için Ar-Ge faaliyetlerine başladığında, 1980'lere kadar "tersine üflemeli" süreçler. Bu tür gazlaştırma işlemine olan ilginin yeniden canlandırılmasının nedeni, ekolojik olarak temiz olması ve iki tip yararlı ürünün (eşzamanlı veya ayrı olarak) üretilebilmesidir: gaz (yanıcı veya sinojen) ve orta sıcaklıktaki kok. Birincisi, gaz kazanları ve dizel jeneratörler için ya da benzin, vb. Üretmek için sentez gazı olarak kullanılabilir, ikincisi - metalurjide bir teknolojik yakıt olarak, kimyasal emici veya ev tipi yakıt briketleri için hammadde olarak kullanılabilir. Ürün gazının gaz kazanlarında yanması, ilk kömürün yakılmasından ekolojik olarak daha temizdir . Böylece, "ters üflemeli" gazlaştırma teknolojisini kullanan bir tesis, biri diğerinin rekabetçi piyasa fiyatı ile kaplandığı için nispeten sıfır üretim maliyetine sahip olan iki değerli ürün üretebilmektedir. Sovyetler Birliği ve KATEKNIIUgol'un varolmaya devam etmemesi nedeniyle, teknoloji orijinal olarak onu geliştiren ve şu anda Rusya'da daha fazla araştırılan ve dünya çapında ticari olarak dağıtılan bilim adamları tarafından benimsenmiştir. Bunu kullanan endüstriyel tesislerin, Ulaan-Baatar (Moğolistan) ve Krasnoyarsk'ta (Rusya) işlev gördüğü bilinmektedir.

Wison Group ve Shell (Hybrid) arasındaki ortak gelişme ile oluşturulan basınçlı hava akışı yatağı gazlaştırma teknolojisi . Örneğin: Hybrid gelişmiş bir tozlaştırılmış kömür gazlaştırma teknolojisidir, bu teknoloji Shell SCGP atık ısı kazanının mevcut avantajları ile birleştirilmiştir, sadece bir taşıma sistemi, tozlaştırılmış kömür basınçlı gazlaştırma brülör düzenlemesi, yanal jet brülör membran tipi su duvarından daha fazlasını içerir ve Aralıklı deşarj, olgun ve güvenilir teknoloji gibi mevcut SCGP tesislerinde tam olarak onaylanmıştır, aynı zamanda mevcut proses komplikasyonlarını ve kolay bir şekilde başarısız olan sogaz soğutucusunda (atık tavası) ve [uçucu kül] filtrelerinde giderilmiştir. Sentetik gaz söndürme işleminde yaygın olarak kullanılan mevcut mevcut gazlaştırma teknolojisini birleştirdi. Güçlü adaptasyon kabiliyetine sahip kömür özelliklerinin orijinal Kabuk SCGP atık ısı kazanını ve kolayca ölçeklenebilme kabiliyetini korumakla kalmaz, aynı zamanda mevcut söndürme teknolojisinin avantajlarını da karşılar.