The most promising technology for large scale applications of
gasification in fuel and chemicals production from biomass or other
carbonic feedstock is entrained flow gasification. One purpose of this
study is to evaluate available commercial solutions for gasifier
capacities of about 1 GWth input. At first the currently offered SFG-
1200 gasifier from Siemens Fuel Gasification Technology GmbH [18]
will be assessed. Afterwards this technology will be compared to
gasifiers from Shell, General Electric and ConocoPhilips [5–9,19]. All
these suppliers already have commercial applications with gasifier
capacities of 500 MWth coal input.
Fig. 3 illustrates a pressurized entrained flow gasifier. The upper
part contains the actual gasification zone where the thermo-chemical
decomposition takes place. The lower part shows the quench zone
where the product gas as well as the slag is cooled down after leaving
the reaction zone. The gasification zone is surrounded by a cooling
screen whose spiral shaped pipes are flown through by cooling water.
Once the gasifier is in operation, the pipes of the cooling screen will be
covered with a slag film that is built up by molten ash of the slurry
feed. As shown in Fig. 4, the slag covering the pipes is solid. The liquid
slag only comes into contact with the solid slag which reduces the
corrosion stress for the cooling pipes. This particular design of the
cooling screen allows long interruption-free operating cycles. Compared
to conventional refractory walls, the cooling screen with a slag
cover is more tolerant against varying feedstock, ash compositions
and temperature differences.
The gasification agents used to convert the slurry feed are oxygen
or a combination of oxygen and steam. High operating pressure levels
between 40 and 80 bar are advantageous for succeeding conversion
steps downstream of the gasifier since potential recompression of the
product gas is redundant. The gasification reactions take place at
temperature levels around 1200 °C. This temperature ensures the
melting of the minerals, prohibits the formation of tar and allows
carbon conversion rates of over 99%. The product gas of entrained flow
gasifiers consists mainly of CO, H2 as well as CO2 and H2O. CH4 and the
total amount of higher hydro carbons in the product gas are far below
1%. Typical impurities that occur are hydrogen sulfide (H2S), carbonyl
sulfide (COS), hydrochloric acid (HCl), ammonia (NH3) as well as
hydrogen cyanide (HCN). These have to be removed from the product
gas flow to avoid poisoning of highly selective synthesis catalysts. The
slag that slides down the inner reactor wall drops out of the reaction
zone and solidifies in the quench zone. The solid slag is collected and
continuously discharged at the bottom of the pressure vessel.
Depending on the composition of the granulated slag, it can be used
as a construction material or even as a fertilizer [21]. Inside the
quench zone, the product gas is cooled down by injecting water to a temperature between 220 and 250 °C depending on the operating
pressure. Quenching the product gas offers two advantages. At first,
the product gas is cleaned from impurities, such as ash, salt or soot
particles. Second, due to the additional flow from the evaporated
quench water, the product gas is saturated and no further steam has to
be generated for an optionally following water–gas-shift reaction to adjust the ratio of H2 to CO. On the other hand, the extensive cooling
of the product gas brings drawbacks for the thermal efficiency of the
process with it. The optimum quench design allows sufficient cleaning
effects by the injected quench water and simultaneously keeps the
amount of quench water at a minimum level, so that the heat recovery
equipment can be designed as small as possible.
เทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ของ
ก๊าซในน้ำมันเชื้อเพลิงและสารเคมีที่ผลิตจากชีวมวลหรืออื่น ๆ ที่
วัตถุดิบคาร์บอเป็นฟองก๊าซไหล วัตถุประสงค์หนึ่งของ
การศึกษาคือการประเมินการแก้ปัญหาในเชิงพาณิชย์สามารถใช้ได้สำหรับการผลิตก๊าซ
ความจุประมาณ 1 อินพุต GWth ตอนแรกที่นำเสนอในขณะนี้ SFG-
1200 gasifier ซีเมนส์จากเชื้อเพลิงก๊าซ Technology GmbH [18]
จะได้รับการประเมิน หลังจากนั้นเทคโนโลยีนี้จะถูกเมื่อเทียบกับการ
ผลิตก๊าซจาก Shell, General Electric และ ConocoPhilips [5-9,19] ทุก
ซัพพลายเออร์เหล่านี้อยู่แล้วมีการใช้งานในเชิงพาณิชย์ด้วย gasifier
ขีดความสามารถของการป้อนถ่านหิน 500 MWth.
รูป 3 แสดงให้เห็นถึงแรงดันแก๊สไหลฟอง บน
ส่วนหนึ่งมีโซนเป็นก๊าซที่เกิดขึ้นจริงที่เทอร์โมเคมี
สลายตัวจะเกิดขึ้น ส่วนล่างแสดงให้เห็นโซนดับ
ที่ผลิตภัณฑ์ก๊าซเช่นเดียวกับตะกรันจะเย็นลงหลังจากที่ออกจาก
โซนปฏิกิริยา โซนก๊าซล้อมรอบด้วยการระบายความร้อน
หน้าจอที่มีเกลียวรูปท่อบินผ่านโดยน้ำหล่อเย็น.
เมื่อ gasifier คือในการดำเนินงานท่อของหน้าจอการระบายความร้อนจะถูก
ปกคลุมด้วยฟิล์มตะกรันที่สร้างขึ้นมาจากเถ้าหลอมเหลวของสารละลาย
อาหาร ดังแสดงในรูป 4 ตะกรันครอบคลุมท่อเป็นของแข็ง ของเหลว
ตะกรันเพียงเข้ามาติดต่อกับตะกรันแข็งซึ่งจะช่วยลด
ความเครียดกัดกร่อนท่อระบายความร้อน นี้ออกแบบโดยเฉพาะของ
หน้าจอการระบายความร้อนช่วยให้การหยุดชะงักยาวฟรีวัฏจักรการทํางาน เมื่อเทียบ
กับผนังทนไฟธรรมดาที่หน้าจอการระบายความร้อนด้วยตะกรัน
ปกใจกว้างมากขึ้นกับวัตถุดิบที่แตกต่างกัน, องค์ประกอบเถ้า
และแตกต่างของอุณหภูมิ.
ตัวแทนก๊าซที่ใช้ในการแปลงฟีดสารละลายที่มีออกซิเจน
หรือการรวมกันของออกซิเจนและอบไอน้ำ ระดับความดันการดำเนินงานสูง
ระหว่าง 40 และ 80 บาร์เป็นประโยชน์สำหรับการประสบความสำเร็จในการแปลง
ขั้นตอนล่อง gasifier ตั้งแต่ recompression ศักยภาพของ
ผลิตภัณฑ์ก๊าซซ้ำซ้อน ปฏิกิริยาก๊าซเกิดขึ้นที่
ระดับอุณหภูมิ 1200 ° C อุณหภูมิซึ่งจะทำให้
การละลายของแร่ธาตุห้ามการก่อตัวของน้ำมันดินและช่วยให้
อัตราการแปลงคาร์บอนกว่า 99% ก๊าซผลิตภัณฑ์ของการไหลของฟอง
ผลิตก๊าซส่วนใหญ่ประกอบด้วย CO, H2 เช่นเดียวกับ CO2 และ H2O CH4 และ
จำนวนของสูงก๊อบปี้พลังน้ำในผลิตภัณฑ์ก๊าซจะต่ำกว่า
1% สิ่งสกปรกทั่วไปที่เกิดขึ้นไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S), คาร์บอนิล
ซัลไฟด์ (COS), กรดไฮโดรคลอ (HCl) แอมโมเนีย (NH3) เช่นเดียวกับ
ไฮโดรเจนไซยาไนด์ (HCN) เหล่านี้ได้ถูกลบออกจากผลิตภัณฑ์
การไหลของก๊าซที่จะหลีกเลี่ยงการเป็นพิษของตัวเร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์หัวกะทิ
ตะกรันที่สไลด์ลงบนผนังของเครื่องปฏิกรณ์ภายในหยดออกมาจากปฏิกิริยา
โซนและแข็งตัวในเขตดับ ตะกรันแข็งจะถูกรวบรวมและ
อย่างต่อเนื่องปล่อยออกมาที่ด้านล่างของภาชนะรับความดันได้.
ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของตะกรันทรายก็สามารถนำมาใช้
เป็นวัสดุก่อสร้างหรือแม้กระทั่งเป็นปุ๋ย [21] ภายใน
โซนดับก๊าซผลิตภัณฑ์จะเย็นลงโดยการฉีดน้ำที่อุณหภูมิระหว่าง 220 และ 250 องศาเซลเซียสขึ้นอยู่กับการดำเนินงาน
ความดัน ดับผลิตภัณฑ์ก๊าซมีสองข้อได้เปรียบ ตอนแรก
ก๊าซผลิตภัณฑ์ที่มีการทำความสะอาดจากสิ่งสกปรกเช่นเถ้าเขม่าเกลือหรือ
อนุภาค ประการที่สองเนื่องจากอัตราการไหลเพิ่มขึ้นจากการระเหย
น้ำดับก๊าซสินค้าที่มีการอิ่มตัวและไม่มีการอบไอน้ำต่อไปได้ที่จะ
ถูกสร้างขึ้นสำหรับปฏิกิริยาน้ำก๊าซกะเลือกต่อไปนี้เพื่อปรับอัตราส่วนของ H2 เพื่อร่วมได้. บนมืออื่น ๆ , ระบายความร้อนที่กว้างขวาง
ของก๊าซสินค้านำข้อบกพร่องสำหรับประสิทธิภาพเชิงความร้อนของ
กระบวนการที่มีมัน การออกแบบดับที่เหมาะสมจะช่วยให้การทำความสะอาดเพียงพอ
ผลกระทบจากน้ำดับฉีดและในขณะเดียวกันช่วยให้
ปริมาณน้ำดับที่ระดับต่ำสุดเพื่อให้กู้คืนความร้อน
อุปกรณ์สามารถออกแบบเป็นขนาดเล็กที่สุด
การแปล กรุณารอสักครู่..
