Schema de gazeificare subterană
Cărbune gazeificare - proces fizico-chimică a transformării cărbunelui a gazelor combustibile prin oxigen liber sau legat sau a altor gaze, are aplicații în perspectiva industriei.
Ea poate fi realizată sub pământ - în acest caz numit „gazificarea subterană a cărbunelui“. Această idee se găsește în 1888 într-un articol D. I. Mendeleeva „putere de odihnă viitoare pe malurile Doneț.“ În 1912, această idee și-a exprimat, de asemenea, chimistul englez William Ramsay.
Gazul produs în timpul gazeificarea cărbunelui, în viitor, pot fi utilizate în principal pentru producerea de:
- gaze naturale substitut (GNL);
- Gazul de sinteză pentru industria chimica;
- Gaze combustibile pentru procesul de ardere și energie;
- Reducerea gazelor pentru scopuri metalurgice, cum ar fi pentru reducerea directă a minereului de fier.
În conformitate cu cerințele care se aplică gazului în fiecare dintre aceste aplicații este o dezvoltare activă a proiectului. În toate aceste cazuri, avantajos pentru gazul de consum sub presiune. Prin urmare, în prezent, eforturile principale ale designerilor sa concentrat pe îmbunătățirea în continuare a metodelor existente de presiune, precum și dezvoltarea unor noi procese tehnologice fundamental sub presiune. Presurizare permite în primul rând pentru a crește productivitatea, deoarece concentrația agentului de gazeificare este mărit în mod corespunzător. În același timp, efectul de presiune asupra echilibrului în procesul de gazeificare. De exemplu, creșterea conținutului de metan în gazul brut este un mare avantaj pentru producerea de GNL, dar în alte cazuri, este dezavantajos din cauza necesității de separare suplimentară sau operațiune de conversie (instalația de reformare).
Toate metodele de pat fluidizat, printre care sunt reprezentate de noile evoluții, au o limită superioară de temperatură definită la punctul de topire avans cenușă: fluidificarea cenușă de topire este perturbată. In metodele de pat dens (zgură de la robinet) și ponderată cu fluxul acestei limite nu există, deoarece cenușa poate fi îndepărtată într-o formă topită. În aceste cazuri, temperatura din carburator poate ajunge la 1500-1900 ° C Pentru a asigura o bună fluiditate a zgurii necesită o temperatură foarte ridicată. Regiunea de temperatură în care cenușa este numai dedurizată, dar nu sa topit (aproximativ 1000-1500 ° C), este inacceptabilă pentru gazeificarea cărbunelui.
În generatoarele de gaz de putere mare datorită zgurii în formă topită, precum și la temperaturi ridicate pierderi de căldură gaz brut este mai mare decât în reactoare cu îndepărtarea cenușii uscată. Deasupra și pierderile de radiație, care conduc în mod colectiv la un consum considerabil mai mare de oxigen. Parțial compensată de lipsa consumului de abur minim practic.
Generatoarele de gaz de abur cu temperatură înaltă pentru controlul limita superioară de temperatură nevoie apreciabil mai mică decât gazeificare globulare cu îndepărtarea cenușii uscată, din cauza aburului de înaltă temperatură este aproape complet descompuse și efectul său de răcire este semnificativ mare.
Avantajele generatoare de gaz de înaltă temperatură sunt mici de ieșire din cauza scăzută a apei de amoniac lipsa de vapori de rășini și uleiuri, foarte simplificate pentru măsurile de protecție a mediului. De exemplu, într-o metodă de procesare sferică a apei amoniacale datorită prezenței în ea de substanțe biologic insolubile necesită o cheltuieli relativ mari.
Un alt obiectiv, care este urmărit în dezvoltarea proceselor tehnologice, - dorința de a scăpa de plante de oxigen scumpe. Oxigenul necesar pentru gazeificare este de obicei provine din aer prin lichefiere joasă temperatură și rectificare. Această metodă necesită costuri ridicate de capital și de exploatare, care cresc costul gazului produs. Prin urmare, în unele metode fiind divizate de încălzire și abur gazeificarea cărbunelui, astfel că, în loc de oxigen pur pentru aerul de ardere poate fi utilizat.
Intrarea de căldură în reactor se efectuează după cum urmează: mod allothermic cu un lichid de răcire special sau prin schimbătorul de căldură din cauza cărbunelui de încălzire prin ardere parțială într-un dispozitiv de încălzire separat, înainte de introducerea în carburator. Acest grup include, de asemenea, o metodă pentru procesul de gazeificare, utilizând căldura nucleară. Când acest lucru se face un pas mai departe, deoarece pentru a genera cărbune de căldură nu arde, și ca o sursă de căldură se utilizează procesul de fisiune într-un reactor nuclear de temperatură ridicată. Astfel o reducere a costurilor prin eliminarea instalației de oxigen și, în plus, prin reducerea consumului de cărbune. Desigur, o condiție necesară pentru punerea în aplicare a acestei tehnologii este prezența relativ ieftină sursă de căldură mare. Acesta poate fi, de asemenea, utilizat la temperaturi scăzute pentru a produce electricitate.
gazeificarea cărbunelui (chimie)
Rezultă din cele de mai sus rezultă că împărțirea reacțiilor de oxidare și de gazeificare necesită în mod automat mod allothermic pentru organizarea procesului. Avantaje - excluderea plantelor oxigenului, separarea căldurii și producția de gaze (vapori de apă) și dezavantaje - pierderi mari în transfer de căldură, limitarea câmpului temperaturilor de funcționare - sunt egalizate reciproc numai în cazuri individuale și, prin urmare, nu este în general posibil să se acorde preferință o singură soluție .
In timp ce, așa cum este descris mai sus, procesele sunt concepute pentru a produce gaze la mare posibilitate, procesele de producție de gaz combustibil, de exemplu, pentru centralele electrice, prezintă interes doar ca o modalitate de cărbune energetic purtător de hidrogen timp de transmisie pentru utilizarea ulterioară în procesul de turbine cu gaz și abur. Deoarece, în acest caz, nu necesita depozitare sau transportul pe distanțe lungi, prezența azotului nu reprezintă un obstacol în aer și poate fi folosit ca agent gazifitsiruyushego. În special pentru utilizare într-un gaz de proces cu abur combinat pe gaz trebuie să fie livrate sub presiune.
In multe dintre procesele combinate, care sunt încă în curs de dezvoltare, există încercări de a folosi oportunități de generatoare cu pat fluidizat când se lucrează cu sarcini variabile. Cu toate acestea, există o problemă cu purificarea gazului. Având în vedere că prezența balastul de azot lasă o cantitate mare de gaz brut de la generator de gaz, ceea ce face o mulțime de praf, există o nevoie pentru dezvoltarea scruberelor mărite. Mai mult, toate operațiile de curățare trebuie efectuată la temperaturi peste punctul de rouă al vaporilor de apă, pentru a reduce pierderile de gazul brut. În acest scop, o serie de noi metode de curățare, care au fost găsite în dezvoltarea industrială. Soluția ideală ar fi implementarea desprăfuire și desulfurarea la temperaturi ridicate (în apropierea temperaturii gazului la ieșirea din carburator) să continue să folosească gazul în „fierbinte“. Acesta este un factor decisiv în purificarea gazului reducător în scopuri metalurgice.
O sarcină importantă este de a îmbunătăți echipamentul mecanic al metodelor existente. De exemplu, în metodele globulare această încercare prin încorporarea amestecătoare respective pentru a face posibilă utilizarea cărbunelui, care puternic sinterizate. In toate procesele care utilizează forța dezvoltatorii de înaltă presiune cu scopul principal de a rezolva problema cu hrana de cărbune în reactor cu presiune în exces. Dacă în gazeificatoarele tradiționale sub presiune ferme „LURGI“ mai multe gateway-uri de cost, generatoarele de gaz pentru înaltă presiune, care au costuri semnificativ mai mari, are nevoie de nou sistem de aprovizionare cu materii prime, deoarece rata de alimentare cu cărbune determină performanța dispozitivului. Prin urmare, un interval extrem de mari fluxuri de material solid, care funcționează în procesele actuale, reprezintă un obstacol pentru a spori performanța proceselor de gazificare a cărbunelui.
Astfel, trebuie să se asigure că ritmul de dezvoltare a echipamentelor mecanice pentru a rezolva problema generală a echipamentelor termice pentru gazeificarea cărbunelui.
[Edit] Referințe
- Schilling, GD gazeificarea cărbunelui: Per. cu ea. / GD Schilling, B. Bonn, W. Kraus; per. S. G. Islamov. - M. Nedra, 1986. - 175 p. : Il.
- Lavrov, N. D. fizicochimic baze de ardere și gazeificarea combustibilului / NV Lavrov.-M. 1957-289 cu.
- Makarova G. I. - Tehnologia chimică a combustibililor solizi / G. I. Makarova, D. Kharlampovich. - M. 1986-242