carvão betuminoso da Não-vara de Gasfier 1900-2800NM3/H de carvão da Um-fase de φ2.0-3Q, antracite, casco

1.description

A gasificação de carvão é o processo de produzir a mistura do syngas-a que consiste primeiramente no monóxido de carbono (CO), o hidrogênio (H₂), o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH₄), eovapordeágua(H₂O)–do carvão e a água, o ar e/ou o oxigênio.

Historicamente, o carvão foi gasificado usando a tecnologia adiantada para produzir o gás de carvão (igualmente conhecido como de “o gás cidade”), que é um gás combustível usado tradicionalmente para a iluminação e o aquecimento municipais antes do advento da produção da industrial-escala de gás natural.

Na prática atual, os exemplos em grande escala da gasificação de carvão são primeiramente para a geração de eletricidade, como em plantas combinadas gasificação integradas do cyclepower, para a produção de mantimentos químicos, ou para a produção de gás natural sintético. O hidrogênio obteve da gasificação de carvão pode ser usado para várias finalidades tais como a fatura da amônia, a colocação em movimento de uma economia do hidrogênio, ou o melhoramento de combustíveis fósseis.

Alternativamente, os syngas derivados de hulha podem ser convertidos em combustíveis do transporte tais como a gasolina e o diesel com o tratamento adicional através do processo de Fischer-Tropsch ou no metanol que próprio pode ser usado como o combustível do transporte ou o aditivo de combustível, ou que pode ser convertido na gasolina pelo metanol ao processo da gasolina. O metano da gasificação de carvão pode ser convertido em GNL para o uso como um combustível no setor de transporte

2.process

Durante a gasificação, o carvão é fundido completamente com oxigênio e vapor (vapor de água) ao igualmente ser aquecido (e pressurizado em alguns casos). Se o carvão é aquecido por fontes de calor externos o processo está chamado “allothermal”, quando o processo “autotermal” supuser o aquecimento do carvão através das reações químicas exothermal que ocorrem dentro do gasifier próprio. É essencial que o oxidizer fornecido é insuficiente para a oxidação completa (combustão) do combustível. Durante as reações mencionadas, as moléculas do oxigênio e de água oxidam o carvão e produzem uma mistura gasosa do dióxido de carbono (CO2), do monóxido de carbono (CO), do vapor de água (H₂O), e do hidrogênio molecular (H₂). (Algunssubprodutoscomooalcatrão, osfenóis, etc.sãoigualmenteprodutos finaispossíveis, segundoatecnologiaespecíficadagasificaçãoutilizada.) Esteprocessofoiin situconduzidodentrodasemendasdecarvãonaturais(referidascomo a gasificação subterrânea de carvão) e em refinarias de carvão. O produto acabado desejado é geralmente os syngas (isto é, uma combinação de H2 + CO), mas o gás de carvão produzido pode igualmente mais ser refinado para produzir quantidades adicionais de H2:

3C (isto é, carvão) + O2 + _{→ de} H2O H2 + 3CO

Se o refinador quer produzir alkanes (isto é, os hidrocarbonetos apresentam no gás natural, na gasolina, e no dieselfuel), o gás de carvão está recolhido neste estado e distribuído a um reator de Fischer-Tropsch. Se, contudo, o hidrogênio é o produto final desejado, o gás de carvão (primeiramente o produto do CO) submete-se à reação de deslocamento dos watergas onde mais hidrogênio é produzido pela reação adicional com vapor de água:

CO +CO2_DO→DE H₂O + H₂

Embora outras tecnologias para a gasificação de carvão atualmente para existir, todas empreguem, geralmente, os mesmos processos químicos. Para carvões de baixo grau (isto é, “carvões marrons”) que contêm quantidades significativas de água, há as tecnologias em que nenhum vapor é exigido durante a reação, com carvão (carbono) e oxigênio que é os únicos reagentes. Também, algumas tecnologias da gasificação de carvão não exigem altas pressões. Alguns utilizam o carvão pulverizado como o combustível quando outro trabalharem com as frações relativamente grandes do carvão. As tecnologias da gasificação igualmente variam na maneira que o sopro é fornecido.

“Direct que funde” supõe o carvão e o oxidizer que estão sendo fornecidos para se dos lados opostos do canal do reator. Neste caso as passagens do oxidizer através do casco e (mais provavelmente) cinzas à zona da reação onde interage com o carvão. O a gás quente produzido então passa o combustível fresco e aquece-o ao absorver alguns produtos da destruição térmica do combustível, tal como alcatrões e fenóis. Assim, o gás exige a refinação significativa antes de ser usada na reação de Fischer-Tropsch. Os produtos do refinamento são altamente tóxicos e exigem facilidades especiais para sua utilização. Em consequência, a planta que utiliza as tecnologias descritas tem que ser muito grande ser economicamente eficiente. Uma de tais plantas chamou SASOL é situado no República da África do Sul (RSA). Era devido construído embargar aplicado ao país que impede que importe o óleo e o gás natural. O RSA é rico no carvão betuminoso e na antracite e podia arranjar o uso do processo conhecido da gasificação de “Lurgi” da alta pressão desenvolvido em Alemanha na primeira metade do século XX.

“O sopro invertido” (em relação ao tipo precedente descreveu que foi inventado primeiramente) supõe o carvão e o oxidizer que estão sendo fornecidos do mesmo lado do reator. Neste caso não há nenhuma interação química entre o carvão e o oxidizer antes da zona da reação. O gás produziu na zona da reação passa produtos contínuos da gasificação (casco e cinzas), e CO2 e H₂ O conteve no gás é restaurado adicionalmente quimicamente a CO e a H₂. Em relação à tecnologia “de sopro” direta, nenhum subproduto tóxico esta presente no gás: aqueles são deficientes na zona da reação. Este tipo de gasificação foi desenvolvido na primeira metade do século XX, junto com “sopro direto”, mas a taxa de produção do gás nela é significativamente mais baixa do que aquele “sopro direto” e lá não era nenhum esforço mais adicional de desenvolver os processos “de sopro” invertidos até 1980 s quando uma instalação de investigação soviética KATEKNIIUgol (instituto do R&D para desenvolver a região carbonífera de Kansk-Achinsk) começou atividades do R&D a produzir a tecnologia conhecida agora como no processo de “TERMOKOKS-S”. A razão para reviver o interesse a este tipo de processo da gasificação é que pode ecologicamente limpo e produzir dois tipos de produtos úteis (simultaneamente ou separadamente): gás (combustível ou syngas) e casco da médio-temperatura. O anterior pode ser usado como um combustível para caldeiras e diesel-geradores de gás ou como syngas produzindo a gasolina, etc., o último - como um combustível tecnologico na metalurgia, como um absorvente químico ou como a matéria prima para carvões amassados do combustível do agregado familiar. A combustão do gás do produto em caldeiras de gás está ecologicamente mais limpa do que a combustão do carvão inicial. Assim, uma planta que utiliza a tecnologia da gasificação com “o sopro invertido” pode produzir dois produtos valiosos de que um tem os custos de gastos de fabricação relativamente zero desde que o último é coberto pelo preço de mercado competitivo do outro. Enquanto a União Soviética e seu KATEKNIIUgol cessaram de existir, a tecnologia foi adotada pelos cientistas individuais que a desenvolveram originalmente e está sendo agora mais adicional pesquisada em Rússia e distribuída comercialmente no mundo inteiro. As plantas industriais que utilizam a são conhecidas agora para funcionar em Ulaan-Baatar (Mongólia) e em Krasnoyarsk (Rússia).

Tecnologia pressurizada da gasificação da cama do fluxo de ar criada com o desenvolvimento conjunto entre o grupo de Wison e o Shell (híbrido). Por exemplo: O híbrido é uma tecnologia avançada da gasificação de carvão pulverizado, esta tecnologia combinada com as vantagens existentes da caldeira de calor de desperdício de Shell SCGP, inclui mais do que apenas um sistema de transtorte, um arranjo pressurizado do queimador da gasificação de carvão pulverizado, um tipo lateral parede da membrana do queimador do jato da água, e a descarga intermitente foram validados inteiramente na planta existente de SCGP tal como a tecnologia madura e segura, ao mesmo tempo, ele removeram as complicações existentes do processo e no refrigerador dos syngas (bandeja do desperdício) e [nos filtros da cinza de mosca] que falharam facilmente, e combinaram a tecnologia existente atual da gasificação que é amplamente utilizado no gás sintético extinguem o processo. Retém não somente a caldeira de calor de desperdício original de Shell SCGP de características de carvão da adaptação forte, e a capacidade escalar acima facilmente, mas igualmente absorve as vantagens da existência extingue a tecnologia.