RU2524605C2 - Recovery of solid fuel pyrolysis chemical products - Google Patents
Recovery of solid fuel pyrolysis chemical products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524605C2 RU2524605C2 RU2012130545/05A RU2012130545A RU2524605C2 RU 2524605 C2 RU2524605 C2 RU 2524605C2 RU 2012130545/05 A RU2012130545/05 A RU 2012130545/05A RU 2012130545 A RU2012130545 A RU 2012130545A RU 2524605 C2 RU2524605 C2 RU 2524605C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- gas
- resin
- hydrogen
- gases
- Prior art date
Links
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 82
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 41
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 15
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 28
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 13
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 10
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000007036 catalytic synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 3
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 3
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- -1 benzene hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000011331 needle coke Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Industrial Gases (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к углехимической промышленности и может быть использовано в металлургии и химической промышленности для создания на предприятиях коксохимии и полукоксования возможности для производства нового ассортимента продуктов, имеющих высокую добавленную стоимость, снижения опасности загрязнения окружающей среды.The invention relates to the coal chemical industry and can be used in metallurgy and the chemical industry to create opportunities for the production of a new range of products with high added value at the enterprises of coke chemistry and semi-coking, to reduce the risk of environmental pollution.
Известно, что при низкотемпературном (полукоксовании) и высокотемпературном (коксование) пиролизе твердых топлив наряду с твердыми продуктами (кокс, полукокс), пользующимися широким спросом в металлургии, машиностроении, химической промышленности, образуются значительные количества высокопотенциальных пиролизных газов, бензольных углеводородов, смол и воды.It is known that with low-temperature (semi-coking) and high-temperature (coking) pyrolysis of solid fuels, along with solid products (coke, semi-coke), which are in great demand in metallurgy, mechanical engineering, and the chemical industry, significant quantities of high-potential pyrolysis gases, benzene hydrocarbons, resins, and water are formed .
Выход газа, смол и воды в различных пиролизных процессах следующий: % мас. от исходного сухого сырья.The output of gas, resins and water in various pyrolysis processes is as follows:% wt. from the source of dry raw materials.
ккал/м3 Q,
kcal / m 3
бурых углейSemi-coking
brown coal
Недостатком существующих технологий утилизации химических продуктов пиролиза твердых топлив является то, что в их основе лежат традиционные способы фракционирования и экстракции, что не позволяет разделить сложные смеси нескольких тысяч органических соединений на индивидуальные продукты, с высокой добавленной стоимостью (С.А. Ахметов, М.Х. Ишмияров, А. А. Кауфман. Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых. С.Петербург: Недра. 2009. С.581-742, Школлер М. Б. Полукоксование каменных и бурых углей. Новокузнецк: Инженерная академия России. - 2001. - С.164-193).A drawback of existing technologies for the utilization of chemical products of solid fuel pyrolysis is that they are based on traditional methods of fractionation and extraction, which does not allow to separate complex mixtures of several thousand organic compounds into individual products with high added value (S.A. Akhmetov, M. Kh. Ishmiyarov, A. A. Kaufman, Technology for the processing of oil, gas and solid fossil fuels. St. Petersburg: Nedra. 2009. P.581-742, Shkoller M. B. Semicoking of coal and lignite. Novokuznetsk: Engineering Acade Russia Ia -. 2001. - S.164-193).
Наибольшим спросом из продуктов переработки смолы коксохимического предприятия пользуется самое высококипящее соединение - пек, в котором, однако, присутствует повышенная концентрация канцерогенных веществ. Остальные широкие фракции дистилляции смол преимущественно используются в качестве дешевых энергоносителей. Также только в качестве энергоносителей используются и обогащенные молекулярным водородом газы пиролиза.The highest-boiling compound - pitch, in which, however, there is an increased concentration of carcinogens, is in greatest demand from the products of the resin processing of the coke-chemical enterprise. The remaining wide fractions of the distillation of resins are mainly used as cheap energy carriers. Also, pyrolysis gases enriched in molecular hydrogen are used only as energy carriers.
Весьма сложными являются проблемы очистки химически загрязненных вод, получаемых в процессе коксования в количестве, сопоставимом с выходом смолы, утилизации жидких отходов химического блока.Very difficult are the problems of treating chemically contaminated waters obtained in the process of coking in an amount comparable to the yield of resin, recycling liquid waste from the chemical unit.
Низкий спрос на химические продукты пиролиза твердых топлив делает невыгодным эксплуатацию химических блоков предприятий пиролиза углей и на рынок выходят технологии производства кокса и полукокса с полным сжиганием газов пиролиза непосредственно в реакторе коксования или полукоксования. Это не позволяет осуществлять энергохимическую переработку топлива и получать кроме тепла химическую продукцию. Такой путь является одним из наиболее тупиковым в решении проблемы создания безотходных технологий переработки органического топлива.The low demand for chemical products of solid fuel pyrolysis makes it unprofitable to operate the chemical blocks of coal pyrolysis enterprises and coke and semi-coke production technologies with complete combustion of pyrolysis gases directly in the coking or semi-coking reactor enter the market. This does not allow the energy-chemical processing of fuel and receive, in addition to heat, chemical products. Such a path is one of the most impasse in solving the problem of creating non-waste technologies for processing organic fuel.
Поэтому одновременно ведутся работы по совершенствованию процессов переработки смол и газов пиролиза твердых топливTherefore, at the same time, work is underway to improve the processing of resins and solid fuel pyrolysis gases
Известен патент Российской Федерации «Способ переработки каменноугольной смолы» №2255956, сутью которого является каталитическая гидрогенизация смолы коксования в смеси с 10% воды с целью получения сырья для производства игольчатого кокса. Недостатком этого способа наряду со сложной многооперационностью предлагаемой технологии является то, что улучшаются свойства только пековой фракции. Остальная часть смолы по-прежнему представляет собой дешевые технические продукты. К тому же данный способ неприменим для переработки смол полукоксования.Known patent of the Russian Federation "Method for processing coal tar" No. 2255956, the essence of which is the catalytic hydrogenation of coking resins in a mixture with 10% water in order to obtain raw materials for the production of needle coke. The disadvantage of this method along with the complex multioperability of the proposed technology is that the properties of only the pitch fraction are improved. The rest of the resin is still cheap technical products. In addition, this method is not applicable for the processing of semi-coking resins.
В соответствии с заявкой на патент США №2002/0052532, НКИ 585/275 для переработки смолы полукоксования необходимо также применить многооперационные технологии каталитического гидрирования и гидрокрекинга с последующей дистилляцией (фракционированием), экстракцией каталитическим риформингом.In accordance with application for US patent No. 2002/0052532, NKI 585/275 for the processing of semi-coking resin, it is also necessary to apply multi-operation technologies of catalytic hydrogenation and hydrocracking with subsequent distillation (fractionation), extraction by catalytic reforming.
Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является способ утилизации химических продуктов, описанный в статье П. Димер, Х.Ю. Киллих, К. Кнопп, Х.Б. Люнген, М. Райнке, П. Шмеле. // Возможности утилизации доменного газа наThe closest analogue of the proposed method is the method of disposal of chemical products described in the article P. Dimer, H.Yu. Killich, C. Knopp, H.B. Lyungen, M. Rainke, P. Schmele. // Possibilities for utilization of blast furnace gas at
металлургическом комбинате. Черные металлы, декабрь, 2004, с.10-17, рис.7, (стр.13). Недостатками этого способа является то, что в нем предусматривается газификация только смолы. Эксперименты показывают, что газификация смолы, а не эмульсий с водой сопровождается обильным сажеобразованием, которое характеризуется повышенным содержанием канцерогенных соединений, в частности бенз(а)пирена. Кроме того, в способе не предусматривается утилизация воды коксования, выделяющейся при охлаждении коксового газа и жидких органических отходов, образующихся при его глубокой очистке.metallurgical plant. Ferrous metals, December 2004, pp. 10-17, Fig. 7, (p. 13). The disadvantages of this method is that it provides gasification only resin. Experiments show that the gasification of tar, and not emulsions with water, is accompanied by abundant soot formation, which is characterized by an increased content of carcinogenic compounds, in particular benz (a) pyrene. In addition, the method does not provide for the utilization of coking water released during the cooling of coke oven gas and liquid organic waste generated during its deep cleaning.
Предложен универсальный способ утилизации химических продуктов пиролиза твердых топлив, задачей которого является замена существующего ассортимента маловостребованных химических продуктов пиролиза твердых топлив ассортиментом химических продуктов, пользующихся широким спросом, снижение загрязнения окружающей среды.A universal method for the disposal of chemical products for the pyrolysis of solid fuels is proposed, the task of which is to replace the existing assortment of low-demand chemical products for the pyrolysis of solid fuels with an assortment of chemical products that are in high demand, and reduce environmental pollution.
В способе утилизации химических продуктов пиролиза твердых топлив, включающем охлаждение газов до температуры 25-30°C, выделение и разделение смолы, воды и фусов, очистку газов от аммиака, нафталина и сероводорода, улавливание и переработку сырого бензола, выделение из газов водорода, переработку смолы, очистку воды, утилизацию жидких органических отходов и фусов, переработка всей смолы осуществляется совместно с водой в стехиометрическом соотношении смола:вода = 1:1,5 путем приготовления водосмоляной эмульсии, включающей также фусы и жидкие органические отходы и газификацию этой эмульсии в аллотермическом газогенераторе с получением водяного газа с соотношением CO/H2=1:1, обогащением водяного газа водородом, выделенным из исходного газа до соотношения CO/H2=1:2-2,5 для получения синтез-газа.In a method for the disposal of chemical products of the pyrolysis of solid fuels, including cooling gases to a temperature of 25-30 ° C, the separation and separation of tar, water and fus, gas purification from ammonia, naphthalene and hydrogen sulfide, the capture and processing of crude benzene, the evolution of hydrogen from gases, processing resins, water treatment, utilization of liquid organic waste and fus, the processing of the entire resin is carried out together with water in a stoichiometric ratio of resin: water = 1: 1.5 by preparing a water-tar emulsion, which also includes fus and liquids and gasification of organic waste in the emulsion allothermic gasifier to obtain water gas with a ratio of CO / H 2 = 1: 1, water gas enriched with hydrogen extracted from the feed gas to a ratio of CO / H 2 = 1: 2-2.5 for the synthesis of gas.
В соответствии с этим способом отделенные при охлаждении газов пиролиза смола, вода пиролиза и органические отходы используются для приготовлении водосмоляных эмульсий в стехиометрическом соотношении углерода органических соединений и воды=1:1,5 масс. Эти эмульсии подвергаются газификации в обогреваемом аллотермическом газогенераторе с получением водяного газа состава: 50% об.CO+50% об.H2. Из газов пиролиза выделяется молекулярный водород, часть которого смешивается с водяным газом для получения синтез-газа с соотношением CO/H2=2-2,5 об. Остальное количество водорода является товарной продукцией предприятия. Синтез-газ направляется на установку данного предприятия по каталитическому синтезу по известной технологии (например, Фишера-Тропша, Мобил, Цеосин и др) для получением моторных топлив (высокооктанового бензина, дизельного топлива) спиртов и ароматических углеводородов. Газы синтеза используются для получения тепла и генерации электроэнергии, вода синтеза на приготовление исходных смоловодяных эмульсий (см. рис.).In accordance with this method, the resin, pyrolysis water and organic waste separated during cooling of pyrolysis gases are used to prepare water-tar emulsions in a stoichiometric ratio of carbon of organic compounds and water = 1: 1.5 mass. These emulsions are gasified in a heated allothermic gas generator to produce water gas of the composition: 50% vol. CO + 50% vol. H 2 . Molecular hydrogen is released from the pyrolysis gases, part of which is mixed with water gas to produce synthesis gas with a ratio of CO / H 2 = 2-2.5 vol. The remaining amount of hydrogen is a commercial product of the enterprise. The synthesis gas is sent to the installation of this enterprise for catalytic synthesis using known technology (for example, Fischer-Tropsch, Mobile, Zeosin, etc.) to produce motor fuels (high-octane gasoline, diesel fuel) alcohols and aromatic hydrocarbons. Synthesis gases are used to generate heat and generate electricity, and synthesis water is used to prepare initial tar-water emulsions (see. Fig.).
К основным видам твердого топлива относятся каменные и бурые угли. Пиролиз является основным технологическим процессом их переработки и осуществляется в двух вариантах - полукоксование (нагревание до 500-600°C) и коксование (нагревание до 900-1000°C). 1.The main types of solid fuels include coal and lignite. Pyrolysis is the main technological process of their processing and is carried out in two versions - semi-coking (heating to 500-600 ° C) and coking (heating to 900-1000 ° C). one.
При том, что смолы коксования, а также смолы полукоксования каменных и бурых углей по углеводородному составу значительно и даже принципиально отличаются друг от друга, по содержанию основного элемента - углерода они близки между собой.Despite the fact that coking resins, as well as semi-coking resins of hard and brown coals, differ significantly and even fundamentally from each other in terms of hydrocarbon composition, they are close to each other in the content of the main element - carbon.
По экспериментальным данным получено:According to experimental data obtained:
Распределения основных элементов ОМУ в продуктах полукоксованияDistributions of the basic elements of WMD in semi-coking products
Содержание углерода составляет % мас.:The carbon content is% wt .:
Смола коксования каменных углей - 91,0Coal coking resin - 91.0
Смола полукоксования каменных углей - 89,5Coal semi-coking resin - 89.5
Смола полукоксования бурых углей - 89,0Brown coal semi-coking resin - 89.0
Универсальность предлагаемого способа заключается именно в том, что переработка смол любого углеводородного состав осуществляется в процессе пароводяной газификации водосмоляной эмульсии на основе одной и той же реакцияThe universality of the proposed method lies precisely in the fact that the processing of resins of any hydrocarbon composition is carried out in the process of steam-water gasification of a water-tar emulsion based on the same reaction
C+Н2O=CO+H2 C + H 2 O = CO + H 2
при одном и том же массовом стехиометрическом соотношении углерода смолы и воды (вода пиролиза + технологические воды) в эмульсии = 1,:1,5.with the same mass stoichiometric ratio of carbon resin and water (pyrolysis water + process water) in the emulsion = 1,: 1.5.
Поскольку содержания углерода в смолах различных топлив близки между собой то и газы процесса газификации также незначительно отличаются и соответствуют требованиям, предъявляемым к составу синтез-газа по соотношению H2/C=2-2,5 об.Since the carbon content in the resins of various fuels are close to each other, the gases of the gasification process also differ slightly and meet the requirements for the composition of the synthesis gas in the ratio of H 2 / C = 2-2.5 vol.
Выполнены эксперименты по газификации водосмоляных эмульсий на основе смол полукоксования каменных и бурых углей в одинаковых условиях (температура 980-1000°C, давление 1 атм).Experiments were carried out on the gasification of water-tar emulsions based on semi-coking resins of hard and brown coals under the same conditions (temperature 980-1000 ° C, pressure 1 atm).
Пример 1 Проведена газификация водосмоляной эмульсии на основе смолы полукоксования каменных углей. Получен газ состава, % об.Example 1 Gasification of a water-tar emulsion based on semi-coking coal tar was carried out. Received gas composition,% vol.
Пример 2Example 2
Проведена газификация водосмоляной эмульсии на основе смолы полукоксования бурых углей. Получен газ состава, % об.Gasification of a water-tar emulsion based on brown coal semi-coking resin was carried out. Received gas composition,% vol.
Полученные данные свидетельствуют, что синтез-газы, полученные по предлагаемому способу из водосмоляных эмульсий на основе смол полукоксования бурых и каменных углей, практически несущественно отличаются по своему составу.The data obtained indicate that the synthesis gases obtained by the proposed method from water-tar emulsions based on semi-coking resins of brown and bituminous coals, practically insignificantly differ in their composition.
Выделение водорода из газов пиролиза различных видов твердых топлив для обогащения синтез-газов, полученных из водосмоляных эмульсий, также осуществляется по единой технологии.The evolution of hydrogen from the pyrolysis gases of various types of solid fuels for the enrichment of synthesis gases obtained from water-tar emulsions is also carried out according to a single technology.
Газы пиролиза, выходящие из реактора пиролиза твердого топлива 20, охлажденные в газосборнике 1 с 600-800 до 80°C, поступают в первичный газовый холодильник 2. Сконденсировавшиеся в газосборнике смола и вода поступают в механизированный осветлитель 3. В первичном газовом холодильнике 2 газы охлаждается до температуры 25°C и выделившиеся дополнительные количества смолы и воды также поступают в механизированный осветлитель 3. Выделенные в механизированном осветлителе 3 смола, вода и фусы поступают в соответствующие сборники 6, 7, 8. Из сборника 7 вода в необходимых количествах распределяется в газосборник 1 и диспергатор 11, в который также поступает вся смола из сборника 6, фусы из сборника фусов 8. Избыток воды из сборника 7 направляется в устройство биохимической очистки 9. Из первичного газового холодильника 2 газы направляются на устройство 4 глубокой очистки от нафталина, аммиака, сероводород, затем в устройство 5 конечного охлаждения газа и абсорбции сырого бензола и далее - в устройство 12 для выделения водорода. Водород аккумулируется в газгольдере 14. Обезводороженный «богатый газ», содержащий более 40-60% об. метана, используется для отопления реакторов пиролиза твердых топлив 20 и обогрева аллотермического газогенератора 13 смоловодяной эмульсии с кольцевой топкой.The pyrolysis gases leaving the solid fuel pyrolysis reactor 20, cooled in gas collector 1 from 600-800 to 80 ° C, enter the primary gas cooler 2. Resin and water condensed in the gas collector enter the mechanized clarifier 3. In the primary gas cooler 2 the gases are cooled to a temperature of 25 ° C and the additional amounts of resin and water that are released also enter the mechanized clarifier 3. The 3 resin, water and fus extracted in the mechanized clarifier enter the respective collectors 6, 7, 8. Water from the collector 7 in necessary quantities is distributed into the gas collector 1 and dispersant 11, which also receives all the resin from the collector 6, the fusibles from the fusee collector 8. Excess water from the collector 7 is sent to the biochemical treatment device 9. From the primary gas cooler 2, the gases are sent to the device 4 deep purification from naphthalene, ammonia, hydrogen sulfide, then to the device 5 for the final cooling of the gas and absorption of crude benzene and then to the device 12 for hydrogen evolution. Hydrogen is accumulated in the gas tank 14. The dehydrated “rich gas” containing more than 40-60% vol. methane, is used for heating solid fuel pyrolysis reactors 20 and heating the allothermic gas generator 13 of a resin-water emulsion with a ring firebox.
Выделенные на устройствах 4 и 5 жидкие отходы также поступают из сборников 10 в диспергатор 11. Смоловодяная эмульсия из диспергатора 11 поступает в аллотермический газогенератор 13. В аллотермическом газогенераторе 13 в результате взаимодействия углерода смолы и органических отходов с парами воды при температуре 900-1000°C продуцируется водяной газ, состоящий из: 50% об. CO+50% об. H2 (соотношение CO/H2=1:1), который аккумулируется в газгольдере 15. В газовом смесителе 16 водяной газ обогащается по содержанию водорода за счет его смешения с частью водорода из газгольдера 14 до соотношения H2:CO=2-2,5:1. Из газового смесителя 16 синтез-газ направляется в устройство данного предприятия 17 по каталитическому синтезу моторного топлива: высокооктанового бензина, дизельного топлива, спиртов, ароматических углеводородов (синтезы Фишера-Тропша, Мобил, Цеосин и др.), являющихся новыми высоколиквидными продуктами предприятия. Новой продукцией предприятия также является более 60% водорода, аккумулированного в газгольдере 14, который перерабатывается на установке 17 каталитического синтеза в моторные топлива и другие органические вещества.Liquid waste isolated on devices 4 and 5 also flows from the collectors 10 to the dispersant 11. The tar emulsion from the dispersant 11 enters the allothermic gas generator 13. In the allothermic gas generator 13 as a result of the interaction of carbon resin and organic waste with water vapor at a temperature of 900-1000 ° C water gas is produced, consisting of: 50% vol. CO + 50% vol. H 2 (ratio CO / H 2 = 1: 1), which is accumulated in the gas tank 15. In the gas mixer 16, the water gas is enriched in the hydrogen content by mixing it with part of the hydrogen from the gas tank 14 to the ratio H 2 : CO = 2-2 5: 1. From the gas mixer 16, the synthesis gas is sent to the device of this enterprise 17 for the catalytic synthesis of motor fuel: high-octane gasoline, diesel fuel, alcohols, aromatic hydrocarbons (Fischer-Tropsch, Mobil, Zeosin synthesis, etc.), which are new highly liquid products of the enterprise. The new products of the enterprise are also more than 60% of the hydrogen accumulated in the gas tank 14, which is processed at the catalytic synthesis unit 17 into motor fuels and other organic substances.
Попутные газы синтеза моторных топлив будут использоваться для генерации электроэнергии на газотурбинной установке (ГТУ).Associated gases for the synthesis of motor fuels will be used to generate electricity in a gas turbine installation (GTU).
Сырой бензол, абсорбированный из коксового газа, в устройстве 5 выделяется из абсорбента в устройстве 18 для выделения сырого бензола, а затем разделяется на чистые продукты в устройстве для ректификации 19 по традиционным технологиям.Crude benzene absorbed from coke oven gas in the device 5 is separated from the absorbent in the device 18 for the separation of crude benzene, and then separated into pure products in the device for distillation 19 according to traditional technologies.
Пример эффективности использования изобретенияAn example of the effectiveness of the use of the invention
Использование предлагаемого комплекса позволит получить ежегодно на предприятии мощностью 3 млн. т кокса/год вместо 80 тыс.т дешевых технических масел и 80 тыс. т пека следующую продукцию:Using the proposed complex will allow to receive annually at the enterprise with a capacity of 3 million tons of coke / year instead of 80 thousand tons of cheap technical oils and 80 thousand tons of pitch the following products:
Автобензин с ОЧ 90-100-110 тыс. тGasoline with OCh 90-100-110 thousand tons
Дизельное топливо - 10-11 тыс. тDiesel fuel - 10-11 thousand tons
Водород - 500-550 млн. м3 Hydrogen - 500-550 million m 3
Бензол высокой чистоты - 25-30 тыс. тHigh purity benzene - 25-30 thousand tons
Электроэнергия 25-30 МВтElectricity 25-30 MW
Более чем в 2,5 раза снижается нагрузка на водоочистные сооружения. Устраняется также проблема утилизации фусов и других жидких отходов. Экспериментально показано, что при газификации смоловодяных эмульсий по сравнению с газификацией только смолы имеет место:The load on the water treatment plant is reduced more than 2.5 times. The problem of disposal of fus and other liquid waste is also eliminated. It has been experimentally shown that when gasifying tar-water emulsions compared to gasification of tar only, the following takes place:
- сокращение выхода в газовых выбросах NOx (примерно на 50%), примерно в 3-4 раза снижается выброс сажистых отложений, и бенз(а)пирена в 2-3 раза.- reduction of the output in gas emissions of NOx (by about 50%), the emission of soot deposits is reduced by about 3-4 times, and benz (a) pyrene by 2-3 times.
- повышение эффективности и ресурса работы газогенератора. При газификации эмульсии часть капель долетает до поверхностей нагрева и взрывается на них, что способствует не только предотвращению отложений, но и очистке этих поверхностей от старых сажистых образований.- improving the efficiency and resource of the gas generator. During the gasification of the emulsion, part of the droplets reaches the heating surfaces and explodes on them, which helps not only to prevent deposits, but also to clean these surfaces of old soot formations.
Все устройства и процессы являются устройствами последнего поколения и отработаны для промышленного использования.All devices and processes are the latest generation devices and are developed for industrial use.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012130545/05A RU2524605C2 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Recovery of solid fuel pyrolysis chemical products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012130545/05A RU2524605C2 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Recovery of solid fuel pyrolysis chemical products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012130545A RU2012130545A (en) | 2014-01-27 |
| RU2524605C2 true RU2524605C2 (en) | 2014-07-27 |
Family
ID=49956813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012130545/05A RU2524605C2 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Recovery of solid fuel pyrolysis chemical products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2524605C2 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4201655A (en) * | 1976-12-17 | 1980-05-06 | Continental Oil Company | Process for making metallurgical coke |
| US4909923A (en) * | 1984-06-22 | 1990-03-20 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Method for hydrogenation of coal tar pitch |
| DE4328685C2 (en) * | 1993-08-26 | 2003-10-30 | Thyssen Krupp Encoke Gmbh | Process for the partial oxidation of coke oven gas |
| RU2255956C1 (en) * | 2004-02-18 | 2005-07-10 | Озеренко Алексей Анатольевич | Coal-tar pitch processing method |
| RU2320699C1 (en) * | 2006-12-05 | 2008-03-27 | Ооо "Тту" | Method and apparatus for thermal processing of high-ash and low-grade solid fuels |
| RU2405025C1 (en) * | 2009-04-20 | 2010-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide |
| RU2010145366A (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-20 | Учреждение Российской академии наук Казанский научный центр (КазНЦ РАН) (RU) | METHOD FOR INTEGRATED THERMOCHEMICAL PROCESSING OF SOLID FUEL WITH SEQUENTIAL DISPOSAL OF SEPARATION PRODUCTS |
-
2012
- 2012-07-17 RU RU2012130545/05A patent/RU2524605C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4201655A (en) * | 1976-12-17 | 1980-05-06 | Continental Oil Company | Process for making metallurgical coke |
| US4909923A (en) * | 1984-06-22 | 1990-03-20 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Method for hydrogenation of coal tar pitch |
| DE4328685C2 (en) * | 1993-08-26 | 2003-10-30 | Thyssen Krupp Encoke Gmbh | Process for the partial oxidation of coke oven gas |
| RU2255956C1 (en) * | 2004-02-18 | 2005-07-10 | Озеренко Алексей Анатольевич | Coal-tar pitch processing method |
| RU2320699C1 (en) * | 2006-12-05 | 2008-03-27 | Ооо "Тту" | Method and apparatus for thermal processing of high-ash and low-grade solid fuels |
| RU2405025C1 (en) * | 2009-04-20 | 2010-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide |
| RU2010145366A (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-20 | Учреждение Российской академии наук Казанский научный центр (КазНЦ РАН) (RU) | METHOD FOR INTEGRATED THERMOCHEMICAL PROCESSING OF SOLID FUEL WITH SEQUENTIAL DISPOSAL OF SEPARATION PRODUCTS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012130545A (en) | 2014-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chhiti et al. | Thermal conversion of biomass, pyrolysis and gasification | |
| RU2460757C1 (en) | Method and equipment for multi-stage liquefying of carbon-containing solid fuel | |
| KR101123385B1 (en) | 2 stages pyrolysis and gasification hybrid system of high viscosity oilsand bitumen for synthetic liquid fuel and syngas production method using it | |
| US20120227683A1 (en) | Tar Scrubber for Energy Recovery from Gasification Operations | |
| CN101755034A (en) | Integrated process and apparatus for producing coal-based jet fuel, diesel fuel, and distellate fuels | |
| AU2017201103B2 (en) | Method and apparatus for liquefaction and distillation of volatile matter within solid carbonaceous material | |
| Aktas et al. | Role of spent FCC catalyst in pyrolysis and CO2-assisted gasification of pinewood | |
| WO2014196924A1 (en) | System and method for converting plastic/rubber to hydrocarbon fuel by thermo-catalytic process | |
| RU2524605C2 (en) | Recovery of solid fuel pyrolysis chemical products | |
| CN104593079B (en) | A kind of technique of broken coal production Clean synthesis gas | |
| RU2413749C2 (en) | Procedure for complex coal processing and installation for its implementation | |
| RU2378317C2 (en) | Method of non-waste thermal processing of heavy oil residues mixed with solid fuel | |
| Yabe et al. | Development of coal partial hydropyrolysis process | |
| Batenin et al. | Thermal methods of reprocessing wood and peat for power engineering purposes | |
| DE10037762B4 (en) | Device for generating electricity from biomass by gasification with subsequent catalytic elimination of tar compounds from the fuel gas | |
| Oliveira et al. | Oil sludge thermochemical conversion: gasification and ammonia synthesis case | |
| Kim et al. | Production of a Clean Hydrogen‐Rich Gas by the Staged Gasification of Biomass and Plastic Waste | |
| CN1842584A (en) | Recycling method and system | |
| Binder | Product flexibility from biomass steam gasification applying gas upgrading and synthesis processes | |
| Maloletnev et al. | Hydrogenation of coals from the promising deposits of Mongolia | |
| Chen et al. | Fast pyrolysis of pulp and paper mill sludge in a bubbling fluidized bed: Unlocking energy potential through insights into tar formation and combustion characteristics | |
| Smith | Impact of Densified Biomass Feedstocks on Biofuel Production from Biomass Gasification | |
| RU128881U1 (en) | COMPLEX OF EQUIPMENT OF THE CHEMICAL BLOCK OF THE COXOCHEMICAL ENTERPRISE | |
| Striugas et al. | Comparison of steam reforming of biomass gasification tars over lithuanian dolomite and waste tires char | |
| JPS58167682A (en) | Pyrolysis of carbonaceous materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150718 |