ТЕХНОЛОГІЯ БЕЗПЛАМЕННОЇ ГАЗИФІКАЦІЇ ДЛЯ ПЕРЕРОБКИ ВУГІЛЛЯ (ТЕРМОЛІЗ))

Короткий вступ в технологію беспламенного газифікації (метод термолиза)

КОМПЛЕКС БЕЗПЛАМЕННОЇ ГАЗИФІКАЦІЇ

Основні блоки обладнання термолиза

1 - сировина, 2 – підготовка та завантаження, 3 - первинна сушка, 4 - додаткова сушка, 5 - реактори термолиза (основні), 6 - отримання та очищення газу, 7 - очищений синтез-газ, 8 - очищення води, 9 - сховище газу, 10 - реактори другого рівня, 11 - інертні матеріали

БЛОК ПІДГОТОВКИ СИРОВИНИ

(по опцІЇ)

для відбору мінеральної складової і вологи з сировини, зменшення вмісту в сировині сірки і подрібнення сировини до необхідних по технологічному процесу розмірів (не більше 150 мм по найбільшій стороні)

БЛОК ВИПУСКУ ХІМІЧНОЇ ПРОДУКЦІЇ АБО ПАЛИВА

(по опцІЇ)

для виробництва з синтез-газу цілого ряду хімічної продукції або автомобільного палива відповідно до технічного завдання замовника

БЛОК ГЕНЕРАЦІЇ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ

(по опцІЇ)

для виробництва електричної та теплової енергії з синтез-газу і коксу, що виробляються з сировини за технологією їх безполуменевої газифікації відповідно до технічного завдання замовника

БЛОК З ВІДБОРУ МЕТАЛІВ РІЗНИХ ГРУП

(по опцІЇ)

ОПИС ПРОЦЕСУ (термоліз)

Виробничий процес переробки органічної сировини у вигляді вугілля, торфу або горючих сланців (далі сировину) за технологією термоліза виглядає по схемі наступним чином.

Сировину, що поступає для переробки (при необхідності проходить стадію збагачення і подрібнення на блоці підготовки сировини), складується. Зі складу сировина формується в завантажувальні партії, а потім подається по шнекам з завантажувального бункера в установку газифікації. Сировина, що надходить (за рахунок прямого і непрямого їх нагрівання за допомогою виробленого синтез-газу) підвищується в своїй температурі, відбувається додаткове випаровування залишків води і відокремлюється кисень.

Висушена сировина через апарати з шнеків надходить в багатокаскадний реактор термоліза для безполуменевої своєї газифікації при температурі від 400 ° С до 950 ° С. Кожен реактор термоліза складається з двох камер газифікації. В ході реакції безполуменевої газифікації утворюється синтез-газ, який далі надходить у відділення збагачення газу і там же відбувається його очищення від шкідливих домішок і побічних продуктів. Полукоксування і фумігація сировини відбувається в обох камерах газифікації при різних температурах. Нагрівання, необхідне для процесу коксування, здійснюється за допомогою грілок на зовнішньому кожусі реактора термоліза.

Контроль роботи реакторів газифікації і гарантія їх безпечної експлуатації реалізовані за допомогою ряду вимірювальних зондів і системи безпеки, сконцентрованої в єдину диспетчерську систему. Газопровідна система захищена від надлишкового тиску наявністю належної кількості контрольно-вимірювальних мембран. У разі підвищення внутрішнього тиску або в разі аварійної ситуації, утворюваний газ відводиться до факела. Додатково є система забезпечення водою і водяною парою для моментальної зупинки реакції газифікації.

До реакторів газифікації приєднується каскад з двох послідовних агрегатів коксування. У них відбувається подальше термічне розкладання сировини разом з первинним коксівним матеріалом для виділення синтез-газу. Як і реактор термоліза, агрегати коксування забезпечені нагрівальним кожухом для прямого нагріву. Одержуваний в результаті твердий залишок у вигляді коксу, який після відповідного охолодження за допомогою пари і води передаються в закриті ємності. У відділенні збагачення синтез-газ проходить систему скруберів, відокремлювачів, ємностей і насосів. До кожного реактору підключений скруббер (установка абсорбційної очистки газу). Після них газові потоки обох ліній з'єднуються і прямують через каскади абсорбційної очистки, які абсорбують, при своїй циркуляції, конденсат з коксівного газу, одночасно охолоджуючи його.

При технології термолізу органічні речовини розпадаються на коротко ланцюгові вуглеводні, а окис металів, як і окис інших неорганічних речовин (наприклад, з'єднання окису сірки), редукуються.

При очищенні синтез-газу досягається повна конденсація аліфатичних і ароматичних речовин. Вміст шкідливих домішок (наприклад, HCL) скорочується за рахунок нейтралізації вапняної водою, з дотриманням запропонованих вимог.

Переробка сировини за технологією безполум'яної газифікації термоліз

Масловмісне робоче середовище і вода відокремлюються за допомогою масляних сепараторів. Стічна вода додатково очищається активованим вугіллям і біологічним очищенням стічних вод установкою термолиза. Після цього стічні води можуть виводитися в систему відводу стічних вод промислових і виробничих зон.

Повітря, яке відходить, процесу термолізу потрапляє в біологічну очистку повітря, що відходить. Для усунення емісії запахів газів, що відходять, супутніх очищенню стічної води і багатоступінчатому сушінню сировини, вони відводяться з робочих зон по системі трубопроводів з інтегрованими біологічними прокладками.

Технологічний газовий потік, після проходження всіх процесів очищення, потрапляє в сховище газу. Сховище газу служить для прийому і буферизації синтез-газу, отриманого в процесі термоліза, для забезпечення харчування реакторів і агрегатів коксування, а також призначається для відводу газу споживачеві, за допомогою компресорної станції. За допомогою зворотного змішання виробленого газу, його якість з реакторних ліній зрівнюється.

Одержуваний синтез-газ йде на прохання замовника із застосуванням додаткового обладнання по опції або на генерацію енергетичних ресурсів, або на виробництво різноманітної хімічної продукції.

Захисна система складається з факела, який служить, в разі аварійної ситуації, надійним відведенням синтез-газу з коксуючої установки або зі сховища газу. Сполучні трубопроводи оснащені арматурою, яка при відключенні енергозабезпечення автономно відкривається. З'єднання реакторів газифікації з факелом оснащені запобіжними мембранами для недопущення аварійного підйому тиску.

Для харчування установок використовується стічна вода з систем водопідготовки, яка потім повертається назад. Органічні залишки періодично вилучаються і завантажуються на установку термолиза. Система циркуляції води для очищення технологічного газу містить охолоджуючі установки, які в контурі циркуляційного водопостачання з'єднані з теплоносієм, що працюють на повітрі навколишнього середовища.

СТАДІЇ ПЕРЕРОБКИ ВУГЛІВ І ПАЛЬНИХ СЛАНЦІВ ЗА ТЕХНОЛОГІЇ БЕЗПЛАМЕННОЇ ГАЗИФІКАЦІЇ (ТЕРМОЛІЗА)

Стадія переробки сировини

Блок безполуменевої газифікації лінія 1 і лінія 2
Сировина яка пройшла стадію сортування та подрібнення до необхідних параметрів, надходить з промислового майданчика на блок безполуменевої газифікації для вироблення синтез-газу.

Подача підготовленої сировини в блок газифікації
Відсортовані та підготовлені відходи зі складу на промисловому майданчику формуються в завантажувальні партії і подаються в блок безполуменевої газифікації.

Головний реактор і реактор другого рівня

блок сепарації
У приєднаному до реакторів безполуменевої газифікації блоці сепарації вироблений синтез-газ проходить очищення від дрібних мінеральних часток і пилу

блок безпеки
Контроль роботи реакторів термолиза і гарантія їх безпечної експлуатації реалізовані за допомогою ряду вимірювальних зондів і системи безпеки, сконцентрованої в єдину диспетчерську систему

Стадія очищення синтез-газу

1 ступінь очищення синтез-газу
У відділенні збагачення вироблений синтез-газ проходить систему скруберів, відокремлювачів, ємностей і насосів. До кожного реактору підключений скруббер (установка абсорбційної очистки газу).

2 ступінь очищення синтез-газу
На другому ступені очищення синтез-газу відбувається первинне зменшення вмісту в ньому шкідливих домішок (наприклад, HCL) за рахунок нейтралізації вапняної водою, з дотриманням запропонованих вимог.

3 ступінь очищення синтез-газу
На третьому ступені відбувається остаточне очищення синтез-газу від шкідливих домішок.

4 ступінь очищення синтез-газу
На четвертій ступені очищення синтез-газу досягається повна конденсація аліфатичних і ароматичних речовин. Під час останнього циклу шкідливі речовини і легкі частинки виводяться, в пов'язаному з робочим середовищем, стані.

Стадія очищення води та повітря, що відходить

Сепаратор рідкої фракції, очищення води
Масловмісне робоче середовище і вода після реакторів безполуменевої газифікації відокремлюються за допомогою масляних сепараторів.

Очищення води
У блоці водоочищення присутня в технологічному процесі стічна вода після реакторів термолиза додатково очищається активованим вугіллям і біологічної обробкою стічних вод. Після цього стічні води можуть бути відведені в систему відводу стічних вод промислових зон.

Очищення води, повітряний стриппер
Блок повітряного стриппера використовується для біологічної очистки повітря, що відходить при проведенні процесу термолізу, а також для усунення емісії запаху, супутнього очищення стічних вод.

Порівняння характеристик технологій переробки горючих сланців

Таблиця 1

	Найменування технології
	FUSHUN	Кивитер	Галотер (Enefit140, Petroter)	PETROSIX	THERMOTEC
Країна	Китай	Естонія	Естонія	Бразилія	Німеччина
Компанія	різні	EESTI ENERGIA, VКG	EESTI ENERGIA, VКG		THERMOTEC POWER
Тип реторти	вертикальна	вертикальна	горизонтальна	вертикальна	наклонна
Обсяг переробки сланцю, тон/день	100	1 000	3 000	6 200 и 1 600	блок один 520
Розмір фракції, мм	10 - 75	25 - 125	0 - 25	6 - 50	0 - 125
Вихід смоли по Фішеру-Тропшу, %	65	75 - 80	73 - 78	85 - 90	--
Зміст вуглецю в золі, %	Н.Д.	8,0	1,5	Н.Д.	0,01
Зміст вологи в золі, %	Н.Д.	30,0	15,0	Н.Д.	1,0 - 3,0

Порівняння показників по впровадженню різних технологій переробки горючих сланців

Таблиця 2

	Найменування технології
	FUSHUN	Кивитер	Галотер (Enefit140, Petroter)	PETROSIX	THERMOTEC
Країна	Китай	Естонія	Естонія	Бразилія	Німеччина
Компанія	різні	EESTI ENERGIA, VКG	EESTI ENERGIA, VКG		THERMOTEC POWER
Тип реторти	вертикальна	вертикальна	горизонтальна	вертикальна	наклонна
Обсяг переробки сланцю, тон/день	100	1 000	3 000	6 200 и 1 600	блок один 520
Розмір фракції, мм	10 - 75	25 - 125	0 - 25	6 - 50	0 - 125
Вихід смоли по Фішеру-Тропшу, %	65	75 - 80	73 - 78	85 - 90	--
Зміст вуглецю в золі, %	Н.Д.	8,0	1,5	Н.Д.	0,01
Зміст вологи в золі, %	Н.Д.	30,0	15,0	Н.Д.	1,0 - 3,0

при ККД енергетичної установки 0,40 і переробці естонських сланців