На головну

Переробки горючих сланців

  1. Вантажопереробки на складі
  2. ДЖЕРЕЛА, КЛАСИФІКАЦІЯ І МЕТОДИ ПЕРЕРОБКИ ТВЕРДИХ ВІДХОДІВ
  3. Коротка історія нафтопереробки
  4. Лінії переробки покришок при високих температурах
  5. Методи переробки відходів
  6. Механізми переробки уявлень в уявні образи
  7. Деякі властивості органічних горючих речовин
 продукти термообробки  Кількість продуктів, що утворилися, кг  Вміст урану в продуктах  Вихід урану,%
 кг %
 вихідний сланець  800,0  0,20  0,025  100,0
 Шлаки  514,0  0,18  0,035  90,0
 Пил в циклоні  0,6  0,00  0,000 -
 втрати -  0,02 -  10,0
 всього - - -  100,0

Таблиця 4.14.

Порівняльна оцінка різних способів отримання водню з сировинним і енергетичним витратним показниками *)

 Найменування процесу  вихідна сировина  початкове паливо  Витрата електроенергії в% від сумарної витрати енергетичних засобів  Сумарна витрата енергетичних засобів * *)  Енергетичний ККД процесу
 Електроліз води (нормвльное тиск)  вода  електроенергія  100,0  23,0  17,0
 Електроліз води (тиск 10 атм)  вода  електроенергія  100,0  18,0  23,0
 Парокіслородной газифікація бурого вугілля в киплячому шарі  Буре вугілля, пар (Н2О), кисень  Буре вугілля  12,0  15,0  27,0
 Парокіслородной газифікація мазуту (нормальний тиск)  Мазут, пар, кисень  мазут  15,0  13,0  31,0
 Парокіслородной газифікація мазуту (тиск 20 атм)  Мазут, пар, кисень  мазут  12,0  12,0  35,0
 Металлопаровая конверсія природного газу в рухомому шарі контакту (нормальний тиск)  Природний газ  Природний газ  13,0  11,0  37,0
 Парокіслородной газифікація коксу (нормальний тиск)  Кокс, пар, кисень  Кокс  16,0  11,0  38,0
 Парокіслородной конверсія природного газу в киплячому шарі каталізатора  Природний газ, пара, кисень  Природний газ  11,0  10,0  42,0
 Парова конверсія природного газу в трубчастих печах (нормальний тиск)  Природний газ, пар  Природний газ  10,0  9,0  44,0
 Термічний розклад метану в апаратах періодичної дії (нормальний тиск)  Природний газ  Природний газ  15,0  7,0  56,0
 Циклічний процес розкладання води з циркулюючими ртуттю і НВr (процес Марк-1), використання тепла атомного реактора  вода  уран  5,0  7,0  58,0
 Парокіслородной конверсія природного газу в киплячому шарі каталізатора з циркулюючим теплоносієм  Природний газ, кисень  Природний газ  10,0  7,0  61,0
 Парова конверсія природного газу в трубчастих печах (тиск 20 атм)  Природний газ  Природний газ  9,0  7,0  62,0
 Плазмова пароводяна газифікація бурого вугілля  Водяна пара і вугілля  Вугілля і електроенергія  51,0  8,0  64,0
 Плазмова парокіслородной газифікація бурого вугілля  Водяна пара, кисень, вугілля  Вугілля і електроенергія  32,0  7,0  73,0

* Витрати сировини і основних енергетичних засобів (т. У. Т) в розрахунку на 1 т Н2 (Чистота 98%, тиск 60 атм).

 * * Паливо плюс паливний еквівалент сировини, який відповідає сучасним енергетичним нормам.

Газифікація вуглець сировини в плазмі може також розглядатися як один із способів отримання водню. Ще в кінці 70-х рр. XX ст. був виконаний порівняльний розрахунок 15 способів отримання водню, який показав перевагу плазмового способу по сировинним і енергетичним витратним показниками. Дані цих розрахунків представлені в табл. 4.14.

Наочним прикладом плазмової газифікації вуглецевмісних сполук є промислова установка гнучкого типу для переробки відходів містять вуглець в синтез-газ з використанням плазми. Схема цієї установки представлена ??на рис. 4.9. Установка призначена для виробництва водню способом плазмохимической переробки органічних відходів широкого вуглеводневої діапазону продуктивністю до 700 т / рік по сировині.

Мал. 4.9. Схема отримання синтез-газу з вуглеводневої

сировини плазмовим способом:

1 - джерело; 2 - пароперегреватель; 2 '- запасний пароперегреватель; 3 - плазмотрон; 3'запасний плазмотрон; 4 - камера змішування; 5 - форкамера; 6 - реактор; 7 - труба Вентурі; 8 - сепаратор

Принцип дії плазмового модуля полягає в наступному. Генерується в пароводяному плазмотроне 3, потужністю 500 кВт кожен, високотемпературний потік частково іонізованого водяної пари зі среднемассовой температурою 3200 К і витратою 108 кг / год надходить в камеру змішання 4, в яку також надходить потік газоподібних вуглеводневих відходів з витратою 60,3 кг / год через систему отворів тангенциально до плазмового потоку. Після попереднього перемішування в камері змішання 4, перемішування реагентів триває в форкамері 5 з одночасним протіканням ендотермічної реакції конверсії. Завершується процес конверсії в що має футеровку плазмохімічному реакторі 6 з температурою стінок близько 1700 К.

Реакційний потік з плазмохимического реактора 6 надходить в водоохолоджуваний канал форкамери і трубу Вентурі 7, де відбувається його інтенсивне охолодження за рахунок випаровування і нагрівання води, яка подається через форсунку. Для запобігання крапельного виносу з труби Вентурі в плазмовому модулі встановлено охолоджувач-сепаратор 8 і система вентилів, що дозволяють в період розігріву футеровки реактора і при відхиленнях від рекомендованих параметрів процесу направляти гази на свічку.

Регулювання температури газів на виході з плазмового модуля в межах 400-450оЗ здійснюється за рахунок зміни витрати води в форсунку труби Вентурі 7. Реакторна частина плазмового модуля закінчується запірною арматурою.

Основний апарат плазмового модуля - плазмохімічний реактор має висоту близько 2 м, діаметр близько 1,3 м. Габарити плазмотрона: довжина 0,8-1,0 м, діаметр 0,6-0,7 м і ККД 0,75-0, 8. Енерговитрати на виробництво синтез-газу з урахуванням всіх тепловтрат становлять 4,03 кВт. ч / кг або 1,875 кВт. ч / м3. Ступінь конверсії вуглеводневих відходів - понад 99%.

Газодисперсного потік реакційної суміші, що надходить на постплазменную стадію (конверсія, очищення та розподіл) характеризується наступними параметрами:

- Витрата потоку 293 кг / год (424 м3/ Ч);

- Температура потоку 700 К (427оС);

- Тиск 0,1 МПа;

- Зміст високодисперсною сажі 8 г / м3

- Склад газової фази потоку Н2 37,8 ± 2; СО 18,1 ± 1;

реакційної суміші (мол.%): СН4 0,4 ± 0,2; З2Н2 0,3 ± 0,2

Н2Про 42,4 ± 4; Зконд. 1,0 ± 0,5.

Необхідну співвідношення Н2: СО може регулюватися зміною робочих параметрів плазмотрона, а також зміною співвідношення плазмообразующего газу (водяної пари) і вихідної сировини (вуглеводневих відходів).

Постплазменная стадія складається з конверсії СО, уловлювання технічного вуглецю (сажі) та очищення водню від домішок. Конверсію СО в СО2, Що супроводжується отриманням додаткової кількості водню, а також уловлювання сажі проводиться традиційними способами. Очищення водню виробляється металогідридним способом вилучення водню з водородсодержащего потоку. Цей спосіб забезпечує отримання водню надвисокої чистоти. Він заснований на здатності деяких металів і сплавів утворювати при адсорбції водню гідриди, які легко розкладаються при певних умовах, виділяючи водень. Металогідридний спосіб вилучення і очищення водню відрізняється порівняльною простотою, безпекою та незначними енерговитратами.

Плазмова установка гнучкого типу не тільки дозволяє знешкоджувати органічні відходи широкого діапазону, а й виробляє водень необхідної чистоти для потреб регіональної промисловості.

У ряді країн (Швеція, США, ПАР та ін.) Ще на початку 80-х рр. минулого століття вже були реалізовані проекти з виробництва конвертованого газу плазмовим способом. Так в ПАР побудований завод з отримання губчастого заліза (250-300 тис. Т / рік), на якому використаний плазмовий реактор потужністю 40 МВт для виробництва синтез-газу з відведених доменних газів і газів, одержуваних при переробці вугілля. Застосування плазмової технології при виплавці сталі скорочує споживання коксу в розрахунку на 1 т заліза з 500 до 50 кг в результаті заміни значної частини коксу дешевим вугіллям.

На звичайних установках відновної металургії синтез-газ отримують парової конверсією природного газу; застосування плазми знижує його витрату на 50%, усуває необхідність в сіркоочистки і скорочує пускозупинному операції.

Розроблено плазмовий генератор, придатний для конверсії різної сировини (вугілля, мазуту, напівкоксу, біомаси) в синтез-газ необхідного складу (від 43 до 62% СО і від 55 до 35% Н2 при вмісті СО2 не більше 3%). Вугілля газифіковане в плазмовому реакторі при температурі +1400оЗ, синтез-газ проходить через колону, заповнену гарячим коксом для регулювання змісту в газі СО2 і води. Споживання енергії плазмовим генератором при отриманні газу з високим вмістом СО не перевищує 7-10% від загального енергоспоживання в процесі. Можна отримати також синтез-газ з підвищеною концентрацією водню (до 30-40%), але процес буде економічний тільки при дуже дешевої електроенергії.

При плазмової газифікації вугілля під час відсутності кисню серед кінцевих продуктів не утворюються такі шкідливі для навколишнього середовища викиди, як оксиди азоту і сірки, поліциклічні і ароматичні вуглеводні, діоксин. Твердий залишок газифікації виводиться з реактора у вигляді розплавленого шлаку. Шлаки гранулюється при швидкому охолодженні водою з отриманням склоподібного продукту, що містить в пов'язаному вигляді солі важких металів: нікелю, ванадію, хрому, кобальту, заліза. Ці солі НЕ вилуговуються водою, тому шлакові викиди не викликають забруднення ґрунтових вод.

Розроблено процес отримання паливного газу з вугілля, торфу та різних органічних відходів (в тому числі з автопокришок). Вартість такого палива порівнянна з вартістю продукції, що імпортується в США нафти.

 




До плазмохімічним процесам | Речовин в плазмі | углеродсодержащими СИРОВИНИ | вуглецевмісних сполук | І рідкого вуглець сировини | вуглецевмісних сполук | Плазмохимическое отримання ацетилену з вугілля | природної сировини | Бурого вугілля і пального сланцю Джамского прояви | Характеристика горючого сланцю Джамского прояви |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати