UA79216C2 - Method for preparation of motor fuel from coal - Google Patents
Method for preparation of motor fuel from coal Download PDFInfo
- Publication number
- UA79216C2 UA79216C2 UAA200600581A UAA200600581A UA79216C2 UA 79216 C2 UA79216 C2 UA 79216C2 UA A200600581 A UAA200600581 A UA A200600581A UA A200600581 A UAA200600581 A UA A200600581A UA 79216 C2 UA79216 C2 UA 79216C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- coal
- gasification
- reactor
- gas
- steam
- Prior art date
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 39
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 9
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 56
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 53
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 49
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003250 coal slurry Substances 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical class [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/721—Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/06—Continuous processes
- C10J3/18—Continuous processes using electricity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/78—High-pressure apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0973—Water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/123—Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/123—Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves
- C10J2300/1238—Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves by plasma
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1625—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with solids treatment
- C10J2300/1628—Ash post-treatment
- C10J2300/1634—Ash vitrification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
- C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
- C10J2300/1659—Conversion of synthesis gas to chemicals to liquid hydrocarbons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід належить до термічної та термохімічної переробки вугілля у синтез-газ та може бути використаний у 2 хімічній та нафтохімічній промисловості для виробництва синтез-газу - сировини для отримання різних видів хімічної продукції та синтетичних моторних палив.The invention relates to thermal and thermochemical processing of coal into synthesis gas and can be used in 2 chemical and petrochemical industries for the production of synthesis gas - raw material for obtaining various types of chemical products and synthetic motor fuels.
Відомий спосіб переробки твердого пального, що включає насичення вугілля воднем за високих температур (вище 40022) та тиску 50-300ат з подальшим розділенням на рідкі та тверді напівпродукти. Рідкі продукти надалі піддаються гідрогенизаційному облагородженню з отриманням компонентів високооктанового бензину, дизельного, реактивного та газотурбинного палива, фенолів, азотистих основ та інших продуктів |(Чулков В. В.There is a known method of solid fuel processing, which includes saturation of coal with hydrogen at high temperatures (above 40022) and pressure of 50-300 at, followed by separation into liquid and solid semi-products. Liquid products are further subjected to hydrogenation refinement to obtain components of high-octane gasoline, diesel, jet and gas turbine fuel, phenols, nitrogenous bases and other products (Chulkov V. V.
Моторньсе топлива: ресурсь, качество, заменители. - М., 1998).Motor fuel: resource, quality, substitutes. - M., 1998).
Недоліком цього відомого способу, а також всіх відомих способів отримання моторних палив з вугіль шляхом їх гідрогенізації є необхідність використання значної кількості водню. Об'єм необхідного водню у середньому втричі перевищує об'єм отриманих палив. Цей фактор є стримувальним для широкого розвитку таких виробництв.The disadvantage of this known method, as well as all known methods of obtaining motor fuels from coal by their hydrogenation, is the need to use a significant amount of hydrogen. The volume of the required hydrogen is on average three times greater than the volume of the obtained fuels. This factor is a deterrent for the wide development of such industries.
Відомий спосіб отримання моторних палив з вугілля шляхом отримання з нього синтез-газу (суміші СОН 5) з його подальшою переробкою в моторні палива |Сеттерфилд Ч. Практический курс гетерогенного катализа. - М.:A known method of obtaining motor fuels from coal by obtaining synthesis gas from it (CON 5 mixtures) with its further processing into motor fuels |Setterfield Ch. Practical course of heterogeneous catalysis. - M.:
Мир, 1984. - 362с.|.Mir, 1984. - 362 p.|.
Відповідно до цього способу необхідна для виробництва суміш водню та монооксиду вуглецю отримується у процесі обробки вугілля водяною парою та киснем.According to this method, the mixture of hydrogen and carbon monoxide required for production is obtained in the process of treating coal with water vapor and oxygen.
Відомий також спосіб термічної переробки твердого палива, що включає попереднє змішування подрібненого вугілля із газоподібним окислювачем та подальшу газифікацію шляхом спрямування в зону електричної дуги з таким розрахунком, щоб вектор швидкості цієї суміші мав компоненту, паралельну осі дуги. При цьому середня температура синтез-газу підтримується на рівні 1200-1700 за рахунок регулювання потужності електричної с дуги. В якості окислювача згідно з цим способом використовують водяну пару та кисень у співвідношенні: водяна (У пара 15-4595, а кисень 85-5595 |ЕК2491490). Використання кисню в якості окислювача призводить до баластування синтез-газу вуглекислим газом - продуктом взаємодії вуглецю та кисню, та, крім того, для отримання кисню необхідне спеціальне устаткування. Все це призводить до додаткових затрат енергії, оскільки синтез-газ необхідно очищувати, а отримання та зберігання кисню в необхідному обсязі також є достатньо і енергомістким завданням. «-There is also a known method of thermal processing of solid fuel, which includes preliminary mixing of pulverized coal with a gaseous oxidizer and subsequent gasification by directing an electric arc into the zone with such a calculation that the velocity vector of this mixture has a component parallel to the axis of the arc. At the same time, the average temperature of the synthesis gas is maintained at the level of 1200-1700 by adjusting the power of the electric arc. As an oxidizer according to this method, water vapor and oxygen are used in the ratio: water (U steam 15-4595, and oxygen 85-5595 |EK2491490). The use of oxygen as an oxidizer leads to the ballasting of synthesis gas with carbon dioxide - a product of the interaction of carbon and oxygen, and, in addition, special equipment is needed to obtain oxygen. All this leads to additional energy costs, since synthesis gas must be purified, and obtaining and storing oxygen in the required amount is also a sufficiently energy-intensive task. "-
Підтримання температури виробленого синтез-газу за рахунок регулювання потужності електричної дуги є малоефективним, ненадійним та складним, оскільки тепловиділення в реакторі відбувається як за рахунок с горіння вугілля у кисні, так і за рахунок енергії, що виділяється електричною дугою, а регулюється лише одне (о) джерело тепловиділення - електрична дуга.Maintaining the temperature of the produced synthesis gas by adjusting the power of the electric arc is inefficient, unreliable and difficult, since heat generation in the reactor occurs both due to the burning of coal in oxygen and due to the energy released by the electric arc, and only one is regulated (o ) the source of heat release is an electric arc.
Указані недоліки значно знижують техніко-економічні показники та ускладнюють процес у цілому. -These shortcomings significantly reduce technical and economic indicators and complicate the process as a whole. -
Відомий спосіб переробки вугілля у синтез-газ, що включає підготовку вугілля у вигляді колоїдної дисперсної паливної системи із середнім поверхневим розміром часток дисперсної фази не більше 1 ?т, газифікацію отриманої паливної суміші в одну стадію в реакторі з вертикально розташованими трубами, в які « дю подається згадана паливна суміш, при цьому температуру теплоносія у міжтрубному просторі реактора -о підтримують у діапазоні 400-10002С, а температуру в трубах - в діапазоні 200-800 ІКО2190661). Недоліком с цього способу є низька енергетична ефективність процесу отримання синтез-газу, а саме: :з» - підготовка колоїдної дисперсної паливної системи супроводжується подрібненням не тільки органічної, а й мінеральної чистини вугілля із середнім поверхневим розміром часток дисперсної фази не більше 1 ?т, що значно підвищує енерговитрати на подрібнення вугілля в цілому; -1 що - незалежний нагрів теплоносія, що подається в міжтрубний простір реактора, до 1000 С за наявності гарячого повітря, що охолоджує синтез-газ після трубчатого охолоджувача, призводить до зайвих витрат енергії іс), на нагрів дисперсної паливної системи; з - використання прямотечійного трубчатого охолоджувача для охолодження синтез-газу замість протитечійного також є неефективним. - Рекомендований діапазон температури газифікації 200-80092С не забезпечує ефективного проведення цьогоA known method of processing coal into synthesis gas, which includes the preparation of coal in the form of a colloidal dispersed fuel system with an average surface size of particles of the dispersed phase of no more than 1 ?t, gasification of the obtained fuel mixture in one stage in a reactor with vertically located pipes in which the mentioned fuel mixture is supplied, while the temperature of the coolant in the intertube space of the reactor is maintained in the range of 400-10002C, and the temperature in the pipes is in the range of 200-800 IKO2190661). The disadvantage of this method is the low energy efficiency of the process of obtaining synthesis gas, namely: "z" - the preparation of a colloidal dispersed fuel system is accompanied by the grinding of not only organic, but also mineral pure coal with an average surface size of particles of the dispersed phase no more than 1 ?t, which significantly increases energy costs for grinding coal in general; -1 that - the independent heating of the coolant supplied to the intertube space of the reactor to 1000 C in the presence of hot air that cools the synthesis gas after the tubular cooler leads to excessive energy consumption (i) for heating the dispersed fuel system; c - the use of a direct-flow tubular cooler for cooling synthesis gas instead of a counter-current one is also inefficient. - The recommended gasification temperature range of 200-80092C does not ensure effective implementation of this
Ф процесу в разі використання низькореакційного вугілля, наприклад, антрациту.Ф of the process in the case of using low-reactivity coal, for example, anthracite.
Крім того, не вказано масове співвідношення вугілля та води у колоїдній дисперсній паливній системі, що готується, а це не дозволяє визначити енерговитрати, необхідні для отримання синтез-газу.In addition, the mass ratio of coal and water in the colloidal dispersed fuel system, which is being prepared, is not indicated, and this does not allow to determine the energy costs necessary to obtain synthesis gas.
Відомий плазмотермічний спосіб переробки вугілля в синтез-газ, що включає підготовку, термообробку та газифікацію вугілля за допомогою плазми у плазмореакторі, при цьому процес газифікації здійснюється у три (Ф; стадії, дві з яких відбуваються в трубчастих теплообмінниках, а третю, заключну стадію газифікації проводять ко безпосередньо в об'ємі плазмореактора одночасно з процесом високотемпературного піролізу за наявності реагента. Підготовку вугілля здійснюють шляхом його диспергування в метаноловій воді, в яку додають 60 поверхнево-активні речовини - алкілоаміди, та отриману вугільну суспензію нагрівають в трубах першої стадії газифікації до 200-3002С7 у струмі димових газів, що відходять із газифікувальної колони, які подаються у міжтрубний простір реактора, а перед другою стадією газифікації вугільну суспензію нагрівають до 900-11002С. у струмі синтез-газу, що відводиться з плазмореактора. В якості реагента під час високотемпературного піролізу використовується пара води, яка вприскується в реакційну зону за допомогою плазмових джерел. Отриманий у 65 плазмореакторі синтез-газ охолоджують та очищують від домішок у віддентрово-барботажному апараті за допомогою атмосферного повітря та води, при цьому атмосферне повітря потім використовують разом із частиною синтез-газу в топковому пристрої газифікувальної колони, а воду подають у диспергувальний пристрій для підготовки вугільної суспензії (КО20476501І.A known plasma-thermal method of processing coal into synthesis gas, which includes preparation, heat treatment and gasification of coal with the help of plasma in a plasma reactor, while the gasification process is carried out in three (Ф; stages), two of which take place in tubular heat exchangers, and the third, the final stage of gasification is carried out directly in the volume of the plasma reactor simultaneously with the process of high-temperature pyrolysis in the presence of a reagent. Coal preparation is carried out by dispersing it in methanolic water, to which 60 surfactants - alkyl amides are added, and the resulting coal suspension is heated in the pipes of the first stage of gasification to 200 -3002С7 in the stream of flue gases leaving the gasification column, which are fed into the intertube space of the reactor, and before the second stage of gasification, the coal suspension is heated to 900-11002С in the stream of synthesis gas discharged from the plasma reactor. As a reagent during high-temperature pyrolysis uses water vapor, which is used is forged into the reaction zone using plasma sources. The synthesis gas obtained in the plasma reactor 65 is cooled and cleaned of impurities in the de-bubbling apparatus with the help of atmospheric air and water, while the atmospheric air is then used together with part of the synthesis gas in the combustion device of the gasification column, and the water is fed to the dispersing device for preparation of coal suspension (KO20476501I.
Недоліком цього способу є складність технологічного процесу, що відбувається в три стадії, з попереднім підігрівом водовугільної суспензії до 200-300, паралельним спаленням частини синтез-газу та використанням відведеного з плазмореактора синтез-газу, нагрітого до температур 2200-270020. З метою попереднього нагріву та проведення першої та другої стадій газифікації в температурному діапазоні 900-1100 С достатньо використати тепло, акумульоване в синтез-газі, що відводиться з плазмореактора.The disadvantage of this method is the complexity of the technological process, which takes place in three stages, with preliminary heating of the water-coal suspension to 200-300, parallel burning of part of the synthesis gas and the use of synthesis gas diverted from the plasma reactor, heated to temperatures of 2200-270020. In order to preheat and carry out the first and second stages of gasification in the temperature range of 900-1100 C, it is enough to use the heat accumulated in the synthesis gas, which is removed from the plasma reactor.
У відомому способі також завищено енергозатрати на виробництво синтез-газу, що пов'язане із введенням у 70 плазмореактор парогазовугільної завесі, що складається з окису вуглецю, вуглекислого газу, водню, пари води та чисток вугілля, які не прореагували. У плазмореакторі в якості реагента використовується пара води, що призводить до додаткового баластування газоподібних продуктів газифікації водяною парою та найпростішими вуглеводнями, що утворюються за високих температур 2200-270096.In the known method, energy costs for the production of synthesis gas are also overestimated, which is associated with the introduction of a steam-gas coal curtain into the plasma reactor 70, consisting of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, water vapor and unreacted coal. In a plasma reactor, water vapor is used as a reagent, which leads to additional ballasting of gaseous products of gasification with water vapor and the simplest hydrocarbons formed at high temperatures of 2200-270096.
Рекомендована у цьому способі схема взаємодії плазмених струменів пари зі струменями газифікованої 75 суміші та організація повернення часток органічної частини вугілля, що не прореагували, в реакційну зону до їх повного перетворення на газ, рівною мірою стосуються і твердих часток, що входять до складу мінеральної частини вугілля, які не реагують із паровою фазою та внаслідок чого накопичуються у високотемпературній зоні плазмореактора. Внаслідок високих температур та тривалості перебування у плазмореакторі оксиди металів, що входять до складу мінеральної частини вугілля, розплавляються, уможливлюється їх хімічна взаємодія з вуглецем з утворенням металів, їх карбідів та оксидів вуглецю, на що витрачається значна частина енергії і що, в цілому, знижує калорійність синтез-газу за рахунок насичення його оксидами вуглецю.Recommended in this method, the scheme of interaction of plasma jets of steam with jets of a gasified 75 mixture and the organization of the return of particles of the organic part of coal that have not reacted to the reaction zone before their complete transformation into gas equally apply to solid particles that are part of the mineral part of coal , which do not react with the vapor phase and, as a result, accumulate in the high-temperature zone of the plasma reactor. As a result of high temperatures and duration of stay in the plasma reactor, metal oxides that are part of the mineral part of coal are melted, their chemical interaction with carbon becomes possible with the formation of metals, their carbides and carbon oxides, which consumes a significant part of energy and which, in general, reduces the calorific value of synthesis gas due to its saturation with carbon oxides.
Найбільш близьким до заявленого винаходу є спосіб отримання синтез-газу з водовугільної суспензіїThe closest to the claimed invention is the method of obtaining synthesis gas from hydrocoal suspension
ІКО22333121, що включає підготовку та газифікацію водовугільної суспензії, газифікацію якої здійснюють у дві стадії, першу з яких ведуть у вертикальному протитечійному трубчастому теплообміннику газифікаційної колони, ЄМ а другу стадію в реакторі нагріву надвисокочастотним випроміненням (НВЧ-реакторі). Відповідно до цього (5) способу підготовку водовугільної суспензії здійснюють шляхом диспергування вугілля у водній фазі до розмірів чисток твердої фази 10-ЗОцт з масовою концентрацією органічної частини вугілля у водовугільній суспензії 32-48965. На першій стадії газифікації отриману водовугільну суспензію під тиском 0,5-10МПа спрямовують у теплообмінник газифікаційної колони, де її нагрівають до температури 500-7002С до утворення паровугільної |се) завесі. Далі цю суспензію спрямовують у пароструминний млин для додрібнення часток твердої фази до «- тонкодисперсного стану 1-Зит. Подрібнену до заданої крупності парогазовугільну завісь подають на другу стадію газифікації - у НВЧ-реактор нагрівання надвисокочастотним випромінюванням реактора, де нагрівають до с температури 700-15002С до одержання синтез-газу. Отриманий синтез-газ охолоджують у теплообміннику б газификаційної колони за допомогою водовугільної суспензії, що надходить у теплообмінник, і очищають від 32 баластованих речовин за допомогою води, що використовують для підготовки водовугільної суспензії. -IKO22333121, which includes the preparation and gasification of hydrocoal suspension, the gasification of which is carried out in two stages, the first of which is carried out in a vertical countercurrent tubular heat exchanger of the gasification column, EM, and the second stage in a reactor heated by ultrahigh-frequency radiation (UHF reactor). According to this method (5), the preparation of water-coal suspension is carried out by dispersing coal in the aqueous phase to the size of solid phase nets of 10-30% with a mass concentration of the organic part of coal in the water-coal suspension 32-48965. At the first stage of gasification, the obtained water-coal suspension under a pressure of 0.5-10MPa is directed into the heat exchanger of the gasification column, where it is heated to a temperature of 500-7002C until the formation of a steam-coal curtain. Next, this suspension is sent to a steam jet mill to grind the particles of the solid phase to the "- finely dispersed state 1-Zyt. The steam-gas coal slurry crushed to a given size is fed to the second stage of gasification - to the microwave reactor, heated by ultra-high-frequency radiation of the reactor, where it is heated to a temperature of 700-15002C to obtain synthesis gas. The obtained synthesis gas is cooled in the heat exchanger b of the gasification column with the help of water-coal suspension entering the heat exchanger, and it is cleaned of 32 ballast substances with the help of water used for the preparation of water-coal suspension. -
На відміну від способу, описаного в патенті |(КО21906611Ї, у цьому випадку проведення процесу газифікації здійснюють у двох стадій замість трьох, що дозволяє спростити технологію одержання синтезу-газу. Крім того, процес підготовки водовугільної суспензії здійснюється подрібненням вихідного вугілля шляхом його « диспергування у водяній фазі до розкриття зрослих часток мінеральної та органічної частин вугілля (до З розмірів часток твердої фази 10-30 ?т), що дозволяє уникнути подрібнення найбільш міцної і важко с диспергованої мінеральної частини вугілля до розміру тонкодисперсної фракції менш 1 рт і знизити "з енерговитрати на готування водовугільної суспензії.In contrast to the method described in the patent |(KO21906611Ї, in this case, the gasification process is carried out in two stages instead of three, which allows to simplify the synthesis-gas production technology. In addition, the process of preparing a water-coal suspension is carried out by grinding the source coal by "dispersing it in in the water phase until the coalesced particles of the mineral and organic parts of the coal are opened (up to the size of the particles of the solid phase 10-30 ?t), which makes it possible to avoid grinding the most durable and difficult to disperse mineral part of the coal to the size of the finely dispersed fraction of less than 1 rt and to reduce energy consumption for the preparation of hydrocoal suspension.
При цьому масова концентрація органічної частини вугілля у водовугільній суспензії становить 32-48965, Що забезпечує низькі значення в'язкості водовугільних суспензій навіть за крупності вугільних часток у межах - 15 10-30 ут, У результаті чого підвищується ефективність процесу отримання синтез-газу.At the same time, the mass concentration of the organic part of the coal in the water-coal suspension is 32-48965, which ensures low viscosity values of the water-coal suspensions even with the size of the coal particles in the range - 15 10-30 ut, as a result of which the efficiency of the synthesis gas production process increases.
На першій стадії газифікації отриману водовугільну суспензію під тиском 0,5-10МПа нагрівають у (Се) теплообміннику до температури 500-70092С, за якої утворюється парогазовугільна звісь, що інтенсифікує г) процес газифікації в порівнянні з газифікацією при атмосферному тиску. 50 Використання пароструминного млина не пов'язано із залученням додаткових витрат енергії на подрібнення, - оскільки в ній витрачається енергія, акумульована в перегрітій парогазовугільній суспензії у виглядіAt the first stage of gasification, the obtained water-coal suspension under a pressure of 0.5-10MPa is heated in a (Ce) heat exchanger to a temperature of 500-70092С, at which a steam-gas coal suspension is formed, which intensifies d) the gasification process in comparison with gasification at atmospheric pressure. 50 The use of a steam-jet mill is not associated with the involvement of additional energy costs for grinding, since it consumes the energy accumulated in the superheated steam-gas-coal suspension in the form of
Ф надлишкового тиску (0,5-10МПа) і підвищеної температури 500-7002С. Слід зазначити, що додрібненню піддаються переважно пористі частки коксового залишку органічної частини вугілля, як за рахунок зіткнень, так і за рахунок руйнування пористих часток Через перепад тиску усередині частки і поточним тиском у робочій Камері млина. Частки, що складаються з мінеральних включень вугілля, додрібнюються значно меншою мірою, тому що пористість у них практично відсутня. (Ф) Друга стадія газифікації виробляється у НВЧ-реакторі, в якому під впливом надвисокочастотного ка електромагнітного випромінювання здійснюється пряме нагрівання всієї реагуючої маси парогазовугільної суспензії до температури 700-15002С. У результаті такого впливу, за рахунок поглинання НВЧ-енергії процес бо газифікації парогазовугільної суспензії супроводжується подальшим диспергуванням часток твердого матеріалу, що призводить до інтенсифікації процесу газифікації і більш повного використання вуглецю.F of excess pressure (0.5-10MPa) and elevated temperature of 500-7002С. It should be noted that mainly porous particles of the coke residue of the organic part of the coal undergo grinding, both due to collisions and due to the destruction of porous particles due to the pressure difference inside the particle and the current pressure in the working chamber of the mill. Particles consisting of mineral inclusions of coal are crushed to a much lesser extent, because they have practically no porosity. (F) The second stage of gasification is carried out in a microwave reactor, in which, under the influence of ultra-high-frequency electromagnetic radiation, the entire reacting mass of steam-gas-coal suspension is directly heated to a temperature of 700-15002С. As a result of such influence, due to the absorption of microwave energy, the process of gasification of steam-gas coal suspension is accompanied by further dispersion of particles of solid material, which leads to the intensification of the gasification process and more complete use of carbon.
Недоліком відомого способу - обраного як прототип, є проведення процесу в такому високотемпературному інтервалі, що призводить до збільшення енергетичних витрат, зниження економічної ефективності процесу, до часткового плавлення мінеральної частини вугілля, до виникнення сажі. 65 Іншими недоліками способу є невисока інтенсивність процесу одержання синтез-газу і технічна складність для введення НВЧ-випромінення всередину реактора за допомогою хвилеводів.The disadvantage of the known method - chosen as a prototype - is that the process is carried out in such a high-temperature range, which leads to an increase in energy costs, a decrease in the economic efficiency of the process, to partial melting of the mineral part of the coal, to the appearance of soot. 65 Other disadvantages of the method are the low intensity of the synthesis gas production process and the technical complexity of introducing microwave radiation into the reactor using waveguides.
Завданням винаходу є створення способу переробки вугілля в палива з підвищеною ефективністю процесу одержання синтез-газу із сильнов'язкого водовугільного палива.The task of the invention is to create a method of processing coal into fuel with increased efficiency of the process of obtaining synthesis gas from highly viscous hydrocarbon fuel.
Поставлена мета досягається шляхом створення способу переробки вугілля в палива, що включає стадію підготовки водовугільної суміші та її газифікацію у дві стадії. Першу стадію проводять у вертикальному проточному трубчастому теплообміннику газифікаційної колони, а другу стадію - у реакторі, що нагрівається, з одержанням синтез-газу і твердих відходів. Далі спосіб включає стадію каталітичної переробки синтез-газу в моторні палива. Характерно те, що парогазовугільну суміш у теплообміннику піддають впливу модульованих високочастотних полів у частотному діапазоні від МГц до 5ОМГц за частот модуляції в діапазоні від 1КГЦц до 7/0 200КГЦ. У реакторі парогазовугільну суміш піддають впливу плазми одноелектродних високочастотних розрядів за температури 600-8002С. Отриманий синтез-газ піддають електрохімічному очищенню від сполук сірки та азоту, очищенню від хімічних домішок, компримують і піддають перетворенню на поліфункціональному каталізаторі, що містить оксиди заліза, цинку і молібдену в комбінації з носієм - алюмінієм, його оксидами і фосфатом алюмінію.The goal is achieved by creating a method of processing coal into fuel, which includes the stage of preparing the water-coal mixture and its gasification in two stages. The first stage is carried out in a vertical flow tubular heat exchanger of the gasification column, and the second stage is carried out in a heated reactor, with the production of synthesis gas and solid waste. Further, the method includes the stage of catalytic processing of synthesis gas into motor fuels. It is characteristic that the steam-gas-coal mixture in the heat exchanger is exposed to modulated high-frequency fields in the frequency range from MHz to 5ΩHz at modulation frequencies in the range from 1KHz to 7/0 200KHz. In the reactor, the steam-gas-coal mixture is exposed to the plasma of single-electrode high-frequency discharges at temperatures of 600-8002C. The obtained synthesis gas is subjected to electrochemical purification from sulfur and nitrogen compounds, purification from chemical impurities, compressed and subjected to transformation on a multifunctional catalyst containing oxides of iron, zinc and molybdenum in combination with a carrier - aluminum, its oxides and aluminum phosphate.
Процес газифікації парогазовугільної суміші в реакторі можна проводити за наявності каталізаторів парової конверсії вуглецю, нанесених на теплоізоляційні покриття внутрішніх стінок реактора.The process of gasification of the steam-gas-coal mixture in the reactor can be carried out in the presence of steam carbon conversion catalysts applied to the heat-insulating coatings of the inner walls of the reactor.
Перевагою винаходу є те, що спосіб переробки вугілля в палива відрізняється підвищеною ефективністю процесу одержання синтез-газу із сильнов'язкого водовугільного палива.The advantage of the invention is that the method of processing coal into fuel is distinguished by the increased efficiency of the process of obtaining synthesis gas from highly viscous hydrocarbon fuel.
Винахід представлений більш докладно за допомогою приблизного виконання установки для реалізації способу переробки вугілля в палива. На Фігурі показана схема такої установки.The invention is presented in more detail with the help of an approximate implementation of the installation for implementing a method of processing coal into fuel. The Figure shows a diagram of such an installation.
Установка, показана на Фігурі, є одним із можливих виконань для реалізації способу. На відміну від прототипу парогазовугільну суміш подають насосом 1 у вертикальний протитечійний трубчастий теплообмінник 2 газифікаційної колони З і додатково обробляють високочастотними електромагнітними полями. Подача високочастотної енергії в парогазовугільну суміш здійснюється за допомогою металевих стрижнів 4, повністю сThe installation shown in Figure is one of the possible implementations for implementing the method. Unlike the prototype, the steam-gas-coal mixture is fed by pump 1 into the vertical countercurrent tubular heat exchanger 2 of the gasification column C and is additionally treated with high-frequency electromagnetic fields. Supply of high-frequency energy to the steam-gas-coal mixture is carried out with the help of metal rods 4, completely c
Вкритих діелектричними матеріалами (кераміка, кварц) 5. Ці металеві стрижні 4 безпосередньо підключені до високочастотних генераторів б, що забезпечують у робочому режимі передавання ВЧ-потужності в о парогазовугільну суміш на несучій частоті 1-50МГц і частоті модуляції 1-200КГцЦ. У зазначеному частотному діапазоні відбувається інтенсивне поглинання ВЧ-потужності парогазовугільною сумішшю. Тим самим здійснюється управління процесом газифікації водовугільного палива за рахунок зміни температури процесу й Ге) зо інтенсифікація перемішування оброблюваної суміші модульованими високочастотними електромагнітними хвилями. --Covered with dielectric materials (ceramics, quartz) 5. These metal rods 4 are directly connected to high-frequency generators b, which provide in the operating mode the transmission of high-frequency power in the steam-gas-coal mixture at a carrier frequency of 1-50 MHz and a modulation frequency of 1-200 kHz. In the specified frequency range, there is intensive absorption of HF power by the steam-gas-coal mixture. In this way, the gasification process of hydrocarbon fuel is controlled due to the change in the temperature of the process and the intensification of mixing of the processed mixture by modulated high-frequency electromagnetic waves. --
Другий етап способу пов'язаний з додатковим процесом газифікації парогазовугільної суміші, що подається Га по трубопроводах 7 у реактор 8 і в якій внутрішні стінки покриті спеціальним матеріалом на основі вогнетривкого покриття, що має не тільки малу теплопровідність і теплоємність, але і каталітичні властивості іаThe second stage of the method is associated with an additional process of gasification of the steam-gas coal mixture, which is supplied to the reactor 8 through pipelines 7 and in which the inner walls are covered with a special material based on a refractory coating, which has not only low thermal conductivity and heat capacity, but also catalytic properties and
Зз5 В реакторі парової конверсії вуглецю в синтез-газ. Використання такого матеріалу, що є каталізатором, ї- дозволяє прискорити процес газифікації вуглецю за відносно низьких температур (до 4002С), що, за інших рівних умов, дозволяє в 1,5-2,0 рази збільшити продуктивність установки синтез-газу.Зз5 In the steam conversion reactor of carbon into synthesis gas. The use of such a material, which is a catalyst, allows you to accelerate the process of carbon gasification at relatively low temperatures (up to 4002C), which, other things being equal, allows you to increase the productivity of the synthesis gas installation by 1.5-2.0 times.
Крім того, у реакторі здійснюється додаткова обробка парогазовугільної суміші за допомогою « сильнонерівноважної плазми, створюваної одноелектродними високочастотними розрядами, що безпосередньо генерують з вістревих електродів 9 усередині реактора незалежно від хімічного складу парогазовугільної суміші й с і теплового режиму. ц Подача НВчЧ-енергії на стрижневі вістреві електроди здійснюється за допомогою високочастотних генераторів "» 10. Високочастотні генератори працюють на частоті 1-4ОМГЦц і частоті модуляції 0,5-50ОКГц.In addition, the reactor carries out additional processing of the steam-gas-coal mixture with the help of "highly unbalanced plasma, created by single-electrode high-frequency discharges, which are directly generated from the tip electrodes 9 inside the reactor, regardless of the chemical composition of the steam-gas-coal mixture and the thermal regime. The supply of microwave energy to the rod tip electrodes is carried out with the help of high-frequency generators "» 10. High-frequency generators operate at a frequency of 1-4 ΩHz and a modulation frequency of 0.5-50 OKHz.
При цьому в реакторі парогазовугільна суміш піддається впливу як плазми одноелектродних розрядів, так і високочастотних електромагнітних полів, у результаті чого виникають фулерени, фулеріти, що збільшують вихід - синтез-газу з оброблюваної суміші.At the same time, the steam-gas-coal mixture in the reactor is exposed to both the plasma of single-electrode discharges and high-frequency electromagnetic fields, as a result of which fullerenes and fullerites appear, which increase the yield of synthesis gas from the processed mixture.
Характерними ознаками винаходу є: шо - використання високочастотної енергії на двох стадіях одержання синтез-газу з парогазовугільної суміші; ко - використання сильнонеравноважної плазми одноелектродного високочастотного розряду на другій стадії шу 20 одержання синтез-газу з парогазовугільної суміші; | | й - використання для покриття внутрішніх стінок реактора вогнетривкого матеріалу, що є не тільки стійким до 4) хімічного і механічного впливу парогазовугільної суміші, але має і високі каталітичні властивості в реакції парової конверсії вуглецю; - перетворення синтез-газу на синтетичні моторні палива проводять на поліфункціональному каталізаторі, щоThe characteristic features of the invention are: sho - the use of high-frequency energy in two stages of obtaining synthesis gas from a steam-gas-coal mixture; ko - the use of strongly nonequilibrium plasma of a single-electrode high-frequency discharge at the second stage of shu 20 production of synthesis gas from a steam-gas-coal mixture; | | and - the use of refractory material for covering the inner walls of the reactor, which is not only resistant to 4) chemical and mechanical effects of the steam-gas-coal mixture, but also has high catalytic properties in the steam carbon conversion reaction; - conversion of synthetic gas into synthetic motor fuels is carried out on a multifunctional catalyst, which
Містить оксиди заліза, цинку і молібдену, алюміній, його оксиди і фосфат алюмінію.Contains iron, zinc and molybdenum oxides, aluminum, its oxides and aluminum phosphate.
Реалізація заявленого способу має, у порівнянні з прототипом, низку оригінальних технологічних прийомів і і) конструктивних рішень технологічних операцій, що полягають у такому: ко - всередині реакційної газификаційної колони З здійснюється активація процесу синтез-газу за допомогою модульованих високочастотних полів, що дозволяє знизити температуру процесу до 500-8009С; бо - у реакторі 8 здійснюється вплив на парогазовугільну суміш плазмою одноелектродного високочастотного розряду з подальшим утворенням фулереноподібних сполук, що в цілому підсилює процес газифікації оброблюваної суміші; - внутрішні стінки реактора 8 облицьовуються матеріалом, що має не тільки теплоізоляційні, але і каталітичні властивості що дозволяє підвищити інтенсивність процесу одержання сингез-газу з 65 парогазовугільної суміші і тим самим скоротити час її перебування в реакторі.The implementation of the claimed method has, in comparison with the prototype, a number of original technological techniques and i) constructive solutions of technological operations, consisting of the following: ko - inside the reaction gasification column C, the synthesis gas process is activated with the help of modulated high-frequency fields, which allows to reduce the temperature process up to 500-8009C; because - in reactor 8, the steam-gas-coal mixture is affected by the plasma of a single-electrode high-frequency discharge with the subsequent formation of fullerene-like compounds, which in general strengthens the process of gasification of the treated mixture; - the inner walls of the reactor 8 are lined with a material that has not only heat-insulating properties, but also catalytic properties, which allows to increase the intensity of the process of obtaining syngas from the steam-gas-coal mixture 65 and thereby shorten its stay in the reactor.
Процес газифікації парогазовугольної суміші здійснюється в такий спосіб:The process of gasification of steam-gas-coal mixture is carried out in the following way:
Підготовлену водовугільну суміш з частками з розмірами не більше ЗОцт подають насосом 1 під тиском 0,1-3,0МПа у вертикальний протитечійний трубчастий теплообмінник 2 газифікаційної колони 3. У газифікаційній колоні З водовугільну суміш нагрівають до 200-4002С до утворення парогазовугільної суспензії, що обробляють мМодульованими високочастотними полями. Подача НВЧ-потужності відбувається за допомогою металевих стрижнів 4, вкритих діелектричним матеріалом 5. Металеві стрижні безпосередньо підключені до високочастотних генераторів 6, що працюють на несучій частоті 1-50МГЦ і частоті модуляції 1-200КГц.The prepared water-coal mixture with particles with a size of no more than ZOct is fed by pump 1 under a pressure of 0.1-3.0 MPa into the vertical countercurrent tubular heat exchanger 2 of the gasification column 3. In the gasification column C, the water-coal mixture is heated to 200-4002С until the formation of a steam-gas-coal suspension, which is processed mModulated by high-frequency fields. Microwave power is supplied using metal rods 4 covered with dielectric material 5. The metal rods are directly connected to high-frequency generators 6 operating at a carrier frequency of 1-50MHz and a modulation frequency of 1-200KHz.
Процес газифікації за рахунок поглинання електромагнітної енергії починається в середній частині реактора, а найбільш інтенсивно відбувається у верхній частині реактора за температури 500-70020.The process of gasification due to the absorption of electromagnetic energy begins in the middle part of the reactor, and the most intense occurs in the upper part of the reactor at temperatures of 500-70020.
Частково газифіковану парогазовугільну звісь по трубопроводах 7 подають у реактор 8 через статичний змішувач 11, де під дією високочастотних полів і плазми одноелектродних розрядів парогазовугільна суміш нагрівається до температури 500-8002С. Внутрішні стінки реактора 8 облицьовані теплоізоляційним покриттям, на зовнішню поверхню якого нанесений шар каталізатора парової конверсії вуглецю.The partially gasified steam-gas-coal slurry is fed through pipelines 7 to the reactor 8 through the static mixer 11, where under the action of high-frequency fields and plasma of single-electrode discharges, the steam-gas-coal mixture is heated to a temperature of 500-8002C. The inner walls of the reactor 8 are lined with a heat-insulating coating, on the outer surface of which a layer of the steam carbon conversion catalyst is applied.
Вироблюваний у реакторі 8 синтез-газ разом із баластованими речовинами надходить у міжтрубний простір 75 газифікаційної колони 3, де як охолоджувач використовують водовугільну суміш, що надходить у трубну частину теплообмінника 2. Після проходження теплообмінника синтез-газ подають у пристрій очищення 12, наприклад, відцдентрово-барботажний апарат, в якому за рахунок безпосереднього контакту з охолоджувальною водою синтез-газ охолоджується до температури навколишнього середовища, і з нього видаляють баластовані речовини продуктів газифікації (водяної пари, зольні частки вугілля, сірководень, вуглекислий газ і т. д.).The synthesis gas produced in the reactor 8 together with the ballast substances enters the inter-tube space 75 of the gasification column 3, where the water-coal mixture entering the tubular part of the heat exchanger 2 is used as a coolant. After passing through the heat exchanger, the synthesis gas is fed into the cleaning device 12, for example, centrifugally - a bubbler in which, due to direct contact with cooling water, synthesis gas is cooled to ambient temperature, and ballast substances of gasification products (water vapor, ash particles of coal, hydrogen sulfide, carbon dioxide, etc.) are removed from it.
Очищений синтез-газ стискають компресором і по трубопроводах подають споживачам. Очищену воду подають у трубопровід оборотної води. Зольні відходи газифікації виводять з нижньої частини газифікаційної колони та направляють на утилізацію. Масове співвідношення між водою та органічною частиною твердої фази водовугільної суміші визначають з умови, що вміст води на 10-2095 перевищує кількість води, необхідну за стехіометричним рівнянням реакції газифікації вуглецю водяною парою і залежить від вмісту вуглецю у вугіллі Ге |КО22333121. За масової частки вуглецю у вугіллі, що знаходиться в межах 0,96-0,6 масова концентрація вугілля (5) у водовугільній суміші виявляється рівною «32-48965.Purified synthesis gas is compressed by a compressor and supplied to consumers through pipelines. Purified water is fed into the circulating water pipeline. Gasification ash waste is removed from the lower part of the gasification column and sent for disposal. The mass ratio between water and the organic part of the solid phase of the water-coal mixture is determined from the condition that the water content exceeds the amount of water by 10-2095, which is required according to the stoichiometric equation for the gasification reaction of carbon with water vapor and depends on the carbon content in the coal Ge |KO22333121. For the mass fraction of carbon in coal, which is in the range of 0.96-0.6, the mass concentration of coal (5) in the water-coal mixture turns out to be equal to "32-48965.
Отриманий синтез-газ направляється на електрохімічну і плазмохімічну обробку за температури 60090 с метою максимального очищення від сполук сірки та азоту. Потім синтез-газ охолоджують, очищають від хімічних домішок, компримують і направляють у реактор синтезу вуглеводнів за температури 3002С і тиску ЗМПа. Синтезйї Ф рідких вуглеводнів відбувається за наявності поліфункціонального каталізатора, що містить оксиди заліза, «- цинку і молібдену в комбінації з носієм - алюмінієм, його оксидами і фосфатом алюмінію. Сумарний вихід моторних палив становить 190г/нм3 синтез-газу за конверсії оксидів вуглецю 90965. счThe obtained synthesis gas is sent to electrochemical and plasma chemical treatment at a temperature of 60090 with the aim of maximum purification from sulfur and nitrogen compounds. Then the synthesis gas is cooled, cleaned of chemical impurities, compressed and sent to the hydrocarbon synthesis reactor at a temperature of 3002C and a pressure of ZMPa. Synthesis Ф of liquid hydrocarbons takes place in the presence of a multifunctional catalyst containing oxides of iron, zinc and molybdenum in combination with a carrier - aluminum, its oxides and aluminum phosphate. The total yield of motor fuels is 190 g/nm3 of synthesis gas with the conversion of carbon oxides 90965.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG109247A BG109247A (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Method for the conversion of coal into fuels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA79216C2 true UA79216C2 (en) | 2007-05-25 |
Family
ID=35614578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200600581A UA79216C2 (en) | 2005-07-29 | 2006-02-09 | Method for preparation of motor fuel from coal |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1996679A1 (en) |
| BG (1) | BG109247A (en) |
| EA (1) | EA008269B1 (en) |
| UA (1) | UA79216C2 (en) |
| WO (1) | WO2007012151A1 (en) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2423079B (en) * | 2005-06-29 | 2008-11-12 | Tetronics Ltd | Waste treatment process and apparatus |
| UA78474C2 (en) * | 2006-08-17 | 2007-03-15 | Private Entpr Radical Plus | Method for intensification of solid fuel burning |
| US8177867B2 (en) | 2008-06-30 | 2012-05-15 | Nano Dispersions Technology Inc. | Nano-dispersions of coal in water as the basis of fuel related technologies and methods of making same |
| US20130074396A1 (en) | 2008-06-30 | 2013-03-28 | Gustavo A. Núñez | Nano-dispersions of carbonaceous material in water as the basis of fuel related technologies and methods of making same |
| CN101671576B (en) * | 2009-09-22 | 2013-04-24 | 武汉凯迪控股投资有限公司 | Auxiliary gasification technique using synthesis gas to burnback and equipment thereof |
| CN101671578B (en) * | 2009-09-22 | 2012-11-21 | 武汉凯迪控股投资有限公司 | Combustible material plasma high-temperature gasification technique and equipment thereof |
| GB2478797B (en) | 2010-03-19 | 2015-11-04 | Advanced Plasma Power Ltd | Waste treatment |
| US8667914B2 (en) | 2010-05-07 | 2014-03-11 | Advanced Plasma Power Limited | Waste treatment |
| WO2015151028A1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-10-08 | Ugra S.R.L. | Apparatus and method for the processing of waste material |
| RU2688614C1 (en) * | 2018-08-24 | 2019-05-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Synthetic gas production method |
| CN112745961B (en) * | 2019-10-31 | 2021-08-06 | 中国石油化工股份有限公司 | Vertical microwave heating biomass gasification reactor |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435374A (en) * | 1981-07-09 | 1984-03-06 | Helm Jr John L | Method of producing carbon monoxide and hydrogen by gasification of solid carbonaceous material involving microwave irradiation |
| RU2047650C1 (en) * | 1993-09-28 | 1995-11-10 | Акционерное общество "Трансрегион" | Plasmothermic method of coal processing to the gas-synthesis |
| US6533945B2 (en) * | 2000-04-28 | 2003-03-18 | Texaco Inc. | Fischer-Tropsch wastewater utilization |
| US7622693B2 (en) * | 2001-07-16 | 2009-11-24 | Foret Plasma Labs, Llc | Plasma whirl reactor apparatus and methods of use |
| WO2003087274A1 (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-23 | Gtl Energy | Method of forming a feed for coal gasification |
| WO2004044492A1 (en) * | 2002-11-14 | 2004-05-27 | David Systems Technology, S.L. | Method and device for integrated plasma-melt treatment of wastes |
| RU2233312C1 (en) * | 2002-12-16 | 2004-07-27 | Государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение "Гидротрубопровод" | Method of production of synthesis gas from water-and-carbon suspension |
| NZ523665A (en) * | 2003-01-15 | 2004-02-27 | Rajeev Prasad Gupta | Use of microwave energy for the combustion of organic material |
| ITVI20030030A1 (en) * | 2003-02-13 | 2004-08-14 | Xarox Group Ltd | PROCEDURE AND PLANT FOR THE CONVERSION OF WASTE |
-
2005
- 2005-07-29 BG BG109247A patent/BG109247A/en unknown
-
2006
- 2006-01-17 EP EP06705065A patent/EP1996679A1/en not_active Withdrawn
- 2006-01-17 WO PCT/BG2006/000004 patent/WO2007012151A1/en not_active Ceased
- 2006-02-09 UA UAA200600581A patent/UA79216C2/en unknown
- 2006-03-16 EA EA200600431A patent/EA008269B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG109247A (en) | 2005-11-30 |
| EA008269B1 (en) | 2007-04-27 |
| EA200600431A1 (en) | 2007-02-27 |
| WO2007012151A1 (en) | 2007-02-01 |
| EP1996679A1 (en) | 2008-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2012280631B2 (en) | Method for the parallel production of hydrogen and carbon-containing products | |
| CA2840297C (en) | Method and plant for generating synthesis gas | |
| RU2516533C2 (en) | Method and device for obtaining synthesis-gas with low content of resins from biomass | |
| RU2604624C2 (en) | Method and device for gasification of biomass by recycling carbon dioxide without oxygen | |
| US20140239232A1 (en) | Apparatus and method for hydrocarbon pyrolysis | |
| EA029710B1 (en) | DOMAIN FURNACE AND METHOD OF WORK OF THE DOMAIN FURNACE | |
| US10927007B2 (en) | Method and plant for the production of synthesis gas | |
| US20090077887A1 (en) | Method and apparatus for treating a syngas | |
| RU2459860C2 (en) | Method for obtaining fuels from waste | |
| UA79216C2 (en) | Method for preparation of motor fuel from coal | |
| RU2233312C1 (en) | Method of production of synthesis gas from water-and-carbon suspension | |
| US8974555B2 (en) | Method and apparatus for treating a syngas | |
| RU2597612C2 (en) | Method and device for producing coke during indirectly heated gasification | |
| Wu et al. | Biochar-enhanced induced heating promotes efficient hydrogen production from plastic | |
| RU2503709C1 (en) | Processing method of oil and/or oil residues | |
| BG109245A (en) | Method for the processing of organic wastes into fuels | |
| CN105502372A (en) | Expanded graphite low-cost production method | |
| CN102888249A (en) | Coal gasification method | |
| RU2504443C1 (en) | Method of plasma-catalytic processing of solid domestic wastes | |
| Savage et al. | Process for the concurrent production of hydrogen, carbon monoxide and low-volatile, low-sulfur char by flash carbonization of coal | |
| WO2025047529A1 (en) | Pyrolysis-type processing system and pyrolysis-type processing method | |
| JPS5936191A (en) | Method for treating carbonaceous material | |
| KR20000017431A (en) | Process and apparatus for producing fuel gas | |
| NZ625675B2 (en) | Process and system for generating synthesis gas | |
| NZ625687B2 (en) | Process and system for conversion of carbon dioxide to carbon monoxide |