低溫碳化
低溫碳化最初是為了為住宅和街道照明提供城鎮氣體的開發,並為家庭和工業供暖製造無煙燃料。副產物的焦油在經濟上很重要,通常是化學工業的必不可少的原料,或者被精製成汽油,加熱油和潤滑劑[19]。低溫碳化已經發展,並在工業化的歐洲國家中廣泛使用,但最終在1945年後被廢棄為石油和天然氣廣泛可用。這些早期過程使用固定和移動床技術,以批處理或連續模式運行,由直接或間接加熱的垂直或水平反駁組成[1]。在1970年代,石油危機後,對低溫碳化的興趣複活了。然而,現在使用的大多數技術都不同,主要包括使用流化的或夾帶的流動毒液。一些低溫的碳化技術是FMC可樂,男女同校,美國鋼可樂,西方熱解,Lurgi-Ruhrgas,Coalite,Coalite,
滑水岩和家庭火過程[2,35]。此外,諸如液體 - 毛細血管(LFC)過程和先進的煤炭轉化過程(ACCP)之類的技術是商業/近商用技術的示例,以升級低級煤[36-38]。
低溫碳化的首選煤通常是木質礦物質,亞比堡煤或高度揮發性的瀝青煤,當在1100至1300°F的溫度下燃料時,產生的含有多孔性的焦炭通常不低於其含量。父煤[19]。這些反應性炭被輕鬆點燃,並用作無煙燃料或加油過程的原料,與煤混合以製作可樂飼料,或用作用作發電廠燃料[19,22,37,38]。在低溫碳化過程中產生的焦油與高溫碳化的焦油大不相同。高溫碳化傾向於主要產生芳族化合物,而在低溫碳化過程中產生的化合物主要是脂肪族化合物,因此焦油副產物的最終用途應用不同。在低溫碳化過程中,氣體產量和成分也有所不同,氣體產量約為高溫碳化過程中產生的氣體的25%,但氣體含有更多的甲烷和較少的氫,使其具有更高的供暖值[22]。
無煙燃料商業流程
低溫碳化的主要應用是使無煙燃料用於房屋和小型工業鍋爐,這些地區的人口密度高並且依賴煤作為一種燃料,尤其是煤炭含量高的煤炭。在大不列顛尤其如此,該地區對煙霧控製的地區進行了調節,幾家商業植物正在生產無煙燃料,用於開放火災,房間加熱器,多火爐,炊具和獨立鍋爐[39]。這些燃料的銷售方式是諸如Coalite,Sunbrite,Phurnacite,Taybrite和Home Fire等名稱。
英國使用的兩個過程的示例是煤礦和家庭火過程。煤礦工藝使用移動的,垂直返回的技術,是使用間接加熱的連續過程[1]。煤礦工廠位於德比郡的Bolsover,並於1937年開始運營。在煤礦工藝中,深縫的英國瀝青煤在幾支電池中碳碳碳碳碳碳中碳,每個電池都由40個金屬反反片機組成,在溫度下以20行組裝為20行,〜1200°F [40]。每個反駁的煤炭電荷(約660磅)保持在反駁中4小時,此後,一隻公羊將煤礦推入冷卻器。通常,1噸的煤層混合物將生產1100至1870磅的無煙煤或半oke,5300至6350標準立方英尺(SCF)的氣體,18至20加侖的煤油,3至5加侖的輕油,和45至48加侖的水。將氣體回收用於現場用來加熱電池,產生蒸汽和一般的加熱。油被蒸餾以產生瀝青(用於鍋爐燃料),重油(生產克裏奧索特和消毒劑),以及中和輕油(生產酚,脆性和木糖醇)。酒中含有溶解的化學物質 - 主要是氨,一氫和二氫苯酚 - 通過提取和分餾,產生了各種化學物質,包括兒茶酚,溶質醇和甲基溶質醇。Coalite是英國無煙燃料的主要製造商。家庭火過程使用瀝青煤和流化床技術的混合物。在考文垂附近的家庭消防廠,將煤炭粉碎至1/4英寸。顆粒在800°F下在流化的床反應堆中幹燥並脫光下20分鍾[22,35]。熱char被擠入六角形煤板中,冷卻和淬火。
低級煤炭升級
美國能源部(DOE)通過其清潔煤技術(CCT)計劃(在第7章,未來發電)中詳細討論了兩個計劃,其中使用低溫熱解/熱升級升級了低級煤技術作為過程的一部分。美國西部低級煤,主要是亞洲木材和褐煤,硫的含量通常很低,這使得它們(特別是亞洲底煤)有吸引力,因為發電廠燃料代替了高硫的美國煤;但是,低級煤的缺點是高水分含量和低加熱價值。因此,已經開發並成功證明了兩個新的過程 - 庫爾 - 核過程中的液體和羅斯布德Syncoal合作夥伴的先進煤炭轉換過程,並已準備好進行商業化。
LFC技術使用溫和的熱解或輕度氣化過程來生產低硫,高加熱的價值燃料和煤炭衍生的液體[3638,41]。在此過程中,經曆了一些煤幹的煤炭被送入一個焦化儀,該煤層在1000°F附近操作,以去除剩餘的水分並釋放揮發性氣體。固體燃料(PROCESS來源的燃料(PDF))用作鍋爐燃料。熱解氣流通過旋風發送以去除夾帶的顆粒,然後冷卻以將所需的碳氫化合物(CDL)凝結,並停止任何次要反應。在5年的示威活動中,CDL在七個工業燃料使用者和1台鋼鐵廠的爆炸爐中使用;然而,進行了有關升級CDL的研究,以產生旋轉酸,石油煉油廠原料,用於生產運輸燃料,氧化液體和螺距。該過程已在懷俄明州吉列(Gillette)的Buckskin Mine(Triton Coal Company)附近的一家工廠中證明了大約5年。該過程被認為是商業化的,並且正在美國(在阿拉斯加的粉末河盆地,阿拉斯加的Beluga田,以及北達科他州和德克薩斯州的褐煤領域)以及國外(中國,印度尼西亞和俄羅斯)[37,41),42];五項詳細的商業可行性研究已經完成[42]。
通過三菱重工業的參與,設計了一家大型商業廠,以利用15,000公噸的煤炭飼料。該工廠位於懷俄明州吉列附近,已獲得工業選址許可證和空氣質量建設許可,但由於缺乏資金而被擱置[42]。
ACCP工藝是一種先進的熱轉化過程,再加上物理清潔技術,以升級高型,低級煤,以生產高質量的低硫燃料。在此過程中,煤進送到振動流化的床反應器中,以去除表麵水分。然後,它流到第二個振動反應器中,將煤加熱至600°F,以去除化學結合的水,羧基,揮發性硫化合物和少量焦油。在此過程中,揮發物未收集,而是用於過程加熱器中。該技術從1993年到2001年(比計劃的5年期更長),該技術位於位於Western Energy Company在蒙大拿州Colstrip附近的Western Energy Company的單位火車裝載設施附近的45份/小時/小時的設施中處理了280萬噸的原煤。生產了近190萬噸的合成噸,並運送到包括水泥和石灰窯和公用事業鍋爐在內的各種客戶,該產品在鑄造廠中被用作betonite添加劑。在ACCP設施中測試了三種不同的原料(兩名北達科他州木礦和一個亞競爭煤),並在位於北達科他州的公用工具鍋爐和位於蒙大拿州的三個公用工具鍋爐中發射了產品[43]。該技術正在全球銷售和推廣,並為明尼科塔的Milton R. Young Power Station積極追求一個項目,該項目已從北達科他州的一個生產的Syncoal射擊。但是,由於缺乏股權投資者,該項目被暫停。
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