φ2.0-3Q Eéntrapskoolgasfier 1900-2800NM3 / H Non-stick bitumineuze kolen, antraciet, cola

φ2.0-3Q Eéntrapskoolgasfier 1900-2800NM3 / H Non-stick bitumineuze kolen, antraciet, cola

1.Description

Steenkoolvergassing is het proces waarbij syngas wordt geproduceerd - een mengsel dat voornamelijk bestaat uit koolmonoxide (CO), waterstof (H2), koolstofdioxide (CO ₂ ), methaan (CH ₄ ) en waterdamp (H ₂ O) - uit steenkool en water , lucht en / of zuurstof.

Historisch gezien werd kolen vergast met behulp van vroege technologie om steenkoolgas te produceren (ook bekend als "stadsgas"), een brandbaar gas dat traditioneel wordt gebruikt voor gemeentelijke verlichting en verwarming vóór de opkomst van de productie van aardgas op industriële schaal.

In de huidige praktijk zijn grootschalige kolenvergassing voornamelijk gericht op elektriciteitsopwekking, zoals in gecombineerde vergassingsinstallaties met gecombineerde cyclus , voor de productie van chemische grondstoffen of voor de productie van synthetisch aardgas. De waterstof uit kolenvergassing kan voor verschillende doeleinden worden gebruikt , zoals ammoniak maken , een waterstofeconomie aansturen of fossiele brandstoffen upgraden.

Als alternatief kan uit steenkool verkregen syngas worden omgezet in transportbrandstoffen zoals benzine en diesel door aanvullende behandeling via het Fischer-Tropsch-proces of in methanol dat zelf kan worden gebruikt als transportbrandstof of brandstoftoevoeging, of dat door de fabrikant kan worden omgezet in benzine. methanol tot benzine proces. Methaan uit kolenvergassing kan worden omgezet in LNG voor gebruik als brandstof in de transportsector

2.Process

Tijdens vergassing worden de kolen doorgeblazen met zuurstof en stoom (waterdamp) terwijl ze ook worden verwarmd (en in sommige gevallen onder druk worden gezet). Als de steenkool door externe warmtebronnen wordt verwarmd, wordt het proces "allotherm" genoemd, terwijl een "autothermisch" proces de verwarming van de steenkool veronderstelt via exotherme chemische reacties die in de vergasser zelf plaatsvinden. Het is essentieel dat de toegevoerde oxidator onvoldoende is voor volledige oxidatie (verbranding) van de brandstof. Tijdens de genoemde reacties oxideren zuurstof en watermoleculen de kool en produceren een gasvormig mengsel van koolstofdioxide (CO ₂ ), koolmonoxide (CO), waterdamp (H ₂ O) en moleculaire waterstof (H2). (Sommige bijproducten zoals teer, fenolen, enz. Zijn ook mogelijke eindproducten, afhankelijk van de specifieke toegepaste vergassingstechnologie.) Dit proces is in-situ uitgevoerd in natuurlijke steenkoollagen (ook wel ondergrondse steenkoolvergassing genoemd ) en in steenkool raffinaderijen. Het gewenste eindproduct is gewoonlijk syngas (dwz een combinatie van H2 + CO), maar het geproduceerde steenkoolgas kan ook verder worden gezuiverd om extra hoeveelheden H2 te produceren:

3C (dwz steenkool) + O ₂ + H ₂ O → H ₂ + 3CO

Als de raffinaderij alkanen wil produceren (dwz koolwaterstoffen die aanwezig zijn in aardgas , benzine en dieselbrandstof ), wordt het steenkoolgas in deze toestand verzameld en naar een Fischer-Tropsch-reactor geleid. Als waterstof echter het gewenste eindproduct is, ondergaat het koolgas (voornamelijk het CO-product) de watergasshiftreactie waarbij meer waterstof wordt geproduceerd door extra reactie met waterdamp:

CO + H ₂ O → CO ₂ + H ₂

Hoewel er momenteel andere technologieën voor steenkoolvergassing bestaan, gebruiken allen in het algemeen dezelfde chemische processen. Voor laagwaardige kolen (dwz "bruine kolen") die aanzienlijke hoeveelheden water bevatten, zijn er technologieën waarbij tijdens de reactie geen stoom nodig is, waarbij steenkool (koolstof) en zuurstof de enige reactanten zijn. Bovendien vereisen sommige kolenvergassingstechnologieën geen hoge druk. Sommigen gebruiken verpulverde kolen als brandstof, terwijl anderen met relatief grote fracties steenkool werken. Vergassingstechnologieën variëren ook in de manier waarop het blazen wordt geleverd.

"Direct blazen" gaat ervan uit dat de kool en de oxidator vanaf de tegenoverliggende zijden van het reactorkanaal naar elkaar toegevoerd worden. In dit geval passeert de oxidator cokes en (waarschijnlijker) as in de reactiezone waar het in wisselwerking staat met steenkool. Het geproduceerde hete gas passeert verse brandstof en verwarmt het terwijl het enkele producten van thermische vernietiging van de brandstof absorbeert, zoals teer en fenolen. Aldus vereist het gas aanzienlijke raffinage voordat het in de Fischer-Tropsch-reactie wordt gebruikt. Producten van de verfijning zijn zeer giftig en vereisen speciale voorzieningen voor hun gebruik. Dientengevolge moet de installatie die de beschreven technologieën gebruikt erg groot zijn om economisch efficiënt te zijn. Een van deze planten genaamd SASOL is gevestigd in de Republiek Zuid-Afrika (RSA). Het werd gebouwd als gevolg van een embargo op het land waardoor het olie en aardgas niet kon importeren. RSA is rijk aan bitumineuze steenkool en antraciet en kon het gebruik van het bekende hogedruk "Lurgi" vergassingsproces, dat in de eerste helft van de 20e eeuw in Duitsland werd ontwikkeld, regelen .

"Omgekeerd blazen" (in vergelijking met het vorige beschreven type dat het eerst werd uitgevonden) gaat uit van de toevoer van de kool en de oxidator vanaf dezelfde zijde van de reactor. In dit geval is er geen chemische interactie tussen kolen en oxidatiemiddel vóór de reactiezone. Het gas geproduceerd in de reactiezone passeert vaste producten van vergassing (cokes en as) en CO ₂ en H ₂ O vervat in het gas worden bovendien chemisch hersteld tot CO en H2. In vergelijking met de "direct blazen" -technologie zijn er geen toxische bijproducten in het gas aanwezig: deze zijn uitgeschakeld in de reactiezone. Dit type vergassing is ontwikkeld in de eerste helft van de 20e eeuw, samen met het "direct blazen", maar de snelheid van de gasproductie is aanzienlijk lager dan bij "direct blazen" en er waren geen verdere inspanningen om de "omgekeerde blazen" -processen tot 1980-s toen een Sovjet-onderzoeksfaciliteit KATEKNIIUgol '(R & D-instituut voor de ontwikkeling van het kolenmassief van Kansk-Achinsk) begon met R & D-activiteiten om de technologie te produceren die nu bekend staat als het "TERMOKOKS-S" -proces. De reden om de interesse voor dit type vergassingsproces nieuw leven in te blazen, is dat het ecologisch schoon is en in staat om twee soorten nuttige producten te produceren (gelijktijdig of afzonderlijk): gas (hetzij brandbaar of syngas) en cokes van middelmatige temperatuur. De eerste kan worden gebruikt als brandstof voor gasketels en dieselgeneratoren of als syngas voor de productie van benzine, enz., De laatste - als technologische brandstof in de metallurgie, als chemisch absorbens of als grondstof voor briketten voor huishoudbrandstoffen. Verbranding van het productgas in gasboilers is ecologisch schoner dan verbranding van eerste steenkool. Zo kan een installatie die gebruik maakt van vergassingstechnologie met "omgekeerd blazen" twee waardevolle producten produceren waarvan men relatief geen productiekosten heeft, aangezien laatstgenoemde wordt gedekt door een concurrerende marktprijs van de andere. Toen de Sovjetunie en zijn KATEKNIIUgol ophielden te bestaan, werd de technologie overgenomen door de individuele wetenschappers die het oorspronkelijk hadden ontwikkeld en wordt het nu verder onderzocht in Rusland en commercieel wereldwijd gedistribueerd. Industriële fabrieken die er gebruik van maken, zijn nu bekend om te functioneren in Ulaan-Baatar (Mongolië) en Krasnojarsk (Rusland).

Drukgasvergassingstechnologie met luchtstroom gecreëerd door de gezamenlijke ontwikkeling tussen Wison Group en Shell (Hybrid). Bijvoorbeeld: Hybrid is een geavanceerde verpulverde kolenvergassingstechnologie, deze technologie gecombineerd met de bestaande voordelen van Shell SCGP-afvalwarmteketel, omvat meer dan alleen een transportsysteem, verpulverde kolen onder druk staande vergassingsbranderconstructie, laterale jetbrandermembraantype watermuur en de intermitterende ontlading is volledig gevalideerd in de bestaande SCGP-fabriek, zoals volwassen en betrouwbare technologie, tegelijkertijd heeft het de bestaande procescomplicaties verwijderd en in de syngas-koeler (afvalpan) en [vliegas] filters die gemakkelijk faalden, en combineerde de huidige bestaande vergassingstechnologie die op grote schaal wordt gebruikt bij het quaschproces met synthetisch gas. Het heeft niet alleen de originele Shell SCGP-afvalwarmteketel van steenkoolkenmerken behouden met een sterk aanpassingsvermogen en het vermogen om gemakkelijk op te schalen, maar ook de voordelen van de bestaande koeltechnologie op te nemen.