φ2.0-3Q Εξαεριστήρας άνθρακα ενός σταδίου 1900-2800NM3 / H Ασφαλτός ασφαλτούχος άνθρακας, ανθρακίτης, οπτάνθρακας

φ2.0-3Q Εξαεριστήρας άνθρακα ενός σταδίου 1900-2800NM3 / H Ασφαλτός ασφαλτούχος άνθρακας, ανθρακίτης, οπτάνθρακας

1. περιγραφή

Η αεριοποίηση άνθρακα είναι η διαδικασία παραγωγής συγγέσεων - ένα μείγμα που αποτελείται κυρίως από μονοξείδιο του άνθρακα (CO), υδρογόνο (H2), διοξείδιο του άνθρακα (CO ₂ ), μεθάνιο (CH ₄ ) και υδρατμούς (H ₂ O) και νερό , αέρα και / ή οξυγόνο.

Ιστορικά, ο άνθρακας αεριοποιήθηκε χρησιμοποιώντας πρόωρη τεχνολογία για να παράγει φυσικό αέριο (γνωστό και ως "φυσικό αέριο"), το οποίο είναι καύσιμο αέριο που παραδοσιακά χρησιμοποιείται για δημοτικό φωτισμό και θέρμανση πριν από την εμφάνιση βιομηχανικής παραγωγής φυσικού αερίου.

Στην τρέχουσα πρακτική, μεγάλης κλίμακας αεριοποίησης άνθρακα είναι κατά κύριο λόγο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, όπως σε ολοκληρωμένες μονάδες αεριοποίησης συνδυασμένου κύκλου , για την παραγωγή χημικών πρώτων υλών ή για την παραγωγή συνθετικού φυσικού αερίου. Το υδρογόνο που λαμβάνεται από την αεριοποίηση άνθρακα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορους σκοπούς, όπως η παραγωγή αμμωνίας , η τροφοδότηση μιας οικονομίας υδρογόνου ή η αναβάθμιση των ορυκτών καυσίμων.

Εναλλακτικά, τα σύνεργα άνθρακα που προέρχονται από άνθρακα μπορούν να μετατραπούν σε καύσιμα μεταφοράς όπως βενζίνη και ντήζελ μέσω πρόσθετης επεξεργασίας μέσω της διαδικασίας Fischer-Tropsch ή σε μεθανόλη η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο μεταφοράς ή ως πρόσθετο καυσίμου ή που μπορεί να μετατραπεί σε βενζίνη από την μεθανόλη προς βενζίνη . Το μεθάνιο από την αεριοποίηση άνθρακα μπορεί να μετατραπεί σε ΥΦΑ για χρήση ως καύσιμο στον τομέα των μεταφορών

2.επεξεργασία

Κατά τη διάρκεια της αεριοποίησης, ο άνθρακας διοχετεύεται με οξυγόνο και ατμό (υδρατμοί) ενώ θερμαίνεται (και σε ορισμένες περιπτώσεις υπό πίεση). Εάν ο άνθρακας θερμαίνεται από εξωτερικές πηγές θερμότητας, η διαδικασία ονομάζεται "αλλοθερμική", ενώ η "αυτοθερμική" διαδικασία προϋποθέτει τη θέρμανση του άνθρακα μέσω εξωθερμικών χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν μέσα στον ίδιο αεριοποιητή. Είναι απαραίτητο ο οξειδωτής που παρέχεται να είναι ανεπαρκής για την ολική οξείδωση (καύση) του καυσίμου. Κατά τη διάρκεια των αναφερθεισών αντιδράσεων, οξυγόνο και μόρια νερού οξειδώνουν τον άνθρακα και παράγουν ένα αέριο μείγμα διοξειδίου του άνθρακα (CO ₂ ), μονοξειδίου του άνθρακα (CO), υδρατμών (H ₂ O) και μοριακού υδρογόνου (H2). (Ορισμένα υποπροϊόντα όπως πίσσα, φαινόλες κ.λπ. είναι επίσης πιθανά τελικά προϊόντα, ανάλογα με την τεχνολογία αεριοποίησης που χρησιμοποιείται.) Η διαδικασία αυτή διεξήχθη επί τόπου εντός φυσικών ραφών άνθρακα (αναφερόμενη ως υπόγεια αεριοποίηση άνθρακα ) διυλιστήρια. Το επιθυμητό τελικό προϊόν είναι συνήθως το syngas (δηλαδή ένας συνδυασμός Η2 + CO), αλλά το παραγόμενο αέριο άνθρακα μπορεί επίσης να εξευγενιστεί για να παράγει επιπρόσθετες ποσότητες Η2:

3C (δηλαδή άνθρακας) + O2 + H ₂ O → H ₂ + 3CO

Εάν ο ραφιναριστής θέλει να παράγει αλκάνια (δηλαδή υδρογονάνθρακες που υπάρχουν στο φυσικό αέριο , στη βενζίνη και στο πετρέλαιο ντίζελ ), το αέριο άνθρακα συλλέγεται σε αυτή την κατάσταση και διοχετεύεται σε έναν αντιδραστήρα Fischer-Tropsch. Εάν, ωστόσο, το υδρογόνο είναι το επιθυμητό τελικό προϊόν, το αέριο άνθρακα (κυρίως το προϊόν CO) υφίσταται την αντίδραση μετατόπισης αερίου νερού όπου παράγεται περισσότερο υδρογόνο με επιπρόσθετη αντίδραση με υδρατμούς:

CO + H ₂ O → CO ₂ + H ₂

Παρόλο που επί του παρόντος υπάρχουν άλλες τεχνολογίες για την αεριοποίηση του άνθρακα, όλοι χρησιμοποιούν γενικά τις ίδιες χημικές διεργασίες. Για τα καύσιμα χαμηλής ποιότητας (δηλαδή "καφέ άνθρακες") που περιέχουν σημαντικές ποσότητες νερού, υπάρχουν τεχνολογίες στις οποίες δεν απαιτείται ατμός κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, αφού οι άνθρακες (άνθρακας) και το οξυγόνο είναι τα μόνα αντιδραστήρια. Επίσης, ορισμένες τεχνολογίες αεριοποίησης άνθρακα δεν απαιτούν μεγάλες πιέσεις. Κάποιοι χρησιμοποιούν κονιορτοποιημένο άνθρακα ως καύσιμο ενώ άλλοι εργάζονται με σχετικά μεγάλα κλάσματα άνθρακα. Οι τεχνολογίες αεριοποίησης ποικίλλουν επίσης στον τρόπο με τον οποίο τροφοδοτείται το φούσκωμα.

Η "άμεση εμφύσηση" προϋποθέτει ότι ο άνθρακας και ο οξειδωτής τροφοδοτούνται ο ένας προς τον άλλο από τις αντίθετες πλευρές του καναλιού του αντιδραστήρα. Σε αυτή την περίπτωση ο οξειδωτής περνά μέσω οπτάνθρακα και (πιθανότατα) τέφρας στη ζώνη αντίδρασης όπου αλληλεπιδρά με τον άνθρακα. Το καυτό αέριο που παράγεται έπειτα διέρχεται φρέσκο ​​καύσιμο και το θερμαίνει απορροφώντας κάποια προϊόντα θερμικής καταστροφής του καυσίμου, όπως οι πίσσες και οι φαινόλες. Έτσι, το αέριο απαιτεί σημαντικό ραφινάρισμα πριν χρησιμοποιηθεί στην αντίδραση Fischer-Tropsch. Τα προϊόντα της βελτίωσης είναι ιδιαίτερα τοξικά και απαιτούν ειδικές εγκαταστάσεις για τη χρήση τους. Ως αποτέλεσμα, το εργοστάσιο που χρησιμοποιεί τις περιγραφείσες τεχνολογίες πρέπει να είναι πολύ μεγάλο για να είναι οικονομικά αποδοτικό. Ένα από αυτά τα φυτά που ονομάζεται SASOL βρίσκεται στη Δημοκρατία της Νότιας Αφρικής (RSA). Χτίστηκε λόγω του εμπάργκο που εφαρμόστηκε στη χώρα, εμποδίζοντας την εισαγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου. Η RSA είναι πλούσια σε ασφαλτούχο άνθρακα και ανθρακίτη και ήταν σε θέση να οργανώσει τη χρήση της γνωστής υψηλής πίεσης διαδικασίας "Lurgi" αεριοποίησης που αναπτύχθηκε στη Γερμανία κατά το πρώτο μισό του 20ου αιώνα.

Η "αναστροφή της εμφύσησης" (σε σύγκριση με τον προηγούμενο τύπο που περιγράφηκε και ο οποίος εφευρέθηκε πρώτα) προϋποθέτει ότι ο άνθρακας και ο οξειδωτής τροφοδοτούνται από την ίδια πλευρά του αντιδραστήρα. Στην περίπτωση αυτή δεν υπάρχει χημική αλληλεπίδραση μεταξύ άνθρακα και οξειδωτικού πριν από τη ζώνη αντίδρασης. Το αέριο που παράγεται στη ζώνη αντίδρασης περνά στερεά προϊόντα αεριοποίησης (οπτάνθρακας και τέφρες) και τα CO ₂ και H ₂ O που περιέχονται στο αέριο αποκαθίστανται επιπλέον χημικά σε CO και H2. Σε σύγκριση με την τεχνολογία "άμεσης φυσήγησης", στο αέριο δεν υπάρχουν τοξικά παραπροϊόντα: αυτά είναι απενεργοποιημένα στη ζώνη αντίδρασης. Αυτός ο τύπος αεριοποίησης αναπτύχθηκε κατά το πρώτο μισό του 20ού αιώνα, μαζί με το "άμεσο φυσάρισμα", αλλά ο ρυθμός παραγωγής φυσικού αερίου σε αυτό είναι σημαντικά χαμηλότερος από αυτόν της "άμεσης φυσήγησης" και δεν υπήρξαν περαιτέρω προσπάθειες ανάπτυξης του διεργασίες ανατροπής μέχρι την δεκαετία του 1980, όταν ένα σοβιετικό ερευνητικό ίδρυμα KATEKNIIUgol (Ινστιτούτο Ε & Α για την ανάπτυξη του πεδίου άνθρακα Kansk-Achinsk) ξεκίνησε δραστηριότητες έρευνας και ανάπτυξης για την παραγωγή της τεχνολογίας που είναι τώρα γνωστή ως διαδικασία "TERMOKOKS-S". Ο λόγος για την αναζωογόνηση του ενδιαφέροντος αυτού του τύπου διεργασίας αεριοποίησης είναι ότι είναι οικολογικά καθαρό και ικανό να παράγει δύο τύπους χρήσιμων προϊόντων (ταυτόχρονα ή ξεχωριστά): αέριο (είτε καύσιμο είτε αέριο) και κωκ μεσαίας θερμοκρασίας. Το πρώτο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για λέβητες φυσικού αερίου και πετρελαιογεννήτριες ή σαν συγγενές για την παραγωγή βενζίνης κλπ., Το τελευταίο ως τεχνολογικό καύσιμο στη μεταλλουργία ως χημικό απορροφητικό ή ως πρώτη ύλη για οικιακές μπρικέτες καυσίμων. Η καύση του αερίου προϊόντος σε λέβητες αερίου είναι οικολογικά καθαρότερη από την καύση του αρχικού άνθρακα. Έτσι, ένα εργοστάσιο που χρησιμοποιεί την τεχνολογία αεριοποίησης με το "αντιστρεπτό blowing" είναι σε θέση να παράγει δύο πολύτιμα προϊόντα από τα οποία το ένα έχει σχετικά μηδενικό κόστος παραγωγής δεδομένου ότι το τελευταίο καλύπτεται από την ανταγωνιστική τιμή αγοράς του άλλου. Καθώς η Σοβιετική Ένωση και η KATEKNIIUgol της έπαψαν να υπάρχουν, η τεχνολογία υιοθετήθηκε από τους μεμονωμένους επιστήμονες που την ανέπτυξαν αρχικά και τώρα διερευνάται περαιτέρω στη Ρωσία και διανέμεται εμπορικά παγκοσμίως. Τα βιομηχανικά εργοστάσια που το χρησιμοποιούν είναι πλέον γνωστό ότι λειτουργούν σε Ulaan-Baatar (Μογγολία) και Krasnoyarsk (Ρωσία).

Πιεσένη τεχνολογία αεριοποίησης κλινών ροής αέρα που δημιουργήθηκε μέσω της κοινής ανάπτυξης μεταξύ Wison Group και Shell (Hybrid). Παραδείγματος χάριν: Το Hybrid είναι μια προηγμένη τεχνολογία αεριοποίησης κονιοποιημένου άνθρακα, η τεχνολογία αυτή συνδυαζόμενη με τα υπάρχοντα πλεονεκτήματα του λέβητα καύσης Shell SCGP, περιλαμβάνει περισσότερα από ένα σύστημα μεταφοράς, διάταξη καυστήρα αεριοποίησης πεπιεσμένου άνθρακα, η διαλείπουσα εκκένωση έχει πλήρως επικυρωθεί στην υπάρχουσα μονάδα SCGP, όπως η ώριμη και αξιόπιστη τεχνολογία, ενώ ταυτόχρονα απομάκρυνε τις υπάρχουσες επιπλοκές διεργασιών και στα φίλτρα syngas (λεκάνη απορριμμάτων) και φίλτρα ιπτάμενης τέφρας που αποτυγχάνουν εύκολα, και συνδυάζοντας την υφιστάμενη υπάρχουσα τεχνολογία αεριοποίησης που χρησιμοποιείται ευρέως στη διαδικασία απόσβεσης από συνθετικό αέριο. Δεν διατηρεί μόνο τον αρχικό λέβητα απορριμμάτων θερμότητας Shell SCGP με χαρακτηριστικά άνθρακα με ισχυρή προσαρμοστικότητα και ικανότητα να επεκταθεί εύκολα, αλλά και να απορροφήσει τα πλεονεκτήματα της υπάρχουσας τεχνολογίας απόσβεσης.