BG109245A - Метод за преработване на органични отпадъци в горива - Google Patents
Метод за преработване на органични отпадъци в горива Download PDFInfo
- Publication number
- BG109245A BG109245A BG109245A BG10924505A BG109245A BG 109245 A BG109245 A BG 109245A BG 109245 A BG109245 A BG 109245A BG 10924505 A BG10924505 A BG 10924505A BG 109245 A BG109245 A BG 109245A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- synthesis
- gasification
- synthesis gas
- gas
- liquid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/06—Continuous processes
- C10J3/16—Continuous processes simultaneously reacting oxygen and water with the carbonaceous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/06—Continuous processes
- C10J3/18—Continuous processes using electricity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0903—Feed preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0916—Biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0959—Oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0969—Carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0973—Water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/123—Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves
- C10J2300/1238—Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves by plasma
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
- C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
- C10J2300/1659—Conversion of synthesis gas to chemicals to liquid hydrocarbons
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
- Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Методът е приложим за оползотворяване на органични отпадъци чрез газификацията им в синтез-газ с последващо каталитично превръщане на получения синтез-газ в течни синтетични моторни горива и/или ценни химически продукти. Получаваният синтез-газ е с повишено качество. Повишена е ефективността на синтеза на течни въглеводороди и е оптимизирана експлоатацията на катализатора. Опростено е оборудването за осъществяване на метода. Методът включва етап на обработка на отпадъците с газифициращ агент, съдържащ кислород, водна пара и/или въглероден диоксид. Получава се синтез-газ, който впоследствие се компримира, подлага се на дълбоко очистване от механични примеси и от съединения на сярата, азота и тежки метали. Очистеният синтез-газ или синтез-газът, смесен с течни органични отпадъци, се подавав реактор за синтез на въглеводороди и чрез полифункционален катализатор се преобразува в течни моторни горива и компоненти на базови масла. Първият етап на газификация се осъществява при обемно съотношение на органичните отпадъци/активиращ газ от 5 до 30 и при температура от 600 до 1000 градуса С под въздействието на модулирани високочестотни полета в честотния диапазон от 1 до 50 МНz при честота на модулация от 0.5 до 100 КНz. На втория етап газификацията протича под въздействието на не по-малко от два едноелектродни високочестотни разряда, непрекъснато генерирани в средната и горната частна реактора. Полученият след газификацията синтез-газ се подлага на о
Description
Методът за преработване на органични отпадъци в горива е приложим за оползотворяване на тези отпадъци чрез газификацията им в синтез-газ с последващо каталитично превръщане на получения синтез-газ в течни синтетични моторни горива и/или ценни химически продукти.
ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА
Известен е метод за преработване на органични отпадъци, включващ тяхната обработка с газифициращ агент - кислород (въздух), водна пара и/или въглероден диоксид. След това получената газова смес се подлага на разлагане при температура 950 - 1050 °C в продължение на 1 sec., при което се получават продукти на деструкция, които се въвеждат във вода при температура 200 - 800 °C за разделянето им на синтез-газ и нискомолекулярни съединения. Синтез-газът се обработва при наличие на катализатор и се получават течни въглеводороди или алкохолни съединения, газообразни въглеводороди и СО2 [RU2014346].
Най-близък до изобретението и прототип е методът за преработване на органични отпадъци, състоящ се в обработката им с газифициращ агент (кислород, водна пара и/или въглероден диоксид) при наличието на горивен газ [RU2217199]. Като горивен газ се използва природен газ при обемно съотношение кислород/природен газ от 0.01 до 0.5. Полученият след газификацията синтез-газ се компримира, подлага се на дълбоко очистване от механични примеси, от съединения на сярата и азота и от тежки метали. След това компримираният и очистен синтез-газ или синтез-газът заедно с течните органични отпадъци, се подава в реактор за синтез на въглеводороди, където при наличието на бифункционален катализатор, съдържащ оксиди на цинка и хрома, или на цинка, хрома и медта, или на желязото, или на кобалта и рутения, в комбинация с киселинен компонент - цеолит от типа ZSM - 5, Beta, модернит или силикоалуминофосфат се подлага на преобразуване в течни моторни горива или в течни моторни горива и компоненти на базови масла. Газификацията на отпадъците протича плазмо-термично, а като органични отпадъци се използват утайки от
9· <··· • · • · ·· • · · · • ··<··· • · · градски канализационни води, частично обезводнени* да’остатъчна влажност не повече от 50% от масата, като газификацията на утайките протича при масово отношение на кислорода към природния газ равно на 1:10. В пример 2 от прототипа утайките от градските канализационни води се обезводняват до 55% остатъчна влажност на масата, нагряват се до температура 500 - 800 °C и заедно с природния газ и кислорода при масово съотношение БИО/природен газ/О2 = 8:1:0.01, се подават за газификация в плазмен реактор (плазмотрон) при температура 1100 1300 °C, където протича 99%-но разлагане на органичните съединения до CO, СО2 и Н2. Получената газова смес (синтез-газ) се охлажда чрез рекуперация на топлината, компримира се и се очиства от механични примеси, съединения на сярата и азота и от тежки метали. Очистеният от примеси синтез-газ, при налягане 80 at., се насочва в реактор за синтез на въглеводороди, където при температура 360 - 420 °C протича преобразуване на водорода и въглеродните оксиди, с помощта на бифункционален катализатор, съдържащ оксиди на цинк и хром в комбинация с киселинния компонент цеолит от типа ZSM - 5. Получените продукти се охлаждат и се разделят в сепаратор на газ, вода и въглеводородна фракция. Полученото моторно гориво е бензин с октаново число 92 и е с рандеман 140 g от 1 nm3 синтезгаз при конверсия на въглеродните оксиди над 90%. Газообразните странични продукти получавани на етапа на синтеза на въглеводороди се насочват в горивната
система на предприятието.
Този метод има редица недостатъци: а именно:
- За поддържане на енергийния процес на газификация на органичните отпадъци е необходимо да се използва допълнителен енергоносител - природен газ или биогаз, при което масовото съотношение между органичните отпадъци и природния газ при преработването на утайките на градските канализационни води е 1/10, което изисква допълнителни разходи и влошава икономическите показатели на процеса.
- Когато като отпадъци за преработка се използват битова смет или утайки от канализационни води, преработката им в смес с горивни материали, избрани от следните групи: мазут, отработени масла, тежки нефтени остатъци, въглищен ·· ···· • · · · · · · ···· • ··· ···· ··· * шлам, е възможна само при използването на природен таз илиша бй®Та&‘като енергоносител, което е нерентабилно.
- Процесът на газификация на органичните отпадъци от битова смет и от утайки от градски канализационни води протича в плазмен реактор при температури 1100 -1300 °C, при което съществено се увеличава съдържанието на нежелателни примеси, в това число на оксиди на азота и сярата в синтез-газа, което изисква допълнителен етап на очистване.
- Процесът на газификация на органичните отпадъци от битова смет и от утайки от градски канализационни води протича при високи температури 1100 1300 °C, което води до значителен разход на енергия и повишени изисквания към материалите на реактора за газификация. Това оскъпява стойността на оборудването.
Преработването на синтез-газа, получен при газификацията на органични отпадъци (битова смет или утайки от градски канализационни води) на етапа на синтез на въглеводороди се осъществява с използването на бифункционален катализатор съдържащ медни, цинкови и хромни оксиди в комбинация с цеолит от типа ZSM - 5 или оксиди на кобалта и рутения в комбинация с цеолит от типа ZSM - 5, или оксиди на желязото в комбинация с киселинния компонент цеолит от типа ZSM - 5. Използването на киселинния компонент цеолит от типа ZSM - 5 във всички катализатори има следните недостатъци:
- Относително висока стойност на цеолита от типа ZSM -5;
- Кратък експлоатационен срок на катализатора с носител цеолит ZSM -5;
- Нисък коефициент на топлопроводимост на катализатора с носител цеолит ZSM -5, типичен за всички оксиди на елементите, влизащи в състава на цеолитите. Това води до значително отделяне на топлина, 11 - 12 MJ на килограм получени течни въглеводороди. Такова топлоотделяне усложнява инсталациите, особено на системите за отвеждане на отделяната топлина, което е трудно за осъществяване при ниска топлопроводимост на катализатора и носителя. [Radchenko M.N., Kagan D.N., Krechetova G.A., Synthetic Liquid Hydrocarbon Motor Fuel From Natural Gas M. IVTAN. 1993 p.223].
·· ·· ·» ··»· · ···· ···· *· * ··· • · · ··· · · ··· • ··· « · · · ··· ·
Наличието в получения синтез-газ на значитКгГйо* ‘количество химически примеси от съединения на азота и сярата, които са нежелателни компоненти в понататъшния стадий на каталитичен синтез на течни въглеводороди от синтез-газа, изисква допълнителен етап на очистване на синтез-газа от посочените съединения.
Всички посочени недостатъци на прототипа не позволяват преработването на органичната част от битовата смет и утайките от градски канализационни води да се осъществява с висока икономическа ефективност.
Задачата на изобретението е да се създаде метод за преработване на органични отпадъци в горива с повишено качеството на получавания синтез-газ, повишена ефективност на синтез на течни въглеводороди и оптимизирана експлоатация на катализатора при опростено оборудване за реализация на метода.
ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
Тази задача се решава, като се създава метод за преработване на органични отпадъци в горива, включващ етап на обработка на отпадъците с газифициращ агент, съдържащ кислород, водна пара и/или въглероден диоксид, при което се получава синтез-газ, който впоследствие се компримира, подлага се на дълбоко очистване от механични примеси и от съединения на сярата, азота и тежки _ метали. След това така очистеният синтез-газ или синтез-газът смесен с течни ©
органични отпадъци се подава в реактор за синтез на въглеводороди и с помощта на полифункционален катализатор се преобразува в течни моторни горива и компоненти на базови масла. Характерно е, че първият етап на газификация се осъществява при обемно отношение на органичните отпадъци/активиращ газ в интервала от 5 до 30 и температура 600 - 1000 °C под въздействието на модулирани високочестотни полета в честотния диапазон от 1 MHz до 50 MHz при честота на модулация в диапазона от 0.5 KHz до 100 KHz. На втория етап газификацията протича под въздействието на не по-малко от два едноелектродни високочестотни разряда, непрекъснато генерирани в средната и горна част на реактора. Полученият след газификацията синтез-газ се подлага на очистване при наличието на нееднородни променливи електромагнитни полета и неравновесна • · • · · · · · плазма и се преобразува с помощта на полифункционален КЯГаЛйзатбр, съдържащ·· оксиди на желязото, цинка и молибдена в комбинация с носител - алуминий, негови оксиди и фосфати, в течни моторни горива.
Възможно е газообразните въглеводороди, получени в процеса на синтез на моторни горива от синтез-газ, да се подлагат на олигомеризация до получаване на течни въглеводороди, като това се осъществява при наличието на молибденосъдържащ катализатор.
Предимство на метод за преработване на органични отпадъци в горива е повишеното качеството на получавания синтез-газ, повишената ефективност на синтез на течни въглеводороди и оптимизираната експлоатация на катализатора, която опростява оборудването за реализация на метода.
ПРИМЕРНО ИЗПЪЛНЕНИЕ И ДЕЙСТВИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
Методът се реализира с типови известни инсталации. Включването на стадий на високочестотна газификация посредством обработване на отпадъците с модулирани високочестотни полета и стадий на плазмохимическа газификация, осъществявана посредством въздействие върху отпадъците със силно неравновесна плазма от едноелектродни високочестотни разряди, които непосредствено генерират в паровата среда. По този начин се получава газова смес на синтез-газ и твърди неорганични продукти, като впоследствие синтезгазът се подлага на каталитична преработка в газообразни и течни въглеводороди. В този случай газифициращият агент съдържа кислород, водна пара и/или въглероден диоксид. Полученият синтез-газ се подлага на очистване от механични примеси, компримира се и се подлага на високочестотно плазмохимическо очистване от съдържание на азот, сяра и тежки метали чрез въздействие с модулирани високочестотни полета и плазма от едноелектродни високочестотни разряди, генериращи се в различни участъци на апарата за очистване. Така пречистеният синтез-газ се насочва в реактор за синтез на въглеводороди и се подлага на преобразуване в течни моторни горива или в течни моторни горива и компоненти на базови масла, с помощта на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и молибдена в комбинация с • * • · · · · · носител алуминий, неговите • · ·· · · · · «4 Й· · · • · · · · · · ♦· · • · · · · · · · · ·· « · · ♦ · · · · ·· ·· • ···· · ·· оксиди и алуминиев фо‘сфйт.‘ Прй* тЬва йАтб” преработван материал се използва органичната съставка на битовата смет или на утайките от градската канализационна система.
Процесът протича при масово съотношение на активен газ/отпадъци в интервала 10/4. По-нататък, синтез-газът, при налягане 30-50 атм. (3-5 МРа) се насочва в реактора за синтез на въглеводороди, където при температура 220-340°С протича превръщането на водорода и въглеродните оксиди, при наличието на полифункционален катализатор, в течни моторни горива и/или компоненти на базови масла. Газообразните странични продукти, които се получават на стадия на синтез на въглеводороди, се насочват в реактор за каталитична олигомеризация за получаването на високооктанови добавки.
Отличителните признаци на изобретението са:
- Газификацията на органичните отпадъци с използване на агент от смес на кислород, водна пара и/или въглероден диоксид на първия етап се осъществява под въздействието на модулирани високочестотни полета в честотния диапазон от 1 MHz до 50 MHz при честота на модулация в диапазона от 0.5 KHz до 100 KHz.
- Последващият процес на газификация на органичните отпадъци се осъществява под въздействието на високочестотни полета и плазма от едноелектродни високочестотни разряди, които непрекъснато се генерират в различни участъци на реактора.
- Преобразуването на синтез-газ в синтетични моторни горива протича при наличието на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и молибдена в комбинация с носител алуминий, неговите оксиди и алуминиев фосфат
Изборът на условията за газификация на отпадъците става емпирично, като се цели максималното преобразуване на органичните съставки на твърдите битови отпадъци.
Друг важен фактор при определяне оптималните условия за газификация е получаването на синтез-газ, чийто състав, а именно съотношението Нг/СО, се явява най-благоприятно за по-нататъшния синтез на въглеводороди. При това, условията на газификация, които способстват за максималното преобразуване на органичните • · · · · · • · · · · · ·· ··· • · · · · · ·· · ·· · • · · · · ·· · съставки на твърдите битови отпадъци, могат да не съответстват на условията, при” които се получава синтез-газ с оптимален състав. Например, повишаването на температурата на газификация увеличава дълбочината на преобразуване на органичните отпадъци, но при температури по-високи от 1000°С се наблюдава увеличение на количеството на образуваните странични продукти, в частност азотни оксиди, които са нежелателни примеси в крайния продукт синтез-газ.
Увеличаването на съдържанието на кислород в парогазовата смес използвана за газификация, води до увеличение на съдържанието на въглероден диоксид в получавания синтез-газ с едновременно намаляване на съдържанието на водород.
Добавянето на въглероден диоксид увеличава съдържанието на въглероден моноксид в получавания синтез-газ.
В процеса на газификация на органичните съставки на твърдите битови отпадъци, при използването като газифициращ агент на смес на кислород, въглероден диоксид и водна пара се получава синтез-газ с ниско съдържание на водород (15-50 об.%) и високо съдържание на въглероден монооксид (30-50 об.%). Такъв състав на синтез-газа не е оптимален за получаване от него на въглеводороди по реакцията на Фишер-Тропш (оптималното съотношение водород/въглероден монооксид е 2:2.5). В прототипа за увеличаване съдържанието на водород в получавания синтез-газ, допълнително се подвежда енергия в реактора за газификация и допълнително се добавя природен газ.
Използването на водна пара вместо кислород изисква допълнително подвеждане на топлина в реактора за газификация. В прототипа това се постига за сметка на въвеждането в реактора на енергийни добавки: природен газ, мазут, въглища, дървесни стърготини. За подвеждането в реактора на допълнителна енергия се предлага използването на плазмотермичен метод на газификация при температури 1200 - 1300 °C. При това положение, степента на преобразуване на органичните отпадъци достига 96-99%.
Но протичането на процеса на газификация при такива високи температури задължително се съпровожда от образуване на значително количество странични продукти в синтез-газа, което снижава степента на преобразуване на органичните отпадъци.
• · • · · · · · • · · · ♦· · ··· • · · · · · · · · ·· • ····· · · ·· · · • · · · · · · ·
Освен това, условията на газификация съществено ^ЛбиГят оГ състава” н&” органичната част на твърдите битови отпадъци. Съставът на органичната част, от своя страна, зависи от особеностите на транспортиране, сортиране и складиране на отпадъците.
Горепосоченото показва, че изборът на оптимални условия на газификация става емпирично за различните видове битови отпадъци и различните режими на процеса на газификация.
Пример 1: Органичните отпадъци се обезводняват до остатъчна влажност 5060%, нагряват се до температура 500-600 °C и се подават за газификация, където се обработват със смес от водна пара, кислород и въглероден диоксид при следното съотношение: отпадъци/Н2О/СО2/О2 = 20/2/0.5/0.5. Процесът на газификация протича при температура 800 °C на два етапа: при първия се въздейства чрез модулирани високочестотни полета с носеща честота 1.76 MHz и честота на модулация 0.5 KHz, а при втория - се въздейства чрез два непрекъснато генериращи едноелектродни високочестотни разряда в средната и горна част на реактора. При това, органичните съставки на битовите отпадъци 90% се разлагат на CO, СО2 и Н2. Полученият след газификацията синтез-газ се подлага на очистване при наличието на нееднородни променливи електромагнитни полета и неравновесна плазма, след което се охлажда, очиства се от механични примеси, компримира се и се насочва в реактора за синтез на въглеводороди при температура 300 °C и налягане 30 at. Синтезът на течни въглеводороди протича в присъствието на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и бора в комбинация с носител - алуминий и негови оксиди. Рандеманът от произведени моторни горива е 190 g/nm3 синтез-газ при конверсия на въглеродните оксиди 98%.
Пример 2: Органичните отпадъци се обезводняват до остатъчна влажност 5060% и се подават за газификация, където се обработват със смес от водна пара, кислород и въглероден диоксид при съотношение - отпадъци/Н2О/СО2/О2 = 30/2/0.5/0.5. Процесът на газификация протича в аналогични на Пример 1 условия. При това органичните съставки на битовите отпадъци 80% се разлагат до CO, СО2 и Н2. Полученият след газификацията синтез-газ се подлага на очистване от механични и химически примеси, компримира се и се насочва в реактора за синтез на въглеводороди при температура
300 °C и налягане 30 ‘It.* СйнтеЗЪт йа теЧйй’ въглеводороди протича в присъствието на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и молибдена в комбинация с носител алуминий, неговите оксиди и фосфати. Рандеманът произведени моторни горива е 190 g/nm3 синтез-газ при конверсия на въглеродните оксиди 98%.
Пример 3: Органичните отпадъци се обезводняват до остатъчна влажност 60%, нагряват се до температура 800 °C и се подават за газификация, където се обработват със смес от водна пара, кислород и въглероден диоксид при съотношение отпадъци/НгО/СОг/Ог = 20/2/0.5/0.5. Процесът на газификация
протича на два етапа: при първия се въздейства чрез модулирани високочестотни полета с носеща честота 30 MHz и честота на модулация 50 KHz, а при втория - се въздейства чрез два непрекъснато генерирани едноелектродни високочестотни разряда в средната и горна част на реактора. При това, органичните съставки на битовите отпадъци 96% се разлагат на CO, СО2 и Н2. Полученият след газификацията синтез-газ се подлага на очистване при наличието на нееднородни променливи електромагнитни полета и неравновесна плазма, след което се охлажда, очиства се от механични примеси, компримира се и се насочва в реактора за синтез на въглеводороди при температура 300 °C и налягане 30 at. Синтезът на течни въглеводороди протича в присъствието на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и молибдена в комбинация с носител алуминий, негови оксиди и фосфати. Рандеманът на произведените моторни горива е 190 g/nm3 синтез-газ при конверсия на въглеродните оксиди 98%. Газообразните въглеводороди, които се получават в процеса на синтез на моторни горива от синтез-газа, се насочват за олигомеризация, която протича при температура 240 °C , налягане 5 at. при наличие на катализатор, съдържащ молибден и носител алуминий и негови оксиди. Получената смес от течни въглеводороди (олигомери) с октаново число 90 се използва като високооктанова добавка към моторните горива.
Пример 4: Органичните отпадъци се обезводняват до остатъчна влажност 60%, нагряват се до температура 800 °C и се подават за газификация, където се обработват със смес от водна пара, кислород и въглероден диоксид при съотношение - отпадъци/НгО/СОг/Ог - 20/2/0.5/0.5. Процесът на газификация ·· ···· ·· ·· ·· ···· · 1θ··· • · · · · · · ·· I ·· · · · · ····· • · · ♦ « · · · · · ·· • ···· · ·· протича на два етапа: при първия се въздейства чрез модулйранй високочестотни“ полета с носеща честота 50 MHz и честота на модулация 90 KHz, а при втория - се въздейства чрез два непрекъснато генериращи едноелектродни високочестотни разряда в средната и горна част на реактора. При това, органичните съставки на битовите отпадъци се разлагат 92% на CO, СО2 и Н2. Полученият след газификацията синтез-газ се подлага на очистване при наличието на нееднородни променливи електромагнитни полета и неравновесна плазма, след което се охлажда, очиства се от механични примеси, компримира се и се насочва в реактора за синтез на въглеводороди при температура 300 °C и налягане 30 at. Синтезът на течни въглеводороди протича в присъствието на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и молибдена в комбинация с носител алуминий, негови оксиди и фосфати. Рандеманът на произведени моторни горива е 190 g/nm3 синтез-газ при конверсия на въглеродните оксиди 98%.
Claims (2)
1. Метод за преработване на органични отпадъци в горива, включващ етап на обработка на отпадъците с газифициращ агент, съдържащ кислород, водна пара и/или въглероден диоксид, при което се получава синтез-газ, който впоследствие се компримира, подлага се на дълбоко очистване от механични примеси и от съединения на сярата, азота и тежки метали, след което така очистеният синтез-газ или синтез-газът смесен с течни органични отпадъци се подава в реактор за синтез на въглеводороди и с помощта на полифункционален катализатор се преобразува в течни моторни горива и компоненти на базови масла, характеризиращ се с това, че първият етап на газификация се осъществява при обемно отношение на органичните отпадъци/активиращ газ в интервала от 5 до 30 и температура 600 1000 °C под въздействието на модулирани високочестотни полета в честотния диапазон от 1 MHz до 50 MHz при честота на модулация в диапазона от 0.5 KHz до 100 KHz., а на втория етап газификацията протича под въздействието на не помалко от два едноелектродни високочестотни разряда, непрекъснато генерирани в средната и горна част на реактора, при което полученият след газификацията синтез-газ се подлага на очистване при наличието на нееднородни променливи електромагнитни полета и неравновесна плазма и се преобразува с помощта на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и молибдена в комбинация с носител - алуминий, негови оксиди и фосфати, в течни моторни горива.
2/ Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че газообразните въглеводороди, получени в процеса на синтез на моторни горива от синтез-газ, се подлагат на олигомеризация до получаване на течни въглеводороди, като това се осъществява при наличието на молибденосъдържащ катализатор.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG109245A BG109245A (bg) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Метод за преработване на органични отпадъци в горива |
| EP06701858A EP1969096A1 (en) | 2005-07-29 | 2006-01-17 | A method of converting organic wastes into fuels |
| PCT/BG2006/000002 WO2007012149A1 (en) | 2005-07-29 | 2006-01-17 | A method of converting organic wastes into fuels |
| UAA200600577A UA79215C2 (en) | 2005-07-29 | 2006-02-09 | Method for processing of organic wastes into motor fuel |
| EA200600429A EA008270B1 (ru) | 2005-07-29 | 2006-03-16 | Способ переработки органических отходов в моторные топлива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG109245A BG109245A (bg) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Метод за преработване на органични отпадъци в горива |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG109245A true BG109245A (bg) | 2005-11-30 |
Family
ID=35614576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG109245A BG109245A (bg) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Метод за преработване на органични отпадъци в горива |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1969096A1 (bg) |
| BG (1) | BG109245A (bg) |
| EA (1) | EA008270B1 (bg) |
| UA (1) | UA79215C2 (bg) |
| WO (1) | WO2007012149A1 (bg) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2422602A (en) * | 2005-06-29 | 2006-08-02 | Tetronics Ltd | Combined gasification and plasma treatment of waste |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8911596B2 (en) | 2007-05-18 | 2014-12-16 | Hope Cell Technologies Pty Ltd | Method and apparatus for plasma decomposition of methane and other hydrocarbons |
| AU2008253584B2 (en) * | 2007-05-18 | 2013-11-21 | Hope Cell Technologies Pty Ltd | Method and apparatus for producing hydrogen and oxygen gas |
| WO2009009388A2 (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Range Fuels, Inc. | Methods and apparatus for producing syngas |
| GB2478797B (en) | 2010-03-19 | 2015-11-04 | Advanced Plasma Power Ltd | Waste treatment |
| US8667914B2 (en) | 2010-05-07 | 2014-03-11 | Advanced Plasma Power Limited | Waste treatment |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435374A (en) * | 1981-07-09 | 1984-03-06 | Helm Jr John L | Method of producing carbon monoxide and hydrogen by gasification of solid carbonaceous material involving microwave irradiation |
| DE58905279D1 (de) * | 1988-08-05 | 1993-09-16 | Wiesengrund Thomas | Verfahren zur gewinnung von komponenten, elementen oder verbindungen aus materialmischungen. |
| US6884916B1 (en) * | 1999-10-28 | 2005-04-26 | Exxon Mobil Chemical Patents Inc. | Conversion of unsaturated chemicals to oligomers |
| US6533945B2 (en) * | 2000-04-28 | 2003-03-18 | Texaco Inc. | Fischer-Tropsch wastewater utilization |
| US7622693B2 (en) * | 2001-07-16 | 2009-11-24 | Foret Plasma Labs, Llc | Plasma whirl reactor apparatus and methods of use |
| RU2217199C1 (ru) * | 2002-03-29 | 2003-11-27 | Научно-инженерный центр "Цеосит" Объединенного института катализа СО РАН | Способ переработки органических отходов |
| GB0222240D0 (en) * | 2002-09-25 | 2002-10-30 | Ici Plc | Cobalt catalysts |
| US6638396B1 (en) * | 2002-11-04 | 2003-10-28 | Jim S. Hogan | Method and apparatus for processing a waste product |
| AU2002368399A1 (en) * | 2002-11-25 | 2004-06-18 | David Systems Technology, S.L. | Integrated plasma-frequency induction process for waste treatment, resource recovery and apparatus for realizing same |
| CA2424805C (en) * | 2003-04-04 | 2009-05-26 | Pyrogenesis Inc. | Two-stage plasma process for converting waste into fuel gas and apparatus therefor |
-
2005
- 2005-07-29 BG BG109245A patent/BG109245A/bg unknown
-
2006
- 2006-01-17 EP EP06701858A patent/EP1969096A1/en not_active Withdrawn
- 2006-01-17 WO PCT/BG2006/000002 patent/WO2007012149A1/en active Application Filing
- 2006-02-09 UA UAA200600577A patent/UA79215C2/uk unknown
- 2006-03-16 EA EA200600429A patent/EA008270B1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2422602A (en) * | 2005-06-29 | 2006-08-02 | Tetronics Ltd | Combined gasification and plasma treatment of waste |
| GB2422602B (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-10 | Tetronics Ltd | Combined gasification and plasma treatment of waste |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA008270B1 (ru) | 2007-04-27 |
| EA200600429A1 (ru) | 2007-02-27 |
| WO2007012149A1 (en) | 2007-02-01 |
| EP1969096A1 (en) | 2008-09-17 |
| UA79215C2 (en) | 2007-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101599374B1 (ko) | 이산화탄소의 일산화탄소로의 전환을 위한 방법 및 시스템 | |
| CA2738270C (en) | Production of hydrocarbon liquids | |
| US8445739B2 (en) | Process for the conversion of natural gas to acetylene and liquid fuels with externally derived hydrogen | |
| BG109245A (bg) | Метод за преработване на органични отпадъци в горива | |
| RU2606508C2 (ru) | Способ получения жидкого углеводородного продукта из синтез-газа, полученного из биомассы | |
| JP2006205135A (ja) | 複合廃棄物処理システム | |
| JP2009543690A (ja) | 高エネルギー密度バイオマス‐水スラリーのための方法 | |
| WO2010119973A1 (ja) | 炭化水素オイル製造システム及び炭化水素オイルの製造方法 | |
| US20130303637A1 (en) | Method and apparatus for producing liquid hydrocarbon fuels from coal | |
| UA79216C2 (en) | Method for preparation of motor fuel from coal | |
| RU2459860C2 (ru) | Способ получения топлив из отходов | |
| US20140051775A1 (en) | Method and apparatus for producing liquid hydrocarbon fuels | |
| RU2333238C2 (ru) | Способ переработки органических отходов (варианты) | |
| CN102712847B (zh) | 生物精炼方法 | |
| US20130118075A1 (en) | System And Method For Thermal Conversion Of Carbon Based Materials | |
| US9650275B2 (en) | Integrated process for the production of bio-oil from sludge coming from a wastewater purification plant | |
| RU2217199C1 (ru) | Способ переработки органических отходов | |
| RU2458966C1 (ru) | Способ переработки органического сырья (варианты) | |
| Sanchez-Hernandez et al. | Efficiency and energetic analysis of the production of gaseous green fuels from the compressed steam and supercritical water gasification of waste lube oils | |
| RU2473663C2 (ru) | Способ комплексной переработки газообразного углеродсодержащего сырья (варианты) | |
| Watanabe et al. | Fe (CO) 5/sulfur-catalyzed liquefaction of yallourn coal in syngas-water systems | |
| Appleford et al. | Thermochemical conversion of animal and human wastes: A review | |
| Wicakso et al. | Artikel/Jurnal_Catalytic decomposition of tar derived from wood waste pyrolysis using Indonesian low grade iron ore as catalyst | |
| UA78628C2 (en) | Process for preparation of synthetic carbon-containing solid waste | |
| PL216345B1 (pl) | Sposób termiczno-katalitycznego recyklingu składników polimerowych obejmujących poliolefiny i polistyren oraz przepracowanych olejów silnikowych w obecności ditlenku węgla oraz instalacja do realizacji sposobu |