φ2.0-3Q Одноступенчатый угольный газогенератор 1900-2800NM3 / H Нейтральный углеродистый уголь, антрацит, кокс

φ2.0-3Q Одноступенчатый угольный газогенератор 1900-2800NM3 / H Нейтральный углеродистый уголь, антрацит, кокс

1.Description

Газификация угля - это процесс получения синтез-газа - смеси, состоящей в основном из моноксида углерода (СО), водорода (H ₂ ), двуокиси углерода (CO ₂ ), метана (CH ₄ ) и водяного пара (H ₂ O) - из угля и вода , воздух и / или кислород.

Исторически, уголь газифицировался с использованием ранних технологий для добычи угольного газа (также известного как «городской газ»), который является горючим газом, традиционно используемым для муниципального освещения и отопления до появления промышленного производства природного газа.

В современной практике крупномасштабные случаи газификации угля в основном предназначены для производства электроэнергии, например, в электростанциях с комбинированным циклом комплексной газификации , для производства химического сырья или для производства синтетического природного газа. Водород, полученный из газификации угля, может использоваться для различных целей, таких как приготовление аммиака , подача энергии водорода или модернизация ископаемого топлива.

Альтернативно, синтез-газ, полученный из угля, может быть преобразован в транспортные топлива, такие как бензин и дизельное топливо, посредством дополнительной обработки через процесс Фишера-Тропша или в метанол, который сам может использоваться в качестве транспортного топлива или топливной добавки или который может быть превращен в бензин посредством метанола в бензин . Метан из газификации угля может быть превращен в СПГ для использования в качестве топлива в транспортном секторе

2.Process

Во время газификации уголь продувается кислородом и паром (водяной пар), а также нагревается (а в некоторых случаях и под давлением). Если уголь нагревается внешними источниками тепла, процесс называется «аллотермическим», а «автотермический» процесс предполагает нагрев угля через экзотермические химические реакции, происходящие внутри самого газификатора. Очень важно, чтобы подаваемый окислитель был недостаточен для полного окисления (горения) топлива. Во время упомянутых реакций молекулы кислорода и воды окисляют уголь и производят газообразную смесь двуокиси углерода (CO ₂ ), монооксида углерода (CO), водяного пара (H ₂ O) и молекулярного водорода (H ₂ ). (Некоторые побочные продукты, такие как смола, фенолы и т. Д., Также являются возможными конечными продуктами в зависимости от используемой технологии газификации.) Этот процесс был проведен на месте в пределах естественных угольных пластов (называемый подземной газификацией угля ) и в угле нефтеперерабатывающие заводы. Желаемый конечный продукт обычно представляет собой синтез-газ (то есть комбинацию H ₂ + CO), но полученный угольный газ также может быть дополнительно уточнен для получения дополнительных количеств H ₂ :

3C (т.е. уголь) + O ₂ + H ₂ O → H ₂ + 3CO

Если рафинер хочет производить алканы (то есть углеводороды, присутствующие в природном газе , бензине и дизельном топливе ), угольный газ собирается в этом состоянии и направляется в реактор Фишера-Тропша. Если, однако, водород является искомым конечным продуктом, угольный газ (прежде всего продукт СО) подвергается реакции смещения водяного газа, когда дополнительное количество водорода образуется путем дополнительной реакции с водяным паром:

CO + H ₂ O → CO ₂ + H ₂

Хотя в настоящее время существуют другие технологии газификации угля, все они используют, в общем, одни и те же химические процессы. Для низкосортных углей (т. Е. «Бурые угли»), которые содержат значительное количество воды, существуют технологии, при которых во время реакции не требуется пар, причем уголь (углерод) и кислород являются единственными реагентами. Кроме того, некоторые технологии газификации угля не требуют высокого давления. Некоторые используют пылевидный уголь в качестве топлива, в то время как другие работают с относительно большими фракциями угля. Технологии газификации также различаются в зависимости от способа подачи дутья.

«Прямой выдув» предполагает, что уголь и окислитель подаются друг к другу с противоположных сторон реакторного канала. В этом случае окислитель проходит через кокс и (более вероятно) золу в зону реакции, где он взаимодействует с углем. Горячий газ, полученный затем, пропускает свежее топливо и нагревает его, поглощая некоторые продукты термической деструкции топлива, такие как смолы и фенолы. Таким образом, газ требует значительного рафинирования перед использованием в реакции Фишера-Тропша. Продукты очистки очень токсичны и требуют специальных средств для их использования. В результате, установка, использующая описанные технологии, должна быть очень большой, чтобы быть экономически эффективной. Один из таких растений под названием SASOL расположен в ЮАР (RSA). Он был построен из-за эмбарго, применяемого к стране, которое не позволяло им импортировать нефть и природный газ. RSA богата битуминозным углем и антрацитом и смогла организовать использование известного процесса газификации высокого давления «Lurgi», разработанного в Германии в первой половине 20-го века.

«Обратный вспенивание» (по сравнению с предыдущим типом, который был изобретен первым) предполагает, что уголь и окислитель подаются с той же стороны реактора. В этом случае химическое взаимодействие между углем и окислителем до реакционной зоны отсутствует. Газ, полученный в реакционной зоне, пропускает твердые продукты газификации (кокс и зола), а CO ₂ и H ₂ O, содержащиеся в газе, дополнительно химически восстанавливаются до CO и H ₂ . По сравнению с технологией «прямого дутья» в газе отсутствуют токсичные побочные продукты: они отключены в реакционной зоне. Этот тип газификации был разработан в первой половине 20-го века наряду с «прямым дутьем», но темпы добычи газа в нем значительно ниже, чем в «прямом дутье», и дальнейших усилий по разработке «обратные дующие» процессы до 1980-х годов, когда советский научно-исследовательский центр «KATEKNIIUgol» (Научно-исследовательский институт развития Канско-Ачинского угольного месторождения) начал научно-исследовательскую деятельность по производству технологии, известной теперь как процесс «TERMOKOKS-S». Причина оживления интереса к этому типу процесса газификации заключается в том, что он экологически чист и способен производить два типа полезных продуктов (одновременно или отдельно): газ (горючий или синтез-газ) и среднетемпературный кокс. Первый может использоваться в качестве топлива для газовых котлов и дизель-генераторов или как синтез-газ для производства бензина и т. Д., Последний - как технологическое топливо в металлургии, в качестве химического абсорбента или в качестве сырья для бытовых топливных брикетов. Сжигание газообразного продукта в газовых котлах экологически чище, чем сжигание исходного угля. Таким образом, завод, использующий технологию газификации с «обратным вспениванием», способен производить два ценных продукта, из которых относительно низкая себестоимость, поскольку последняя покрывается конкурентной рыночной ценой другой. По мере того, как Советский Союз и его KATEKNIIUgol перестали существовать, технология была принята отдельными учеными, которые изначально ее разработали, и в настоящее время они продолжают изучаться в России и коммерчески распространяться по всему миру. Известно, что используемые в настоящее время промышленные предприятия функционируют в Улан-Баторе (Монголия) и Красноярске (Россия).

Технология газификации под давлением, созданная в результате совместной разработки между Wison Group и Shell (Hybrid). Например: Hybrid - это усовершенствованная технология газификации пылевидного угля, эта технология в сочетании с существующими преимуществами котла-утилизатора Shell SCGP включает в себя больше, чем просто систему транспортировки, установку горелки с газификацией измельченного угля с пылевидным газом, водную стенку мембранной мембраны боковой струйной горелки и прерывистый разряд полностью подтвержден на существующей установке SCGP, такой как зрелая и надежная технология, в то же время он устранил существующие осложнения процесса и фильтры с фильтром синтез-газа (отходы) и [летучей золы], которые легко провалились, и объединяет существующую существующую технологию газификации, которая широко используется в процессе закалки синтетического газа. Он не только сохраняет оригинальный тепловой котел Shell SCGP с характеристиками угля с высокой адаптируемостью, а также способностью легко масштабироваться, но также и поглощает преимущества существующей технологии гашения.