φ2.0-3Q1段石炭ガス炉1900-2800NM3 / H非粘着瀝青炭、無煙炭、コークス

φ2.0-3Q1段石炭ガス炉1900-2800NM3 / H非粘着瀝青炭、無煙炭、コークス

1.記述

石炭ガス化は、石炭 から 一酸化炭素 （CO）、 水素 （H ₂ ）、 二酸化炭素 （CO ₂ ）、 メタン （CH ₄ ）、水蒸気（H ₂ O） を 主成分 とする 合成ガス を製造するプロセスである 水 、空気および/または酸素を含む。

歴史的に、石炭は 、天然ガスの工業規模の生産の出現前に、市の照明および暖房のために伝統的に使用された可燃性ガスである 石炭ガス （「タウンガス」としても知られて いる）を製造するための初期の技術を用いてガス化 された。

現在の実践では、石炭ガス化の大規模な例は、主に、 ガス化複合 発電プラントの 統合 、化学原料の製造、または合成天然ガスの製造のための発電用である。 石炭 ガス化 から得られる水素は、 アンモニアの製造 、 水素経済の 強化、 化石燃料の改良 などの 様々な目的に 使用することができる 。

あるいは、石炭由来の合成ガスは 、 フィッシャー・トロプシュ法 による追加の処理 または それ自体が輸送燃料または燃料添加剤として使用できる メタノール への ガソリン および ディーゼルの ような輸送燃料 に転化することができ、またはそれによってガソリンに変換することができる。 メタノールからガソリンへの プロセス。 石炭ガス化からのメタン は、輸送部門の燃料として使用するため に LNG に 変換することができる

2.プロセス

ガス化の間、石炭は 酸素 と蒸気（水蒸気）を 吹き込み ながら加熱される（場合によっては加圧される）。 石炭が外部の熱源によって加熱される場合、このプロセスは「恒温」と呼ばれ、「自熱」プロセスはガス化装置自体の内部で発生する発熱化学反応によって石炭の加熱を想定する。 供給される酸化剤は、燃料の完全な酸化（燃焼）には不十分であることが不可欠である。 言及された反応の間、酸素および水分子 は、石炭を 酸化し 、 二酸化炭素 （CO ₂ ）、 一酸化炭素 （CO）、 水蒸気 （H ₂ O）および 分子水素 （H ₂ ）の ガス混合物を生成する 。 （利用される特定のガス化技術に応じて、タール、フェノールなどの一部の副生成物も可能な最終生成物である）。このプロセスは、天然炭煙（ 地下石炭ガス化 と呼ばれる ）内および石炭製油所。 所望の最終生成物は、通常、合成ガス（すなわち、H ₂ + COの組み合わせ）であるが、生成された石炭ガスをさらに精製して、H ₂ ：

3C（すなわち、石炭）+ O ₂ + H ₂ O→H ₂ + 3CO

リファイナーが アルカン （すなわち、 天然ガス 、 ガソリン および ディーゼル燃料 中 に 存在する炭化水素） を生成したい場合、 石炭ガスをこの状態で回収し、フィッシャー・トロプシュ反応器に送る。 しかしながら、水素が所望の最終生成物である場合、石炭ガス（主としてCO生成物）は 水蒸気とのさらなる反応によってより多くの水素が生成される 水性ガスシフト反応 を受ける ：

CO + H ₂ O→CO ₂ + H ₂

石炭ガス化のための他の技術は現在存在するが、一般的にはすべて同じ化学プロセスを採用する。 大量の水を含む低品位炭（すなわち、「褐炭」）については、反応中に水蒸気が必要とされない技術があり、石炭（炭素）および酸素が唯一の反応物である。 同様に、一部の石炭ガス化技術は高圧を必要としない。 粉砕された石炭を燃料として利用するものもあれば、石炭を比較的多く含むものもある。 ガス化技術はまた、送風が供給される方法も異なる。

「直接吹き付け」は、石炭および酸化剤が反応器チャネルの反対側から互いに向かって供給されることを前提とする。 この場合、酸化剤は、石炭と相互作用する反応ゾーンにコークスおよび（より可能性の高い）灰を通過する。 次いで、生成された高温ガスは、新鮮な燃料を通過させ、タールおよびフェノールなどの燃料の熱破壊の生成物を吸収しながらそれを加熱する。 したがって、ガスは、フィッシャー・トロプシュ反応で使用する前に、かなりの精製を必要とする。 洗練された製品は非常に有毒であり、その利用のために特別な設備が必要である。 結果として、記述された技術を利用するプラントは、経済的に効率的であるためには非常に大きくなければならない。 SASOLと呼ばれるこの種の植物の1つは、南アフリカ共和国（RSA）にあります。 それは国に適用される禁輸措置のために、石油や天然ガスの輸入を妨げられて建てられた。 RSAは瀝青炭と無煙炭が豊富で 、20世紀前半にドイツで開発された高圧の「Lurgi」ガス化プロセスの使用を手配することができました 。

"逆吹き"（最初に発明された先のタイプと比較して）は、石炭と酸化剤が反応器の同じ側から供給されることを前提としている。 この場合、反応ゾーンの前に石炭と酸化剤との間に化学的相互作用はない。 反応ゾーンで生成されたガスは、ガス化（コークスおよび灰分）の固体生成物を通過させ、ガス中に含まれるCO ₂およびH ₂ Oは、さらに化学的にCOおよびH _2に戻される。 「直接吹き込み」技術と比較して、ガス中には毒性の副生成物は存在しない：反応ゾーン内では無効である。 このタイプのガス化は、20世紀前半に「直接吹き込み」とともに開発されたが、そのガス発生率は「直接吹き付け」のそれよりも著しく低く、ソ連の研究施設KATEKNIIUgol（Kansk-Achinsk石炭開発のためのR＆D研究所）が現在「TERMOKOKS-S」プロセスとして知られている技術を生産するための研究開発活動を開始した1980年代までの「逆吹き」プロセス。 このタイプのガス化プロセスへの関心を回復させる理由は、生態学的に清浄であり、ガス（可燃性または合成ガス）と中温コークスの2種類の有用な製品（同時または別々）を製造することができるからである。 前者は、ガスボイラーやディーゼル発電機の燃料として、またはガソリンの製造のための合成ガスとして、後者は、冶金の技術的燃料として、化学吸収剤として、または家庭用燃料ブリケットの原料として使用することができる。 ガスボイラーにおける製品ガスの燃焼は、最初の石炭の燃焼よりも生態学的にクリーンです。 したがって、「逆風」を伴うガス化技術を利用するプラントは、2つの貴重な製品を製造することができ、そのうちの1つは、他方が競争的な市場価格によってカバーされるので、製造コストが比較的ゼロである。 ソビエト連邦とそのKATEKNIIUgolが存在しなくなったので、この技術は当初それを開発した個々の科学者によって採用され、現在はロシアでさらに研究され、世界中で商業的に配布されている。 それを利用している工業プラントは現在、ウランバートル（モンゴル）とクラスノヤルスク（ロシア）で機能することが知られています。

Wison Group とShell（ハイブリッド） の共同開発により創出された加圧気流床ガス化技術 。 例：ハイブリッドは高度な微粉炭ガス化技術で、シェルSCGP廃熱ボイラーの既存の利点と組み合わされたこの技術には、搬送システム、微粉炭加圧ガス化バーナー配置、ラテラルジェットバーナー膜タイプウォーターウォール、既存のSCGPプラントで成熟した信頼性の高い技術などの間欠的な排出が完全に検証され、同時に既存のプロセスの複雑さや、簡単に故障したシンガスクーラー（廃パン）やフライアッシュフィルター合成ガスクエンチプロセスで広く使用されている現在の既存のガス化技術を組み合わせたものです。 それだけでなく、元のシェルSCGP廃熱ボイラー強力な適応性の石炭の特性を保持し、容易にスケールアップする能力も、既存のクエンチ技術の利点を吸収する。