houille grasse antiadhésive en une étape de Gasfier 1900-2800NM3/H de charbon de φ2.0-3Q, anthracite, coke

1.description

La gazéification de charbon est le processus de produire le mélange de syngas-a consistant principalement en oxyde de carbone (Co), hydrogène (H₂), dioxyde de carbone (CO2), méthane (CH4), et vapeur d'eau (H₂O)–de charbon et l'eau, air et/ou l'oxygène.

Historiquement, du charbon a été gazéifié utilisant la technologie tôt pour produire le gaz de charbon (également connu sous le nom de « gaz de ville »), qui est un gaz combustible traditionnellement utilisé pour l'éclairage et le chauffage municipaux avant l'avènement de la production à échelle industrielle du gaz naturel.

Dans la pratique en vigueur, les exemples à grande échelle de la gazéification de charbon sont principalement pour la production d'électricité, comme aux usines intégrées de cyclepower combinées par gazéification, pour la production des matières de base chimiques, ou pour la production du gaz naturel synthétique. L'hydrogène a obtenu à partir de la gazéification de charbon peut être employé pour différents buts tels que préparer l'ammoniaque, actionner une économie d'hydrogène, ou améliorer des combustibles fossiles.

Alternativement, des syngas dérivés du charbon peuvent être convertis en carburants de transport tels que l'essence et le diesel par le traitement supplémentaire par l'intermédiaire du processus de Fischer-Tropsch ou en méthanol que lui-même peut être employé comme carburant de transport ou additif de carburant, ou qui peut être converti en essence par le méthanol en processus d'essence. Le méthane de la gazéification de charbon peut être converti en GNL pour l'usage comme carburant dans le secteur des transports

2.process

Pendant la gazéification, le charbon est soufflé avec l'oxygène et la vapeur (vapeur d'eau) tout en également étant chauffé (et dans certains cas pressurisé). Si le charbon est chauffé par des sources extérieures de chaleur le processus s'appelle « allothermal », alors que le processus « autothermal » assume le chauffage du charbon par l'intermédiaire des réactions chimiques exothermiques se produisant à l'intérieur du générateur à gaz lui-même. Il est essentiel que l'oxydant fourni soit insuffisant pour l'oxydation complète (combustion) du carburant. Pendant les réactions mentionnées, les molécules de l'oxygène et d'eau oxydent le charbon et produisent un mélange gazeux de dioxyde de carbone (CO2), de l'oxyde de carbone (Co), de la vapeur d'eau (H₂O), et de l'hydrogène moléculaire (H₂). (Certainssous-produitscommelegoudron, desphénols, etc.sontégalementlesproduits finauxpossibles, selonlatechnologiespécifiquedegazéificationutilisée.) Ceprocessusa étéin-situconduitdanslesfilons houillersnaturels(désignéssous le nom de la gazéification souterraine de charbon) et dans des raffineries de charbon. Le produit final désiré est habituellement les syngas (c.-à-d., une combinaison de H2 + Co), mais le gaz de charbon produit peut également être encore raffiné pour produire des quantités supplémentaires de H2 :

3C (c.-à-d., charbon) + O2 + _{→ de} H2O H2 + 3CO

Si le raffineur veut produire des alcanes (c.-à-d., les hydrocarbures présentent dans le gaz naturel, l'essence, et le dieselfuel), le gaz de charbon est rassemblé à cet état et conduit à un réacteur de Fischer-Tropsch. Si, cependant, l'hydrogène est le produit final désiré, le gaz de charbon (principalement le produit de Co) subit la réaction de décalage de watergas où plus d'hydrogène est produit par la réaction supplémentaire à de la vapeur d'eau :

CO +CO2_DE→DE H₂O + H₂

Bien que d'autres technologies pour la gazéification de charbon actuellement exister, toutes utilisent, généralement les mêmes processus chimiques. Pour les charbons de qualité inférieure (c.-à-d., « lignites ») qui contiennent des quantités importantes de l'eau, il y a des technologies en lesquelles aucune vapeur n'est exigée pendant la réaction, à du charbon (carbone) et à l'oxygène étant les seuls réactifs. Aussi bien, quelques technologies de gazéification de charbon n'exigent pas des hautes pressions. Certains utilisent le charbon pulvérisé comme carburant tandis que d'autres fonctionnent avec les fractions relativement grandes du charbon. Les technologies de gazéification varient également de la manière que le soufflement est assuré.

« Direct soufflant » assume le charbon et l'oxydant étant fournis vers l'un l'autre à partir des bords opposés du canal de réacteur. Dans ce cas les passages d'oxydant par le coke et (plus vraisemblablement) cendres à la zone de réaction où il agit l'un sur l'autre avec du charbon. L'à gaz chaud produit alors passe le carburant frais et le chauffe tout en absorbant quelques produits de la destruction thermique du carburant, tel que des goudrons et des phénols. Ainsi, le gaz exige le raffinage significatif avant d'être employée dans la réaction de Fischer-Tropsch. Les produits de l'amélioration sont fortement toxiques et exigent les équipements spéciaux pour leur utilisation. En conséquence, l'usine utilisant les technologies décrites doit être très grande pour être économiquement efficace. Une de telles usines a appelé SASOL est située en république sud-africaine (RSA). Il devait construit de le mettre l'embargo sur appliqué au pays l'empêchant d'importer le pétrole et le gaz naturel. Le RSA est riche en houille grasse et anthracite et pouvait arranger l'utilisation du procédé bien connu de gazéification de « Lurgi » de haute pression développé en Allemagne dans la première moitié du 20ème siècle.

« Le soufflement renversé » (par rapport au type précédent a décrit qui a été inventé d'abord) assume le charbon et l'oxydant étant fournis à partir du même côté du réacteur. Dans ce cas il n'y a aucune interaction chimique entre le charbon et l'oxydant avant la zone de réaction. Le gaz a produit dans la zone de réaction passe les produits solides de la gazéification (coke et cendres), et CO2 et H₂ O a contenu dans le gaz en plus sont chimiquement reconstitués à Co et à H₂. Par rapport » à la technologie de soufflement « directe, aucun sous-produit toxique n'est présent dans le gaz : ceux sont handicapés dans la zone de réaction. Ce type de gazéification a été développé dans la première moitié du 20ème siècle, avec « soufflement direct », mais le taux de production de gaz dans lui est sensiblement inférieur que ce dans « soufflement direct » et là n'étaient aucun autre effort de développer » les processus de soufflement « renversés jusqu'en 1980 s quand une installation soviétique KATEKNIIUgol (institut de recherches de R&D pour développer le bassin houiller de Kansk-Achinsk) a commencé des activités de R&D pour produire la technologie maintenant connue sous le nom de le processus de « TERMOKOKS-S ». La raison de rétablir l'intérêt à ce type de procédé de gazéification est qu'il peut écologiquement propre et produire deux types de produits utiles (simultanément ou séparément) : gaz (combustible ou syngas) et coke de la moyen-température. L'ancien peut être employé comme carburant pour des chaudières et des diesel-générateurs de gaz ou comme syngas pour produire l'essence, etc., ce dernier - comme carburant technologique en métallurgie, comme absorbant chimique ou en tant que matière première pour des briquettes de carburant de ménage. La combustion du gaz de produit dans des chaudières de gaz est écologiquement plus propre que la combustion du charbon initial. Ainsi, une usine utilisant la technologie de gazéification avec « le soufflement renversé » peut fabriquer deux produits précieux dont on a le coût de production relativement nul puisque ce dernier est couvert par le prix de marché compétitif de l'autre. Pendant que l'Union Soviétique et son KATEKNIIUgol cessaient d'exister, la technologie a été adoptée par les différents scientifiques qui l'ont à l'origine développée et est maintenant encore recherché en Russie et commercialement distribuée dans le monde entier. Des ensembles industriels l'utilisant sont maintenant connus pour fonctionner dans Ulaan-Baatar (Mongolie) et Krasnoïarsk (Russie).

Technologie pressurisée de gazéification de lit de flux d'air créée par le développement conjoint entre le groupe de Wison et le Shell (hybride). Par exemple : L'hybride est une technologie avancée de gazéification de charbon pulvérisé, cette technologie combinée avec les avantages existants de la chaudière de chaleur résiduelle de Shell SCGP, inclut davantage que juste un système de transport, une disposition pressurisée de brûleur de gazéification de charbon pulvérisé, un type latéral mur de membrane de brûleur à jet de l'eau, et la décharge intermittente a été entièrement validé à l'usine existante de SCGP telle que la technologie mûre et fiable, en même temps, il ont enlevé les complications existantes de processus et dans le refroidisseur de syngas (casserole de déchets) et [des filtres de cendres volantes] qui ont facilement échoué, et ont combiné la technologie existante actuelle de gazéification qui est très utilisé en gaz synthétique éteignent le processus. Il maintient non seulement la chaudière de chaleur résiduelle originale de Shell SCGP des caractéristiques de charbon de l'adaptabilité forte, et la capacité de mesurer facilement, mais absorbe également les avantages d'exister éteignent la technologie.