8. Summary
Technology for indirect coal liquefaction using oxygen-blown
gasification and liquid-phase synthesis is
commercially ready, with several commercial projects in
the planning stages worldwide. The energy conversion efficiency
of ICL process designs described in detail in this
paper are 58 % for methanol (lower heating value basis)
and 55 % for dimethyl ether when the only product of
the facility is a liquid fuel. In these designs, synthesis gas
that is unconverted after passing through the synthesis reactor
is recycled back to the reactor to increase conversion.
A water gas shift reactor is used upstream of the
synthesis reactor to increase the H2/CO ratio of the syngas
to optimize the CO conversion rate in the synthesis reactor.
In ICL configurations using ‘‘once-through’’ synthesis,
co-product electricity is generated from the unconverted
synthesis gas after a single pass through the reactor. Electricity
is a major co-product in these designs.
Because in all designs some CO2 must be removed (together
with all H2S) from the syngas before the synthesis
reactor, a relatively pure stream of CO2 is available at
these ICL facilities. This CO2 could be vented to the atmosphere.
Alternatively, it could be captured (alone or together
with the H2S) and compressed to a suitable
pressure (150 bar) for pipeline transport to an underground
storage site. A small efficiency penalty would be
paid for this capture and compression. For example, the
efficiencies noted in the previous paragraph for recycle
ICL configurations would be reduced by about two percentage
points.
With capital cost estimates based on manufacturing,
construction, and operation of the ICL facilities in the
United States, the estimated cost of methanol production
(recycle configuration, with CO2 vented) is $ 8.6/GJLHV
($ 0.16/l or $ 172/t). Considering methanol as an automotive
fuel, for which the engine efficiency advantage
over a conventional gasoline engine is an estimated 15 %,
this production cost is equivalent to $ 0.24/l gasolineequivalent.
For comparison, $ 0.24/l was the refiner
wholesale price of motor gasoline in the United States in
April 2003 (when the world crude oil price was about $
23/bbl.)
For ‘‘once-through’’ process configurations, the methanol
production cost depends on the revenue generated by
sale of the co-product electricity. For the once-through
configurations in this analysis with venting of CO2, the
cost of methanol is less than the cost at a recycle-based
facility when the electricity sale price is less than $
0.045/kWh. The co-produced electricity would have no
sulfur or particulate emissions associated with it, and from
this perspective should be of higher value than electricity
generated by an IGCC system, the cleanest commerciallyavailable
coal-electric technology. The estimated cost for
IGCC electricity (using cost assumptions consistent with
those used for the ICL analysis) is $ 0.043/kWh.
When CO2 is captured for underground storage, the cost
of methanol increases (compared to the least costly case
with CO2 venting) by 3-13 % in the recycle cases and by
8-31 % in the once-through cases (with co-product electricity
sold for $ 0.043/kWh).
For DME production based on US conditions, the least
costly DME (when CO2 is vented) is produced in a oncethrough
design ($ 8.7/GJLHV or $ 250/t). For the recycle
case, the cost is $ 9.5/GJLHV ($ 271/t). DME is less costly
with a once-through configuration than with a recycle
configuration as long as the electricity sale price is below
$ 0.04/kWh. When CO2 is captured and stored, the calculated
costs of DME increase by 10-20 % with the recycle
designs compared to the least costly DME
production with CO2 vented. For the once-through design
with CO2 captured separately from H2S, the DME cost is
15 % higher than for the least costly DME with CO2
vented. Remarkably, in the case when CO2 and H2S are
captured and piped together for underground storage, there
is a cost reduction relative to the least costly DME with
CO2 vented. This result stems from the considerably simplified
sulfur capture system (including elimination of the
Claus and SCOT units) when H2S does not need to be
captured separately from CO2.
Considering DME as a domestic cooking fuel, cost
comparisons with LPG are appropriate. The LPG-equivalent
costs for DME estimated in this paper range from $
399/t to $ 437/t when CO2 is vented and from $ 380/t to
$ 478/t when CO2 is captured and stored. The typical exrefinery
wholesale price of LPG at Chinese refineries in
April 2003 averaged $ 383/t. For further comparison, the
health damage costs because of smoke from cooking with
solid fuels in rural Chinese homes is estimated to be $
470 to $ 2900 per t of LPG-equivalent cooking fuel (e.g.,
DME) that would be needed if all cooking energy needs
of rural residents using solid fuels were to be met by DME
or LPG.
Considering DME as compression-ignition engine automotive
fuel, for which the engine efficiency advantage
over a conventional gasoline engine is an estimated
18.5 %, the DME production cost is $ 0.23- 0.26/l gasoline-equivalent
in cases when CO2 is vented and $ 0.22-
0.28/l gasoline-equivalent when CO2 is captured and
stored. This suggests that DME vehicles could be competitive
replacements for gasoline engine vehicles with
only modest world oil prices ($ 23/bbl or more), even
with carbon capture.
The cost comparisons made for ICL-based methanol
and DME in this paper would be more favorable if Chinese
manufacturing, engineering, construction, and operation
were used in developing the cost estimates. Various
sources indicate capital costs for Chinese manufacturing
and construction will be 60 % to 75 % of those estimated
for US conditions.
Because of the high carbon content of coal per unit of
energy, transportation fuels produced by ICL will lead to
increased carbon emissions to the atmosphere compared
to the use of petroleum-derived fuels if carbon capture
and storage are not included as part of the ICL plant design.
For example, with no CO2 storage, the carbon
emissions charged to methanol with recycle-based production
would be 154 % of petroleum-gasoline emissions,
even after considering the efficiency benefits ofmethanol engines. With once-through methanol production,
the carbon penalty is half of the penalty in the RC
case or less.
When CO2 capture/storage is introduced, carbon
emissions will be less than carbon emissions from petroleum
fuels and stand-alone electricity plants in most
cases. For example, emissions charged to methanol are
75-81 % of petroleum emissions for RC-based methanol
production and 56-72 % for OT-based production
8 . เทคโนโลยีการแปรรูปถ่านหินเพื่อสรุป
ทางอ้อมโดยใช้ออกซิเจนและของเหลวเป็นก๊าซสังเคราะห์เป่า
ในเชิงพาณิชย์พร้อม กับโครงการเชิงพาณิชย์หลาย
ขั้นตอนการวางแผนทั่วโลก ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของกระบวนการออกแบบ
สารอธิบายในรายละเอียดในกระดาษนี้
เป็น 58% เมทานอล ( ต่ำกว่าค่าความร้อนพื้นฐาน )
55 % สำหรับอีเทอร์เมื่อเพียงผลิตภัณฑ์
สถานที่ที่เป็นเชื้อเพลิงเหลว ในการออกแบบเหล่านี้ แก๊สสังเคราะห์
ที่เผล่ หลังจากผ่านการสังเคราะห์ปฏิกรณ์
รีไซเคิลกลับเครื่องปฏิกรณ์เพื่อเพิ่มการแปลง
กะน้ำแก๊สถังที่ใช้ส่งของ
การสังเคราะห์ปฏิกรณ์เพิ่ม H2 / อัตราส่วนของแก๊ส CO CO
เพื่อเพิ่มอัตราการแปลงในการสังเคราะห์
เครื่องปฏิกรณ์ในการตั้งค่าการใช้สาร ' ' ' 'once-through การสังเคราะห์
ไฟฟ้าผลิตภัณฑ์ Co ถูกสร้างขึ้นจากการสังเคราะห์เผล่
หลังเดียวผ่านทางเครื่องปฏิกรณ์ ไฟฟ้า
เป็นผลิตภัณฑ์ Co หลักในการออกแบบเหล่านี้ .
เพราะในการออกแบบทั้งหมด บางรุ่นต้องออก ( กัน
กับ h2s ) จากแก๊สก่อนการสังเคราะห์
ปฏิกรณ์กระแสค่อนข้างบริสุทธิ์ของ CO2 สามารถใช้ได้ที่
เครื่องสารเหล่านี้ รุ่นนี้อาจจะระบายสู่บรรยากาศ
หรือมันอาจจะถูกจับ ( คนเดียวหรือร่วมกัน
กับ h2s ) และการอัดความดันที่เหมาะสม
( 150 บาร์ ) สำหรับท่อขนส่งไปยังเว็บไซต์
กระเป๋าใต้ดิน การลงโทษประสิทธิภาพขนาดเล็กจะ
จ่ายจับนี้และการบีบอัด . ตัวอย่างเช่น มีกล่าวไว้ในย่อหน้าก่อนหน้านี้
สำหรับรีไซเคิลระบบ ICL จะลดลงประมาณร้อยละ
สองจุด กับทุนประมาณการบนพื้นฐานของการผลิต , การก่อสร้างและการดำเนินงานของ
,
ICL สิ่งอำนวยความสะดวกในสหรัฐอเมริกา , ค่าใช้จ่ายของ
การผลิตเมทานอล ( รีไซเคิล การระบายกับ CO2 ) คือ $ 8.6 / gjlhv
( $ หรือ $ 172 / 0.16/l t ) พิจารณาเมทานอลเป็นเชื้อเพลิงยานยนต์
ซึ่งประสิทธิภาพ เครื่องยนต์ ประโยชน์กว่าเครื่องยนต์เบนซินปกติคือประมาณ 15 %
ต้นทุนการผลิตนี้จะเทียบเท่ากับ $ 0.24/l gasolineequivalent .
สำหรับการเปรียบเทียบ , $ 0.24/l เป็น Refiner
ราคาส่งของเครื่องยนต์เบนซินในสหรัฐอเมริกา
เมษายน 2546 ( เมื่อราคาน้ำมันดิบโลกประมาณ $
23 / BBL )
' 'once-through ' ' กระบวนการการกำหนดค่าสาร
ต้นทุนการผลิตขึ้นอยู่กับรายได้ที่สร้างขึ้นโดย
ขาย Co ผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า เพราะเมื่อผ่านการกําหนดค่าในการวิเคราะห์ด้วย
ระบาย CO2 , ราคาเมทานอลน้อยกว่าต้นทุนที่รีไซเคิลจากโรงงาน
เมื่อกระแสไฟฟ้าขายราคาน้อยกว่า $
0.045/kwh . ร่วมผลิตไฟฟ้าจะไม่มี
ซัลเฟอร์ หรือการปล่อยอนุภาคที่เกี่ยวข้อง และจาก
มุมมองนี้ควรจะมีค่าสูงกว่าไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยระบบ igcc
,
commerciallyavailable ถ่านหินสะอาดไฟฟ้าเทคโนโลยี ค่าใช้จ่ายสำหรับ
igcc ไฟฟ้า ( ใช้สมมติฐานที่สอดคล้องกับต้นทุนที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์สาร
) $ 0.043 / kWh
เมื่อ CO2 ถูกจับสำหรับเก็บใต้ดิน ต้นทุนเพิ่มขึ้นของเมทานอล (
อย่างน้อยราคาแพงเมื่อเทียบกับกรณีด้วยการระบาย CO2 ) โดย 3-13 % ในรีไซเคิลกรณีและโดย
8-31 % ในเมื่อผ่านกรณี (
ไฟฟ้าผลิตภัณฑ์ Co ขายสำหรับ $ 0.043 / kWh ) .
สำหรับการผลิต DME ขึ้นอยู่กับเราเงื่อนไขอย่างน้อย
แพง DME ( เมื่อ CO2 จะระบาย ) ผลิตในการออกแบบ oncethrough
( $ 8.7/gjlhv หรือ $ 250 / T ) สำหรับการรีไซเคิล
กรณี , ค่าใช้จ่ายเป็น $ 9.5/gjlhv ( $ 271 / T ) จ่ายเป็นค่าใช้จ่ายน้อยกว่า
ด้วยเมื่อผ่านค่ามากกว่า ด้วยการรีไซเคิล
ตราบใดที่ไฟฟ้าราคา ขายอยู่ด้านล่าง
$ 0.04/kwh . เมื่อ CO2 ถูกจับและจัดเก็บค่า
ค่าใช้จ่ายของ DME เพิ่มขึ้น 10-20% กับไซ
การออกแบบเมื่อเทียบกับการผลิต DME
อย่างน้อยราคาแพงกับ CO2 ระบาย . เพราะเมื่อผ่านการออกแบบ
กับ CO2 ถูกจับแยกจาก h2s ต้นทุน DME คือ
15% สูงกว่าที่จ่ายอย่างน้อยราคาแพงกับ CO2
ระบาย . อย่างน่าทึ่ง , กรณีมี CO2 และ h2s
จับท่อและร่วมกันเก็บใต้ดิน มี
คือการลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับอย่างน้อยราคาแพง DME กับ
CO2 ระบาย . ผลที่ได้นี้มาจากมากง่าย
กำมะถันจับระบบ ( รวมทั้งขจัด
ครอสและหริภุญชัยหน่วย ) เมื่อ h2s ไม่ต้อง
จับแยกจาก CO2
พิจารณาจ่ายเป็นเชื้อเพลิงทำอาหารในประเทศ ต้นทุน
เปรียบเทียบกับ LPG จะเหมาะสม LPG ค่า DME เทียบเท่า
ประมาณในช่วงบทความนี้จาก $
/ T $ 399 437 / T เมื่อ CO2 จะระบายและจาก $ 380 / t
$ 478 / T เมื่อ CO2 ถูกจับและเก็บไว้ โดยทั่วไป exrefinery
ขายส่งราคา LPG ณโรงกลั่นจีนใน
เมษายน 2546 เฉลี่ย $ 383 / ต.สำหรับการเปรียบเทียบต่อไป
ความเสียหายค่าใช้จ่ายด้านสุขภาพ เพราะควันจากการทำอาหารด้วย
เชื้อเพลิงที่เป็นของแข็งในบ้านชนบทจีนคาดว่าจะ $
470 $ 2900 ต่อ T เชื้อเพลิง LPG เทียบเท่าอาหาร ( เช่น
DME ) ซึ่งจะเป็นที่ต้องการ ถ้าอาหาร ความต้องการพลังงานของผู้อยู่อาศัยในชนบท
ใช้เชื้อเพลิงแข็งคือ เป็น พบโดย DME
หรือ LPG . พิจารณาการบีบอัดในการจุดระเบิดเครื่องยนต์
DME เป็นเชื้อเพลิงซึ่งประสิทธิภาพเครื่องยนต์ประโยชน์
กว่าเครื่องยนต์เบนซินปกติคือประมาณ
18.5 เปอร์เซ็นต์ จ่ายต้นทุนการผลิตคือ $ 0.23 - 0.26/l น้ำมันเท่าเทียมกัน
ในกรณีที่ CO2 จะระบายและ $ 0.22 -
0.28/l น้ำมันเท่าเทียมกันเมื่อ CO2 จะจับและ
เก็บไว้ นี้แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้แทนยานพาหนะ DME แข่งขันสำหรับเครื่องยนต์เบนซิน รถยนต์
เพียงเจียมเนื้อเจียมตัว ราคาน้ำมันตลาดโลก ( $ 23 / 1 หรือมากกว่า ) แม้
คาร์บอนจับ
ราคาเปรียบเทียบสำหรับสารเมทานอลและตาม
DME ในนี้กระดาษจะเป็นมงคลยิ่ง ถ้าจีน
การผลิต วิศวกรรม ก่อสร้าง และการดำเนินการ
ถูกใช้ในการพัฒนาต้นทุนประมาณการ แหล่งต่าง ๆเพื่อแสดงต้นทุนการผลิต
จีนและการก่อสร้างจะเป็น 60 % ถึง 75% ของประมาณการสำหรับเรา
เงื่อนไข โดยปริมาณคาร์บอนจากถ่านหินต่อหน่วย
พลังงาน ขนส่ง เชื้อเพลิงที่ผลิตโดย ICL จะนำไปสู่
เพิ่มการปล่อยก๊าซคาร์บอนสู่ชั้นบรรยากาศเทียบ
การใช้ปิโตรเลียมและเชื้อเพลิง ถ้า
จับคาร์บอนและกระเป๋าไม่ได้ รวมเป็นส่วนหนึ่งของ ICL การออกแบบโรงงาน .
ตัวอย่างเช่น ไม่มี CO2 กระเป๋า ,การปล่อยก๊าซคาร์บอนของเมทานอลด้วย
ใช้รีไซเคิลผลิตเป็น 154 % ของการปล่อยน้ำมันปิโตรเลียม
หลังจากพิจารณาประโยชน์ประสิทธิภาพ ofmethanol เครื่องยนต์ เมื่อผ่านการผลิตเมทานอล
คาร์บอนโทษครึ่งหนึ่งของค่าปรับใน RC
กรณี หรือน้อยกว่า เมื่อกระเป๋าจับ / CO2 จะแนะนำ , การปล่อยก๊าซคาร์บอน
จะน้อยกว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนจากปิโตรเลียม
เชื้อเพลิงและพืชไฟฟ้าเดี่ยวในกรณีส่วนใหญ่
ตัวอย่างเช่น การเรียกเก็บเมทานอลเป็น
75-81 % ของการปล่อยก๊าซปิโตรเลียมการผลิตเมทานอลและ RC
% การผลิต OT ตามตาม 56-72
การแปล กรุณารอสักครู่..
