Bit2.0-3Q Carvão Gasolina de uma fase 1900-2800NM3 / H Carvão betuminoso antiaderente, antracite, coque

Bit2.0-3Q Carvão Gasolina de uma fase 1900-2800NM3 / H Carvão betuminoso antiaderente, antracite, coque

1.description

A gaseificação de carvão é o processo de produção de gás de síntese - uma mistura que consiste principalmente de monóxido de carbono (CO), hidrogênio (H ₂ ), dióxido de carbono (CO ₂ ), metano (CH ₄ ) e vapor de água (H ₂ O) e água , ar e / ou oxigênio.

Historicamente, o carvão foi gaseificado usando tecnologia avançada para produzir gás de carvão (também conhecido como "gás de cidade"), que é um gás combustível tradicionalmente usado para iluminação municipal e aquecimento antes do advento da produção de gás natural em escala industrial.

Na prática atual, os casos de gaseificação de carvão em grande escala são principalmente para geração de eletricidade, como em usinas de energia de ciclo combinado de gaseificação integrada , para produção de matérias-primas químicas ou para produção de gás natural sintético. O hidrogênio obtido da gaseificação do carvão pode ser usado para várias finalidades , como produzir amônia , impulsionar uma economia de hidrogênio ou modernizar os combustíveis fósseis.

Alternativamente, o gás de síntese derivado de carvão pode ser convertido em combustíveis de transporte como gasolina e diesel através de tratamento adicional através do processo Fischer-Tropsch ou em metanol que pode ser usado como combustível de transporte ou aditivo de combustível, ou que pode ser convertido em gasolina pelo metanol para o processo de gasolina . O metano da gaseificação do carvão pode ser convertido em GNL para uso como combustível no setor de transporte

2.processo

Durante a gaseificação, o carvão é queimado com oxigênio e vapor (vapor de água) enquanto também é aquecido (e, em alguns casos, pressurizado). Se o carvão é aquecido por fontes externas de calor, o processo é chamado de "alotérmico", enquanto o processo "autotérmico" assume o aquecimento do carvão por meio de reações químicas exotérmicas ocorrendo dentro do próprio gaseificador. É essencial que o oxidante fornecido seja insuficiente para uma oxidação completa (combustão) do combustível. Durante as reações mencionadas, as moléculas de oxigênio e água oxidam o carvão e produzem uma mistura gasosa de dióxido de carbono (CO ₂ ), monóxido de carbono (CO), vapor de água (H ₂ O) e hidrogênio molecular (H ₂ ). (Alguns subprodutos como alcatrão, fenóis, etc. também são produtos finais possíveis, dependendo da tecnologia de gaseificação específica utilizada.) Este processo foi conduzido in-situ dentro de costuras de carvão natural (referido como gaseificação de carvão subterrânea ) e em carvão refinarias. O produto final desejado é geralmente syngas (isto é, uma combinação de H ₂ + CO), mas o gás de carvão produzido também pode ser refinado para produzir quantidades adicionais de H ₂ :

3C (isto é, carvão) + O ₂ + H ₂ O → H ₂ + 3CO

Se o refinador quiser produzir alcanos (isto é, hidrocarbonetos presentes no gás natural , na gasolina e no diesel ), o gás de carvão é coletado nesse estado e encaminhado para um reator de Fischer-Tropsch. Se, no entanto, o hidrogênio é o produto final desejado, o gás de carvão (principalmente o produto de CO) sofre a reação de troca de gás de água, onde mais hidrogênio é produzido por reação adicional com vapor de água:

CO + H2O → CO2 + H2

Embora existam atualmente outras tecnologias para gaseificação de carvão, todas empregam, em geral, os mesmos processos químicos. Para carvões de baixo teor (isto é, "carvões castanhos") que contêm quantidades significativas de água, existem tecnologias nas quais não é necessário vapor durante a reação, sendo o carvão (carbono) e o oxigênio os únicos reagentes. Além disso, algumas tecnologias de gaseificação de carvão não exigem altas pressões. Alguns utilizam carvão pulverizado como combustível enquanto outros trabalham com frações relativamente grandes de carvão. As tecnologias de gaseificação também variam na forma como o sopro é fornecido.

"Sopro direto" pressupõe que o carvão e o oxidante sejam supridos um para o outro a partir dos lados opostos do canal do reator. Neste caso, o oxidante passa através de coque e (mais provavelmente) cinzas para a zona de reação, onde interage com o carvão. O gás quente produzido então passa o combustível novo e o aquece enquanto absorve alguns produtos de destruição térmica do combustível, como os alcatrões e os fenóis. Assim, o gás requer refinamento significativo antes de ser usado na reação de Fischer-Tropsch. Os produtos do refinamento são altamente tóxicos e requerem instalações especiais para sua utilização. Como resultado, a planta que utiliza as tecnologias descritas tem que ser muito grande para ser economicamente eficiente. Uma dessas plantas chamada SASOL está situada na República da África do Sul (RSA). Foi construído devido ao embargo aplicado ao país impedindo a importação de petróleo e gás natural. A RSA é rica em carvão betuminoso e antracito e foi capaz de organizar o uso do bem conhecido processo de gaseificação "Lurgi" de alta pressão desenvolvido na Alemanha na primeira metade do século XX.

O "sopro invertido" (em comparação com o tipo anterior descrito que foi inventado primeiro) assume que o carvão e o oxidante são fornecidos do mesmo lado do reator. Neste caso, não há interação química entre o carvão e o oxidante antes da zona de reação. O gás produzido na zona de reação passa produtos sólidos de gaseificação (coque e cinzas), e CO ₂ e H ₂ O contidos no gás são adicionalmente restaurados quimicamente para CO e H ₂ . Em comparação com a tecnologia de "sopro direto", não há subprodutos tóxicos presentes no gás: esses são desativados na zona de reação. Este tipo de gaseificação foi desenvolvido na primeira metade do século XX, juntamente com o "sopro direto", mas a taxa de produção de gás é significativamente menor do que em "sopro direto" e não houve mais esforços para desenvolver a gaseificação. processos de "explosão reversa" até 1980, quando um centro de pesquisa soviético KATEKNIIUgol (Instituto de P & D para o desenvolvimento do campo de carvão de Kansk-Achinsk) iniciou atividades de P & D para produzir a tecnologia hoje conhecida como processo "TERMOKOKS-S". A razão para reavivar o interesse deste tipo de processo de gaseificação é que ele é ecologicamente limpo e capaz de produzir dois tipos de produtos úteis (simultânea ou separadamente): gás (combustível ou syngas) e coque de temperatura média. O primeiro pode ser usado como combustível para caldeiras a gás e geradores a diesel ou como gás de síntese para a produção de gasolina, etc., este último - como combustível tecnológico na metalurgia, como absorvente químico ou como matéria-prima para briquetes de combustível doméstico. A combustão do produto gasoso em caldeiras a gás é ecologicamente mais limpa do que a combustão do carvão inicial. Assim, uma instalação que utiliza tecnologia de gaseificação com o "sopro invertido" é capaz de produzir dois produtos valiosos, dos quais um tem custo de produção relativamente zero, já que este último é coberto pelo preço de mercado competitivo do outro. Como a União Soviética e seu KATEKNIIUgol 'deixaram de existir, a tecnologia foi adotada pelos cientistas individuais que originalmente a desenvolveram e agora está sendo mais pesquisada na Rússia e comercialmente distribuída em todo o mundo. Atualmente, sabe-se que as plantas industriais que a utilizam funcionam em Ulaan-Baatar (Mongólia) e em Krasnoyarsk (Rússia).

Tecnologia de gaseificação de leito de fluxo de ar pressurizado criada através do desenvolvimento conjunto entre o Wison Group e a Shell (Hybrid). Por exemplo: Hybrid é uma tecnologia avançada de gaseificação de carvão pulverizado, essa tecnologia combinada com as vantagens existentes da caldeira de calor residual SCGP da Shell inclui mais do que apenas um sistema de transporte, arranjo de queimador de gaseificação de carvão pulverizado, parede de água tipo membrana de queimador a jato lateral e a descarga intermitente foi totalmente validada na fábrica SCGP existente, tal como a tecnologia madura e confiável, ao mesmo tempo, removeu as complicações do processo existente e no filtro de resíduos de gás de síntese e filtros [cinzas volantes] que facilmente falharam e Combinou a atual tecnologia de gaseificação existente que é amplamente utilizada no processo de extinção de gás sintético. Não só retém a caldeira de calor residual SCGP da Shell original de características de carvão de forte adaptabilidade e capacidade de escalar facilmente, mas também absorve as vantagens da tecnologia de têmpera existente.