φ2.0-3Q Gasfier carbone monostadio 1900-2800NM3 / H carbone bituminoso antiaderente, antracite, coke
1.Description
La gassificazione del carbone è il processo di produzione di syngas, una miscela costituita principalmente da monossido di carbonio (CO), idrogeno (H 2 ), anidride carbonica (CO 2 ), metano (CH 4 ) e vapore acqueo (H 2 O) -da carbone e acqua , aria e / o ossigeno.
Storicamente, il carbone veniva gassificato usando la tecnologia precoce per produrre gas di carbone (noto anche come "gas di città"), che è un gas combustibile tradizionalmente utilizzato per l'illuminazione e il riscaldamento municipale prima dell'avvento della produzione su scala industriale di gas naturale.
Nella pratica corrente, i casi su larga scala di gassificazione del carbone sono principalmente per la produzione di elettricità, come nelle centrali elettriche a ciclo combinato con gassificazione integrata , per la produzione di materie prime chimiche o per la produzione di gas naturale sintetico. L'idrogeno ottenuto dalla gassificazione del carbone può essere utilizzato per vari scopi come la produzione di ammoniaca , l'alimentazione di un'economia dell'idrogeno o il potenziamento dei combustibili fossili.
In alternativa, il gas di sintesi derivato dal carbone può essere convertito in carburanti per il trasporto come benzina e diesel attraverso un ulteriore trattamento tramite il processo di Fischer-Tropsch o in metanolo che può essere usato come carburante per il trasporto o additivo per carburante o che può essere convertito in benzina dal metanolo al processo di benzina . Il metano della gassificazione del carbone può essere convertito in GNL per essere utilizzato come combustibile nel settore dei trasporti
2.Process
Durante la gassificazione, il carbone viene soffiato con ossigeno e vapore (vapore acqueo) mentre viene riscaldato (e in alcuni casi pressurizzato). Se il carbone viene riscaldato da fonti di calore esterne, il processo è chiamato "allotermico", mentre il processo "autotermico" presuppone il riscaldamento del carbone attraverso reazioni chimiche esotermiche che si verificano all'interno del gassificatore stesso. È essenziale che l'ossidante fornito non sia sufficiente per la completa ossidazione (combustione) del carburante. Durante le reazioni citate, le molecole di ossigeno e acqua ossidano il carbone e producono una miscela gassosa di anidride carbonica (CO 2 ), monossido di carbonio (CO), vapore acqueo (H 2 O) e idrogeno molecolare (H 2 ). (Alcuni sottoprodotti come catrame, fenoli, ecc. Sono anche possibili prodotti finali, a seconda della specifica tecnologia di gassificazione utilizzata.) Questo processo è stato condotto in situ all'interno delle cuciture di carbone naturale (indicato come gassificazione del carbone sotterraneo ) e nel carbone raffinerie. Il prodotto finale desiderato è solitamente syngas (cioè una combinazione di H 2 + CO), ma il gas di carbone prodotto può anche essere ulteriormente raffinato per produrre quantità aggiuntive di H 2 :
3C (cioè carbone) + O 2 + H 2 O → H 2 + 3CO
Se il raffinatore vuole produrre alcani (cioè idrocarburi presenti nel gas naturale , benzina e gasolio ), il gas di carbone viene raccolto in questo stato e convogliato verso un reattore Fischer-Tropsch. Se, tuttavia, l'idrogeno è il prodotto finale desiderato, il gas di carbone (principalmente il prodotto di CO) subisce la reazione di spostamento del gas d'acqua in cui viene prodotto più idrogeno mediante reazione addizionale con il vapore acqueo:
CO + H 2 O → CO 2 + H 2
Sebbene attualmente esistano altre tecnologie per la gassificazione del carbone, tutte impiegano, in generale, gli stessi processi chimici. Per i carboni di bassa qualità (cioè i "carboni bruni") che contengono quantità significative di acqua, ci sono tecnologie in cui non è richiesto vapore durante la reazione, con carbone (carbonio) e ossigeno come unici reagenti. Inoltre, alcune tecnologie di gassificazione del carbone non richiedono pressioni elevate. Alcuni utilizzano carbone polverizzato come combustibile mentre altri lavorano con frazioni relativamente grandi di carbone. Le tecnologie di gassificazione variano anche nel modo in cui viene fornito il soffiaggio.
Il "soffiaggio diretto" presuppone che il carbone e l'ossidante siano forniti l'uno verso l'altro dai lati opposti del canale del reattore. In questo caso l'ossidante passa attraverso il coke e (più probabilmente) le ceneri verso la zona di reazione dove interagisce con il carbone. Il gas caldo prodotto passa quindi combustibile fresco e lo riscalda mentre assorbe alcuni prodotti di distruzione termica del combustibile, come catrami e fenoli. Pertanto, il gas richiede una raffinazione significativa prima di essere utilizzato nella reazione di Fischer-Tropsch. I prodotti della raffinatezza sono altamente tossici e richiedono strutture speciali per il loro utilizzo. Di conseguenza, l'impianto che utilizza le tecnologie descritte deve essere molto grande per essere economicamente efficiente. Uno di questi impianti chiamato SASOL è situato nella Repubblica del Sud Africa (RSA). È stato costruito a causa dell'embargo applicato al paese che impedisce di importare petrolio e gas naturale. La RSA è ricca di carbone bituminoso e antracite ed è stata in grado di organizzare l'uso del noto processo di gassificazione ad alta pressione "Lurgi" sviluppato in Germania nella prima metà del 20 ° secolo.
"Soffiaggio rovesciato" (rispetto al tipo precedente descritto che è stato inventato per primo) presuppone che il carbone e l'ossidante siano alimentati dallo stesso lato del reattore. In questo caso non c'è interazione chimica tra carbone e ossidante prima della zona di reazione. Il gas prodotto nella zona di reazione passa prodotti solidi di gassificazione (coke e ceneri) e CO 2 e H 2 O contenuti nel gas vengono inoltre ripristinati chimicamente su CO e H 2 . Rispetto alla tecnologia del "soffiaggio diretto", nel gas non sono presenti sottoprodotti tossici: quelli sono disabilitati nella zona di reazione. Questo tipo di gassificazione è stato sviluppato nella prima metà del 20 ° secolo, insieme al "soffiaggio diretto", ma il tasso di produzione di gas in esso contenuto è significativamente inferiore a quello del "soffiaggio diretto" e non vi sono stati ulteriori sforzi per sviluppare il processi di "rovesciamento" fino al 1980 quando un impianto di ricerca sovietico KATEKNIIUgol '(Istituto di ricerca e sviluppo per lo sviluppo del giacimento di carbone di Kansk-Achinsk) iniziò le attività di ricerca e sviluppo per produrre la tecnologia ora nota come processo "TERMOKOKS-S". La ragione per rilanciare l'interesse per questo tipo di processo di gassificazione è che è ecologicamente pulita e in grado di produrre due tipi di prodotti utili (simultaneamente o separatamente): gas (combustibile o syngas) e coke a temperatura media. Il primo può essere utilizzato come combustibile per caldaie a gas e generatori diesel o come syngas per la produzione di benzina, ecc., Quest'ultimo - come combustibile tecnologico nella metallurgia, come assorbente chimico o come materia prima per le mattonelle di combustibile domestico. La combustione del gas prodotto nelle caldaie a gas è ecologicamente più pulita della combustione del carbone iniziale. Pertanto, un impianto che utilizza la tecnologia di gassificazione con il "soffiaggio invertito" è in grado di produrre due prodotti di valore di cui uno ha un costo di produzione relativamente zero poiché quest'ultimo è coperto dal prezzo di mercato competitivo dell'altro. Poiché l'Unione Sovietica e il suo KATEKNIIUgol 'cessarono di esistere, la tecnologia fu adottata dai singoli scienziati che inizialmente lo svilupparono e che ora viene ulteriormente ricercato in Russia e commercializzato in tutto il mondo. Gli impianti industriali che lo utilizzano ora sono noti per funzionare a Ulaan-Baatar (Mongolia) e Krasnoyarsk (Russia).
Tecnologia di gassificazione a letto d'aria pressurizzata creata attraverso lo sviluppo congiunto tra Wison Group e Shell (Hybrid). Ad esempio: l'ibrido è una tecnologia di gassificazione del carbone polverizzata avanzata, questa tecnologia combinata con i vantaggi esistenti della caldaia a scorie di scarico Shell SCGP, comprende più di un semplice sistema di trasporto, disposizione bruciatore di gassificazione pressurizzata a carbone polverizzato, parete d'acqua di tipo a membrana a getto laterale e la scarica intermittente è stata pienamente convalidata nell'impianto esistente di SCGP come la tecnologia matura e affidabile, allo stesso tempo ha rimosso le complicazioni del processo esistenti e i filtri refrigeranti syngas (cestini dei rifiuti) e [fly ash] che hanno facilmente fallito, e combinata l'attuale tecnologia di gassificazione che è ampiamente utilizzata nel processo di tempra di gas sintetico. Non solo mantiene la caldaia di calore di scarto Shell SCGP originale con caratteristiche di forte adattabilità e capacità di scalare facilmente, ma anche di assorbire i vantaggi della tecnologia di spegnimento esistente.
| condizione | nuovo |
| flusso | 1900-2800m3 / h |
| modello | Φ2.0BZ-3Q |
| diametro del focolare | 2.0m |
| consumo di carburante | 630-950kg / h |
| tamburo | Q235Bδ = 8mm |
| griglia di rotazione | ZG35 |
| tentazione di carbone. | 550-600 ℃ |
