ТЕХНОЛОГІЯ БЕЗПЛАМЕННОЇ ГАЗИФІКАЦІЇ ДЛЯ ПЕРЕРОБКИ ВУГІЛЛЯ (ТЕРМОЛІЗ))
Короткий вступ в технологію беспламенного газифікації (метод термолиза)КОМПЛЕКС БЕЗПЛАМЕННОЇ ГАЗИФІКАЦІЇ
Основні блоки обладнання термолиза1 - 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)
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
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.
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 |
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 |
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