석탄 가스화

가스화 동안 석탄은 산소와 증기(수증기)로 물기를 불어 넣고 가열(경우에 따라 가압)됩니다. 석탄이 외부 열원에 의해 가열되면 공정을”등온”이라고 부르며,”자체 열”공정은 가스화 기 자체 내부에서 발생하는 외온 화학 반응을 통해 석탄의 가열을 가정합니다. 공급된 산화제가 연료의 완전한 산화(연소)를 위해 불충분하다는 것이 필수적이다. 언급 된 반응 동안,산소와 물 분자는 석탄을 산화시키고 이산화탄소(이산화탄소),일산화탄소(공동),수증기(물)및 분자 수소(물)의 기체 혼합물을 생성한다. (타르,페놀 등과 같은 일부 부산물 또한 활용되는 특정 가스화 기술에 따라 최종 제품이 가능합니다.)이 과정은 천연 석탄층(지하 석탄 가스화라고 함)과 석탄 정제소에서 현장에서 수행되었습니다. 원하는 최종 생성물은 일반적으로 합성가스(즉,물+공동의 조합)이지만,생산된 석탄 가스는 또한 추가 수량의 물을 생산하기 위해 추가로 정제될 수 있다.,천연 가스,가솔린 및 디젤 연료에 존재하는 탄화수소),석탄 가스는이 상태에서 수집되어 피셔-트 롭쉬 원자로로 연결됩니다. 그러나,수소가 원하는 최종 생성물인 경우,석탄 가스(주로 공동 생성물)는 수증기와의 추가 반응에 의해 더 많은 수소가 생성되는 물 가스 이동 반응을 겪는다:

공동+물 이산화탄소+물

석탄 가스화를위한 다른 기술이 현재 존재하지만,모두 일반적으로 동일한 화학 공정을 사용한다. 저급 석탄(즉,,”갈색 석탄”)상당한 양의 물을 함유하고 있으며,석탄(탄소)과 산소가 유일한 반응 물인 반응 중에 증기가 필요하지 않은 기술이 있습니다. 또한 일부 석탄 가스화 기술은 높은 압력을 필요로하지 않습니다. 일부는 분쇄 된 석탄을 연료로 사용하는 반면 다른 일부는 상대적으로 많은 양의 석탄을 사용합니다. 가스화 기술은 또한 송풍기가 공급되는 방식에 따라 다릅니다.

“직접 송풍”은 반응기 채널의 반대편에서 석탄과 산화제가 서로 공급되는 것을 가정한다. 이 경우 산화제는 코크스 및(더 가능성이 높은)재를 통과하여 석탄과 상호 작용하는 반응 영역으로 이동합니다. 그런 다음 생성 된 뜨거운 가스는 신선한 연료를 통과하고 타르 및 페놀과 같은 연료의 열 파괴 제품을 흡수하면서 가열합니다. 따라서 가스는 피셔-트 롭쉬 반응에 사용되기 전에 상당한 정제가 필요합니다. 정제의 제품은 매우 독성이 그들의 활용을위한 특별한 시설이 필요합니다. 따라서,기술된 기술을 활용한 플랜트는 경제적으로 효율적이기 위해서는 매우 커야 한다. 사솔이라는 식물 중 하나는 남아프리카 공화국에 위치하고 있습니다. 그것은 석유와 천연 가스를 수입하지 못하도록 국가에 적용되는 금수 조치로 인해 지어졌습니다. 20 세기 상반기에 독일에서 개발 된 잘 알려진 고압”루기”가스화 공정의 사용을 준비 할 수 있었다.

“역 송풍”(먼저 발명 된 이전 유형에 비해)은 석탄과 산화제가 반응기의 동일한 측으로부터 공급되는 것으로 가정합니다. 이 경우 반응 영역 전에 석탄과 산화제 사이에 화학적 상호 작용이 없습니다. 반응 영역에서 생성 된 가스는 가스화(코크스 및 재)의 고체 생성물을 통과하고 가스에 포함 된 이산화탄소와 물은 추가로 화학적으로 공동 및 물로 복원됩니다. “직접 송풍”기술에 비해 가스에 독성 부산물이 존재하지 않습니다. 이러한 유형의 가스화는 20 세기 전반기에”직접 분사”와 함께 개발되었지만,가스 생산 속도는”직접 분사”보다 훨씬 낮으며 1980 년대 소련의 연구 시설 카테 크니 골(&라 칸 스크-아친 스크 석탄 개발 연구소)이 현재”테르노 콕스”프로세스라고 알려진 기술을 생산하기 위해 활동을 시작했을 때까지”역 분사”프로세스를 개발하는 더 이상의 노력은 없었습니다. 이러한 유형의 가스화 과정에 대한 관심을 되살리는 이유는 생태 학적으로 깨끗하고 가스(가연성 또는 합성 가스)와 중간 온도 코크스의 두 가지 유형의 유용한 제품(동시에 또는 별도로)을 생산할 수 있기 때문입니다. 전자는 가스 보일러 및 디젤 발전기 용 연료 또는 가솔린 생산 용 합성 가스 등으로 사용될 수 있습니다.,후자-야금의 기술 연료,화학 흡수제 또는 가정용 연료 연탄 원료. 가스 보일러에서 생성물 가스의 연소는 초기 석탄의 연소보다 생태 학적으로 깨끗합니다. 따라서,”역 송풍”과 가스화 기술을 활용 한 공장은 후자는 다른 경쟁 시장 가격에 의해 덮여 있기 때문에 하나는 상대적으로 제로 생산 비용이 두 개의 가치있는 제품을 생산할 수있다. 소련과 카테 크니 골이 존재하지 않자,이 기술은 원래 개발 한 개별 과학자들에 의해 채택되었으며 현재 러시아에서 더 연구되고 있으며 전 세계적으로 상업적으로 배포되고 있습니다. 이를 이용하는 산업 플랜트는 현재 울란 바타르(몽골)와 크라스 노야 르 스크(러시아)에서 기능하는 것으로 알려져 있습니다.

위슨 그룹과 쉘(하이브리드)간의 공동 개발을 통해 만들어진 가압 기류 베드 가스화 기술. 예를 들어: 하이브리드는 고급 분쇄 석탄 가스화 기술이며,이 기술은 쉘 폐열 보일러의 기존 장점과 결합하여 단순한 운반 시스템,분쇄 석탄 가압 가스화 버너 배열,측면 제트 버너 멤브레인 형 물 벽 이상을 포함하며,간헐적 인 배출은 성숙하고 신뢰할 수있는 기술과 같은 기존 공정 공장에서 완전히 검증되었으며,동시에 기존의 공정 합병증을 제거하고 합성 가스 냉각기(폐기물 팬)및 쉽게 고장난 필터를 제거하고 현재의 기존 냉각 시스템을 결합했습니다. 합성 가스에서 널리 이용되는 기화 기술은 과정을 냉각합니다. 그것은 뿐만 아니라 강한 적응성의 석탄 특성의 본래 포탄 폐열 보일러,및 쉽게 확장하는 기능을 유지하고,또한 기존하는 냉각 기술의 이점을 흡수합니다.

지하 석탄 가스화편집

지하 석탄 가스화는 채굴되지 않은 석탄층에서 수행되는 산업 가스화 공정이다. 그것은 기체 산화제,일반적으로 산소 또는 공기를 주입하고 결과 생성물 가스를 표면에서 뚫은 생산 우물을 통해 표면으로 가져 오는 것을 포함합니다. 제품 가스는 화학 공급 원료 또는 발전을위한 연료로 사용할 수 있습니다. 이 기술은 추출하기가 경제적이지 않은 리소스에 적용 할 수 있습니다. 또한 기존의 석탄 채굴 방법에 대한 대안을 제공합니다. 전통적인 석탄 채굴 및 가스화에 비해 대수층 오염 가능성을 포함하여 환경 문제가 존재하지만 환경 및 사회적 영향은 적습니다.

탄소 포집 기술편집

탄소 포집,이용 및 격리(또는 저장)는 석탄 및 탄소 질 연료의 사용과 관련된 온실 가스 배출 문제를 해결하기 위해 현대 석탄 가스화 프로젝트에서 점점 더 많이 활용되고 있습니다. 이 점에서 가스화는 채굴 된 석탄의 기존 연소에 비해 상당한 이점이 있으며,연소로 인한 이산화탄소는 주변 압력 연소 배기 가스의 질소 및 잔류 산소에 의해 상당히 희석되어 상대적으로 어렵고 에너지 집약적이며 이산화탄소를 포획하는 데 비용이 많이 듭니다(이것은”연소 후”이산화탄소 포획).

한편 가스화에서는 일반적으로 가스화기에 산소가 공급되고 나머지는 가스화 할 수있는 열을 제공하기에 충분한 연료가 연소됩니다; 또한,가스화는 종종 높은 압력에서 수행됩니다. 유래 합성 가스는 고압에 전형적으로 이고 질소에 의해 묽게 해,이산화탄소의 매우 더 쉽고,능률 적이고,보다 적게 값이비싼 제거를 허용하. 가스화 및 통합 가스화는 가스 터빈(“사전 연소”이산화탄소 포집이라고 함)에서 연소하기 전에 합성 가스에서 이산화탄소를 쉽게 제거 할 수있는 사이클의 고유 한 기능 또는 연료 또는 화학 물질 합성에서의 사용은 기존의 석탄 이용 시스템에 비해 중요한 이점 중 하나입니다.

이산화탄소 포획 기술 옵션편집

모든 석탄 가스화 기반 전환 공정은 전체 플랜트 구성의 일부로 합성 가스에서 황화수소(산성 가스)를 제거해야합니다. 가스화 설계에 사용되는 일반적인 산성 가스 제거(농업)프로세스는 화학 용매 시스템(예: 또는 물리적 용매 시스템(예를 들어,렉티솔 또는 셀렉 솔)을 기반으로 하는 아민 가스 처리 시스템. 프로세스 선택은 주로 합성 가스 정리 요구 사항 및 비용에 따라 다릅니다. 또한,합성가스 스트림으로부터 수소뿐만 아니라 이산화탄소의 선택적 제거를 위해 설계될 수 있다. 가스화 플랜트에서 이산화탄소의 상당한 포획(예: 1517>80%)합성가스의 공동은 먼저 농업 플랜트의 상류 물-가스 이동 단계를 통해 이산화탄소와 수소로 전환되어야 한다.가스화 응용 분야 또는 통합 가스화 복합 사이클의 경우 이산화탄소를 포획하는 기능을 추가하는 데 필요한 플랜트 수정은 최소화됩니다. 가스화기에 의해 생성 된 합성 가스는 가스 스트림에 이미 불순물을 제거하기 위해 다양한 공정을 통해 처리해야하므로 이산화탄소를 제거하는 데 필요한 모든 것은 필요한 장비,흡수기 및 재생기를이 공정 트레인에 추가하는 것입니다.

연소 응용 분야에서는 배기 가스 더미를 수정해야하며 배기 가스에 존재하는 이산화탄소의 농도가 낮기 때문에 훨씬 더 많은 양의 총 가스가 처리되어 더 크고 비싼 장비가 필요합니다.미시시피파워의 켐퍼 프로젝트는 셀렉 솔 공정을 이용하여 생성된 이산화탄소의 65%이상을 포획하면서 합성가스에서 524 백만와트의 전력을 생산하는 갈탄 연료 플랜트로 설계되었다. 켐퍼 시설의 기술,운송 통합 가스화(삼각),개발 및 한국 지사에 의해 허가된다. 이산화탄소는 미시시피의 고갈 된 유전으로 파이프 라인을 통해 보내져 석유 회수 작업을 강화 할 것입니다. 이 공장은 모든 목표를 놓쳤으며”청정 석탄”생성 계획은 7 월 2017 에서 포기되었습니다. 이 공장은 천연 가스 만 태울 것으로 예상됩니다.

수소에너지캘리포니아(헤카)는 300 백만와트 순,석탄 및 석유 코크스 연료 다발전소(발전 및 비료 제조용 수소 생산)가 될 것이다. 생산되는 이산화탄소의 90%는(렉티솔을 사용하여)포획되어 엘크 힐스 유전으로 운송되어 연간 5 백만 배럴의 국내 석유를 추가로 회수 할 수 있습니다. 2016 년 3 월 4 일,캘리포니아 에너지 위원회는 헤카 신청서를 종료하도록 명령했다.2897>

서밋의 텍사스 청정 에너지 프로젝트는 렉티솔 공정을 사용하여 사전 연소시 이산화탄소의 90%를 포획 할 것이다. 비료 제조에 사용되지 않은 이산화탄소는 서부 텍사스 페름기 분지에서 향상된 오일 회수에 사용될 것입니다.

탄소 포집 및 저장을 사용하는 텍사스 청정 에너지 프로젝트와 같은 식물은 개선 된 설계 및 대량 생산으로 경제적으로 실행 가능할 수 있다면 규제 문제에 대한 부분적 또는 중간 적 해결책으로 선전되었습니다. 때문에 비용 증가에 유틸리티 규제 및 요금 지불자의 반대가 있었다;그리고 역효과로 화석 연료의 지속적인 사용을 볼 빌 맥키 벤과 같은 환경 운동가에서.