BG109247A - Method for the conversion of coal into fuels - Google Patents

Method for the conversion of coal into fuels Download PDF

Info

Publication number
BG109247A
BG109247A BG109247A BG10924705A BG109247A BG 109247 A BG109247 A BG 109247A BG 109247 A BG109247 A BG 109247A BG 10924705 A BG10924705 A BG 10924705A BG 109247 A BG109247 A BG 109247A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
coal
synthesis gas
reactor
gasification
steam
Prior art date
Application number
BG109247A
Other languages
Bulgarian (bg)
Inventor
Чавдар АНГЕЛОВ
Original Assignee
Чавдар АНГЕЛОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чавдар АНГЕЛОВ filed Critical Чавдар АНГЕЛОВ
Priority to BG109247A priority Critical patent/BG109247A/en
Publication of BG109247A publication Critical patent/BG109247A/en
Priority to PCT/BG2006/000004 priority patent/WO2007012151A1/en
Priority to EP06705065A priority patent/EP1996679A1/en
Priority to UAA200600581A priority patent/UA79216C2/en
Priority to EA200600431A priority patent/EA008269B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/721Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06Continuous processes
    • C10J3/18Continuous processes using electricity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/78High-pressure apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093Coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0973Water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/12Heating the gasifier
    • C10J2300/123Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/12Heating the gasifier
    • C10J2300/123Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves
    • C10J2300/1238Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves by plasma
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1625Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with solids treatment
    • C10J2300/1628Ash post-treatment
    • C10J2300/1634Ash vitrification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1659Conversion of synthesis gas to chemicals to liquid hydrocarbons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

The method is applied in the chemical and the petrochemical industries for the manufacture of synthesis gas, which is a raw material for chemical products and synthetic motor fuels. Synthesis gas is produced from high viscosity water-and-coal fuel at higher process efficiency. The method comprises preparation of the water-and-coal mixture and its gasification in two stages. The first one occurs in a vertical stream tubular heat exchanger of a gasification column, and the second one in a heated reactor with the production of synthesis gas and solid residues. There follows a stage of catalytic treatment of synthesis gas into motor fuels. The steam-gas-and-coal mixture in the heat exchanger is subjected to the effect of modulated high frequency fields from 1 to 50 MHz at modulation frequencies ranging from 1 to 200 kHz. In the reactor the steam-, gas- and coal mixture is subjected to the effect of plasma from single electrode high frequency discharges at temperatures ranging from 600 to 800 degrees C. The synthesis gas produced is subjected to electrochemical purification from sulphur and nitrogen compounds, purification from chemical impurities, is compressed and is subjected to conversion by means of polyfunctional catalyst containing iron, zinc and molybdenum oxides in combination with a carrier of aluminium, its oxides and aluminium phosphate. It is possible that the gasification process of the steam-gas-and-coal mixture in the reactor could be carried out in the presence of carbon steam, conversion catalysts applied over the heat insulation coating of the inner reactor walls.

Description

Изобретението се отнася до метод за термична и термохимична преработка на въглища в синтез-газ, приложим в химическата и нефтохимическата промишленост за производство на синтез-газ - суровина за получаване на различни видове химическа продукция и синтетични моторни горива.The invention relates to a method for thermal and thermochemical processing of coal in synthesis gas, applicable in the chemical and petrochemical industries for the production of synthesis gas - raw material for the production of various types of chemical products and synthetic motor fuels.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен е метод за преработване на твърдо гориво, включващ насищането на въглищата с водород при високи температури (над 400 °C) и налягане от 50 до 300 at с последващо разделяне на течни и твърди полупродукти. В последствие, течните продукти се подлагат на хидрогенизационно облагородяване с последващо получаване на компоненти на високооктанов бензин, дизелово гориво, реактивно гориво и газотурбинно гориво, феноли , азотни основи и други продукти [Чулков В.В., Моторнме топлива: ресурси, качество, заменители, М. 1998 ].A method of solid fuel processing is known, including the saturation of coal with hydrogen at high temperatures (above 400 ° C) and a pressure of 50 to 300 at, with subsequent separation of liquid and solid intermediates. Subsequently, the liquid products are subjected to hydrogenation enrichment with subsequent production of components of high-octane gasoline, diesel fuel, jet fuel and gas turbine fuel, phenols, nitrogen bases and other products [Chulkov VV, Motornme fuels: resources, quality, substitutes , M. 1998].

Недостатък на този известен метод, както и на всички известни методи за получаване на горива от въглища чрез хидрогенизация, е необходимостта от използване на значителни количества водород. Обемът на необходимия за това водород превишава средно три пъти обема на получените горива. Този фактор ограничава широкото разпространение на подобни производства.The disadvantage of this known method, as well as all known methods for the production of coal fuels by hydrogenation, is the need to use significant amounts of hydrogen. The volume of hydrogen required for this purpose exceeds, on average, three times the volume of the fuels obtained. This factor limits the widespread use of such productions.

Известен е и метод за получаване на моторни горива от въглища чрез преработването им до синтез-газ (смес от CO + Н2) с последваща негова преработка в моторни горива [Сеттерфилд Ч. Практический курс гетерогенного катализа - М.:Мир, 1984 - 362 с.].A method is also known for the preparation of coal-based motor fuels by processing them to synthesis gas (a mixture of CO + H 2 ) with subsequent processing into motor fuels [Setterfield Ch. pp.].

В този метод необходимата за производство смес от водород и въглероден моноксид се получава при обработването на въглищата с водна пара и кислород.In this method, the mixture of hydrogen and carbon monoxide required for production is obtained by treating coal with water vapor and oxygen.

Известен е и метод за термична преработка на твърдо гориво, •в ·· • · · · ♦· • · · ·· • ··· · ·· • · ·· «··· ·· ·· .4;··· • · ··* • « · • · · ·· ··· включващ предварително смесване на смлени въглища с газообразен окислител и последваща газификация чрез подаване в зона с електрическаThere is also a known method for the thermal processing of solid fuels. •; · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·. ·; ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

дъга с цел векторът на скоростта на така описаната смес да има съставляваща успоредна на оста на дъгата. При този процес средната температура на синтез-газа се поддържа на ниво 1200 - 1700 °C чрез регулиране мощността на електрическата дъга. Като окислител при посочения метод се използва водна пара и кислород в съотношение: водна пара 15-45 %, а кислород 85 55% [FR2491490]. Използването на кислород като окислител води до баластиране на синтез-газа с въглероден диоксид, който е продукт от взаимодействието между въглерод и кислород, а освен това, за получаване на кислород е необходима и специална инсталация. Всичко това води до допълнителен разход на енергия, тъй като е необходимо пречистване на синтез-газа, а получаването и съхраняването на кислорода в необходимия обем води до увеличено потребление на енергия.an arc in order to have the velocity vector of the mixture thus described being parallel to the axis of the arc. In this process, the average synthesis gas temperature is maintained at 1200 - 1700 ° C by adjusting the arc power. In this method, water vapor and oxygen are used as the oxidant in the ratio: water vapor 15-45% and oxygen 85 55% [FR2491490]. The use of oxygen as an oxidant results in the ballasting of carbon dioxide synthesis gas, which is a product of the carbon-oxygen interaction, and a special installation is also required to produce oxygen. All this leads to additional energy consumption, since it is necessary to purify the synthesis gas, and the production and storage of oxygen in the required volume leads to increased energy consumption.

Поддържането на температурата на получавания синтез-газ за сметка на регулирането на мощността на електрическата дъга е ниско ефективно, ненадеждно и сложно, тъй като отделянето на топлина в реактора става както за сметка на горенето на въглищата в кислородна среда, така и за сметка на енергията, отделяща се от електрическата дъга, а се регулира само един източник на топлоотделяне - електрическата дъга.Maintaining the temperature of the resulting synthesis gas at the expense of regulating the power of the arc is low efficient, unreliable and complicated, since the heat is released into the reactor both at the expense of burning the coal in oxygen and at the expense of energy. , which is separated from the electric arc and only one heat source is regulated - the electric arc.

Посочените недостатъци съществено снижават техникоикономическите показатели и усложняват процеса като цяло.These disadvantages significantly reduce the technical and economic indicators and complicate the process as a whole.

Известен е метод за преработване на въглища в синтез-газ, включващ подготовката на въглищата във вид на колоидно-дисперсна горивна система със среден повърхностен размер на частиците на дисперсната фаза не поголям от 1 pm, газификация на получената горивна смес на един стадий в реактор с вертикално разположени тръби, в които се подава посочената горивна смес като при това температурата на топлоносителя в ·· ·· ·« ···· ·□ ···· ···· · · · ··· ·«· · ♦ · · · ··· • ♦·· 9 · · · · · · · • 9 · · 9 ·· · «··· ·♦ ·· · ·· ··· междутръбното пространство на реактора се поддържа в диапазона 400 1000 °C, а температурата в тръбите - в диапазона 200 - 800 °C [RU2190661]. Недостатък на този метод е неговата ниска енергийна ефективност при процеса на получаване на синтез-газ, тъй като:A method of converting coal into synthesis gas is known, comprising the preparation of coal in the form of a colloidal-dispersed combustion system with an average surface particle size of the dispersed phase not greater than 1 pm, gasification of the resulting single-stage combustion mixture in a reactor with vertically positioned tubes in which the said fuel mixture is fed, with the temperature of the coolant being fed into the coolant in 9 · 9 · 9 · 9 · 9 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ora is maintained in the range 400 1000 ° C and the temperature in the pipes is in the range 200 - 800 ° C [RU2190661]. The disadvantage of this method is its low energy efficiency in the synthesis gas production process, since:

- приготвянето на колоидно-дисперсната горивна система е съпроводено със смилане не само на органичната, но и на минералната съставка на въглищата до средно повърхностен размер на частиците на дисперсната фаза не по-голям от 1 pm, което значително повишава разхода на енергия за смилането им;- preparation of the colloidal-dispersed combustion system is accompanied by grinding not only the organic but also the mineral component of the coal to an average surface size of the particles of the dispersed phase not exceeding 1 pm, which significantly increases the energy consumption for grinding them ;

- независимото нагряване на топлоносителя, подаван в междутръбното пространство на реактора до 1000 °C при наличие на горещ въздух, охлаждащ синтез-газа след тръбния охладител, води до излишен разход на енергия за подгряване на дисперсната горивна система;- the independent heating of the coolant supplied to the reactor tube in the annulus up to 1000 ° C in the presence of hot air, cooling the synthesis gas after the tube cooler, leads to excessive energy consumption for heating the dispersed combustion system;

- използването на правотоков тръбен охладител за охлаждане на синтез-газа, вместо противотоков също се явява неефективно.- the use of a straight-line pipe cooler to cool the synthesis gas, instead of a counter-current, is also inefficient.

Препоръчителният диапазон на температурата за газификация от 200 до 800 °C не осигурява ефективно протичане на процеса при използване на ниско-реакционни въглища, например антрацит.The recommended temperature range for gasification from 200 to 800 ° C does not ensure the efficient running of the process using low-reaction coals such as anthracite.

Освен това, при недетерминирано масовото съотношение на въглища и вода в приготвяната дисперсно-колоидна горивна система не е възможно да се определи разходът на енергия за получаването на синтез-газ.In addition, in the non-deterministic mass ratio of coal and water in the prepared dispersed-colloidal fuel system, it is not possible to determine the energy consumption for the synthesis gas.

Известен е и плазмо-термичен метод за преработване на въглища в синтез-газ, включващ подготовка, термообработка и газификация на въглищата с помощта на плазма в плазмореактор, като процесът на газификация се осъществява в три стадия, два от които протичат в тръбни топлообменници, а третият заключителен стадий протича непосредствено в обема на плазмореактора едновременно с процеса на високотемпературна пиролиза в присъствието на реагент. Подготовката на въглищата се осъществява чрез тяхното диспергиране в метанолова вода, в която се • · • · · · · · · · · · · • ····· ·· · · · · • ···· · · · ······ ·· · ····· добавят повърхностно активни вещества - алкилоамиди и получената въглищна суспензия при първия стадий на газификация се нагрява в тръби до 200 - 300 °C в потока на изходящите от газификационната колона димни газове, подавани в междутръбното пространство на реактора, а преди втория стадий на газификация, въглищната суспензия се нагрява до 900 - 1100 °C в потока на синтез-газа, отвеждан от плазмореактора. Като реагент при високотемпературна пиролиза се използва водна пара, която се впръсква в реакционната зона с помощта на плазмени източници. Полученият в плазмореактора синтез-газ се охлажда и пречиства от примеси в центробежно-барботажен апарат с помощта на атмосферен въздух и вода, като атмосферният въздух впоследствие се използва с част от синтез-газа в горивното устройство на газификационната колона, а водата се подава в диспергиращо устройство за приготвяне на въглищната суспензия. [RU2047650].There is also a known Plasma-Thermal Method for Coal-to-Gas Processing, which involves the preparation, heat treatment and gasification of coal by means of plasma in a plasma reactor, the gasification process being carried out in three stages, two of which take place in tube heat exchangers, and the third final step takes place directly in the volume of the plasma reactor simultaneously with the process of high temperature pyrolysis in the presence of a reagent. The preparation of the coal is done by dispersing them in methanol water, which is used in the preparation of coal. · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · - - - - - - - - - - - - -. reactor space, and before the second gasification step, the coal slurry is heated to 900 - 1100 ° C in the synthesis gas stream discharged from the plasma reactor. Water vapor is used as a reagent for high temperature pyrolysis, which is injected into the reaction zone using plasma sources. The synthesis gas obtained in the plasma reactor is cooled and purified from impurities in a centrifugal-bubbler apparatus by means of atmospheric air and water, the atmospheric air subsequently being used with a portion of the synthesis gas in the combustion apparatus of the gasification column and the water supplied to a dispersing apparatus for preparing the coal slurry. [RU2047650].

Недостатък на този метод е сложността на технологичния процес, който се осъществява в три стадия с предварително подгряване на водновъглищната суспензия до 200 - 300 °C, с едновременно изгаряне на част от синтез-газа и с използване на отвеждания от плазмореактора синтез-газ, нагрят до температура 2200 - 2700 °C. За целите на предварителното подгряване и осъществяването на първия и втория стадий на газификация в температурния диапазон 900 - 1100 °C е достатъчно да се използва топлината, акумулирана в синтез-газа, който се отвежда от плазмореактора.The disadvantage of this method is the complexity of the technological process, which is carried out in three stages with preheating of the coal slurry to 200 - 300 ° C, with simultaneous combustion of part of the synthesis gas and using the synthesis gas extracted from the plasma reactor, heated up to 2200 - 2700 ° C. For the purposes of preheating and carrying out the first and second gasification steps in the temperature range 900 - 1100 ° C, it is sufficient to use the heat stored in the synthesis gas discharged from the plasma reactor.

И при този метод е завишен разходът на енергия за производство на синтез-газ, което е свързано с вкарването в плазмореактора на парогазовъглищна суспензия, състояща се от въглероден окис, въглероден диоксид, водород, водни пари и не реагирали въглищни частици. В плазмореактора като реагент се използват водни пари, което води до допълнителна баластировка на газообразните продукти от газификацията с ·· ···· • · · · • · · · • · · • · · · · • · • · · · · · водна пара и прости въглеводороди, които се образуват температури от 2200 - 2700 °C.In this method, too, the consumption of energy for the production of synthesis gas is increased, which is related to the introduction into the plasma reactor of a vapor-carbon suspension consisting of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, water vapor and unreacted carbon particles. Water vapor is used as a reagent in the plasma reactor, which results in additional ballasting of the gaseous products by gasification with the gas. water vapor and simple hydrocarbons that form temperatures of 2200 - 2700 ° C.

Прилаганата при този метод схема за взаимодействие на плазмените струи на парата със струите на газифициращата се смес и организацията на връщане на нереагиралите органични въглищни частици в реакционната зона за пълното им превръщане в газ, в еднаква степен се отнася и за твърдите минерални въглищни частици, които не реагират с парната фаза, вследствие на което се натрупват във високотемпературната зона на плазмореактора. Поради високите температури и дългото пребиваване в плазмореактора, металните окиси, които влизат в минералния състав на въглищата се разтапят и се създава възможност за химическо взаимодействие с въглерода, при което се образуват метали, техни карбиди и въглеродни оксиди, за което се изразходва значителна част от енергията и което, като цяло, снижава калоричността на синтез-газа за сметка на насищането му с въглеродни оксиди.The scheme for the interaction of the plasma vapor jets with the jets of the gasifier mixture and the organization of the return of unreacted organic carbon particles to the reaction zone for their full conversion to gas are equally applicable to the solid mineral carbon particles, which do not react with the vapor phase, as a result of which they accumulate in the high temperature zone of the plasma reactor. Due to the high temperatures and long residence in the plasma reactor, the metal oxides that make up the mineral composition of the coal are melted down and the possibility of chemical interaction with carbon is created, resulting in metals, carbides and carbon oxides, which consumes a significant amount of energy, which generally reduces the calorific value of synthesis gas at the expense of saturation with carbon oxides.

Най-близък до настоящото изобретение е методът за получаване на синтез-газ от водовъглищна суспензия [RU2233312], включващ подготовка и газификация на водовъглищна суспензия, като газификацията се осъществява в два етапа, първият от които се провежда във вертикален противоточен тръбен топлообменник на газификационната колона, а вторият - в реактор за нагряване със свръхвисокочестотно излъчване (СВЧ - реактор). При този метод, подготовката на водовъглищната суспензия се осъществява чрез диспергиране на въглищата във водна фаза до размер на частиците на твърдата фаза от 10 до 30 pm с масова концентрация на органичната съставка на въглищата във водовъглищната суспензия от 32% до 48%. В първия етап на газификация, получената водовъглищна суспензия се насочва към топлообменник на газификационната колона под налягане 0.5 -10 МРа, където се нагрява до температура 500 - 700 °C до образуването на парогазовъглищна суспензия. По-нататък, тази суспензия се насочва в • 4 4 4·4 • 444Closest to the present invention is the method of producing synthesis gas from a water-coal suspension [RU2233312] comprising the preparation and gasification of a water-coal suspension, the gasification being carried out in two steps, the first of which is carried out in a vertical counter-flow tube heat exchanger of the gasification and the second in a ultra-high frequency (microwave reactor) heating reactor. In this method, the preparation of the coal slurry is carried out by dispersing the coal in the aqueous phase to a particle size of the solid phase from 10 to 30 pm with a mass concentration of the organic component of the coal in the coal slurry from 32% to 48%. In the first gasification step, the resulting coal slurry is directed to a heat exchanger of the gasification column at a pressure of 0.5 -10 MPa, where it is heated to a temperature of 500-700 ° C until a steam-coal slurry is formed. Further, this suspension is targeted at • 4 4 4 · 4 • 444

4·· · · · ·· · ··· ·· · 4· ··· • 4 · · 4 · ·· 44 444 · · · · · · · · · · · · · 4 · · · · 4 · · 4 · · · 44 44

444444 4 • 444 ·· 44 4 44 ··· пароструйна мелница за раздробяване частиците на твърдата фаза до фино дисперсно състояние 1-3 pm. Раздробената до зададената големина парогазовъглищна суспензия се подава за втори етап на газификация - в реактор за нагряване чрез СВЧ-реактора, където се нагрява до температура 700 - 1500 °C до получаването на синтез-газ. Полученият синтез-газ се охлажда в топлообменника на газификационната колона с помощта на водовъглищната суспензия, постъпваща в топлообменника и се пречиства от баластните вещества с помощта на вода, която се използва за приготвянето на водовъглищната суспензия.444444 4 • 444 ·· 44 4 44 ··· steam mill for crushing the solid phase particles to a finely dispersed state 1-3 pm. The steam-to-coal slurry, broken down to a predetermined size, is fed to a second stage of gasification, into a microwave reactor, where it is heated to a temperature of 700 - 1500 ° C until synthesis gas is obtained. The resulting synthesis gas is cooled in the heat exchanger of the gasification column with the help of the water-coal slurry entering the heat exchanger and purified from the ballast substances with water, which is used for the preparation of the water-coal slurry.

За разлика от метода, описан в патент [RU2190661] тук провежданият процес на газификация се осъществява на два етапа, вместо на три, което позволява да се опрости технологията за получаване на синтез-газ. Освен това процесът за подготовка на водовъглищната суспензия се осъществява с раздробяване на първоначално влаганите въглища чрез диспергиране във водна фаза до разделянето на свързаните органични и минерални частици на въглищата (до размер на частиците на твърдата фаза 10-30 μπι), което позволява да се избегне раздробяването на най-твърдите и трудно диспергиращи се минерални въглищни частици до размер на фината дисперсната фракция, по-малък от 1 μπι, с което се снижава значително разходът на енергия за приготвянето на водовъглищната суспензия.Unlike the method described in patent [RU2190661], the gasification process carried out here is carried out in two steps instead of three, which allows to simplify the synthesis gas production technology. In addition, the process of preparation of the coal slurry is carried out by fragmenting the initially deposited coal by dispersing it in the aqueous phase until separation of the associated organic and mineral particles of the coal (up to 10-30 μπι solid phase particles), which avoids the crushing of the hardest and most difficult to disperse mineral coal particles to a fine dispersion fraction of less than 1 μπι, which significantly reduces the energy consumption for the preparation of the water-coal slurry enzyme.

При това, масовата концентрация на органичната част на въглищата във водовъглищната суспензия съставлява 32% - 48%, което осигурява ниски значения на вискозитета на водовъглищната суспензия даже при големина на въглищните частици в границите 10-30 pm, а в резултат на това се повишава ефективността на процеса на получаване на синтез-газ.Moreover, the mass concentration of the organic part of the coal in the coal slurry is 32% - 48%, which provides low viscosity values of the coal slurry even at the size of the coal particles in the range of 10-30 pm, and as a result increases the efficiency of the synthesis gas production process.

В първия етап на газификация, получената водовъглищна суспензия под налягане 0.5 - 10 МРа се нагрява в топлообменник до температура 500 700 °C, при което се образува парогазовъглищна суспензия. Така проведеният ·· ·« ·· ···· ·· 7·*· ··«· · « ···· ·· · · · · · ···· • «···· · · ·· ·.In the first gasification step, the resulting coal-water slurry under pressure of 0.5 - 10 MPa is heated in a heat exchanger to a temperature of 500 700 ° C to form a steam-coal slurry. This is how · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · .

• ···· ··· • · · · · · ·· · ·· ··· процес на газификация протича по-интензивно в сравнение с газификацията, протичаща при атмосферно налягане.The gasification process is more intense than gasification at atmospheric pressure.

Използването на пароструйна мелница не е свързано с допълнителен разход на енергия за раздробяване, тъй като при нея се използва енергия, акумулирана в прегрятата парогазовъглищна суспензия във вид на повишено налягане (0.5 - 10 МРа) и повишена температура 500 - 700 °C. Следва да се отбележи, че на дораздробяване се подлагат предимно порести частици от коксовия остатък на органичната съставка на въглищата, като това става както при сблъсъка на частиците една в друга, така и от разликата между налягането вътре в самите частици и налягането в работната камера на мелницата. Частиците, влизащи в минералния състав на въглищата, се дораздробяват в значително по-малка степен, тъй като при тях порестост практически отсъства.The use of a steam mill is not associated with additional energy consumption for crushing, as it uses energy accumulated in the superheated steam-coal suspension in the form of high pressure (0.5 - 10 MPa) and an elevated temperature of 500 - 700 ° C. It should be noted that mainly the porous particles of the coke residue of the organic constituent of coal are subjected to fragmentation, both in the case of particle collisions with each other and in the difference between the pressure inside the particles and the pressure in the working chamber of the coal. the mill. The particles contained in the mineral composition of the coal are further refined to a much lesser extent, since their porosity is practically absent.

Вторият етап на газификация протича в СВЧ-реактор, в който под въздействието на свръхвисокочестотно електромагнитно излъчване се осъществява пряко нагряване на цялата реагираща маса на парогазовъглищната суспензия до температури 700 - 1500 °C. В резултат на това въздействие, за сметка на поглъщането на СВЧ-енергия, процесът на газификация на парогазовъглищната суспензия се съпровожда от понататъшно диспергиране на твърдите частици, което води до интензифициране процеса на газификация и до по-пълно използване на въглерода.The second stage of gasification takes place in a microwave reactor in which, under the influence of ultra-high-frequency electromagnetic radiation, the entire reaction mass of the steam-coal suspension is heated to temperatures of 700 - 1500 ° C. As a result of this, at the expense of the absorption of microwave energy, the gasification process of the steam-coal suspension is accompanied by the further dispersion of the solid particles, which leads to the intensification of the gasification process and to a fuller use of carbon.

Недостатък на този метод, който е прототип, е протичането на процеса в такъв високотемпературен интервал, който до увеличаване на разхода на енергия, снижаване на икономическата ефективност на процеса, частично разтапяне на минералните съставки на въглищата и образуване на сажди.The disadvantage of this method, which is a prototype, is that the process is carried out at such a high temperature range that, to an increase in energy consumption, reducing the economic efficiency of the process, partial melting of the mineral components of coal and the formation of soot.

Други недостатъци на метода са ниската интензивност на процеса на получаване на синтез-газ и техническата сложност за въвеждане на СВЧизлъчване вътре в реактора чрез вълноводи.Other disadvantages of the method are the low intensity of the synthesis gas production process and the technical complexity of introducing microwave radiation into the reactor via waveguides.

Задача на изобретението е да се създаде метод за преработка на въглища в горива с повишена ефективност на процеса за получаване на синтез-газ от високовискозитетно водовъглищно гориво.It is an object of the invention to provide a method for processing coal into fuels with a high efficiency of the process of producing synthesis gas from high-viscosity coal water.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОSUMMARY OF THE INVENTION

Тази задача се създава, като се създава метод за преработка на въглища в горива, който включва приготвяне на водовъглищна смес и нейната газификация в два етапа. Първият от тях протича във вертикален проточен тръбен топлообменник на газофикационна колона, а вторият - в нагряващ се реактор с получаване на синтез-газ и твърди остатъци. Следващ етап на каталитична преработка на синтез-газ в моторни горива, Характерно е, че парогазовъглищната смес в топлообменника се подлага на въздействие на модулирани високочестотни полета в честотния диапазон от 1 MHz до 50 MHz при честоти на модулация в диапазона от 1 KHz до 200 KHz. В реактора парогазовъглищната смес се подлага на въздействието на плазма от едноелектродни високочестотни разряди при температура 600 - 800 °C. Полученият синтез-газ се подлага на електрохимично очистване от съединенията на сяра и азот, очистване от химически примеси, компримира се и се подлага на преобразуване с помощта на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и молибдена в комбинация с носител - алуминий, неговите оксиди и алуминиев фосфат.This task is created by creating a method of processing coal into fuels, which involves the preparation of a water-coal mixture and its gasification in two stages. The first one flows into a vertical flow tube heat exchanger on a gasification column, and the second into a heated reactor to produce synthesis gas and solid residues. The next step of catalytic processing of synthesis gas in motor fuels, it is characteristic that the steam-coal mixture in the heat exchanger is exposed to modulated high-frequency fields in the frequency range from 1 MHz to 50 MHz at modulation frequencies in the range from 1 KHz to 200 KHz . In the reactor, the vapor-carbon mixture is exposed to plasma from single-electrode high-frequency discharges at a temperature of 600 - 800 ° C. The resulting synthesis gas is subjected to electrochemical purification from sulfur and nitrogen compounds, purification from chemical impurities, compressed and subjected to conversion using a polyfunctional catalyst containing iron oxides, zinc and molybdenum in combination with a carrier aluminum, their oxides and aluminum phosphate.

Възможно е процесът на газификация на парогазовъглищната смес в реактора да се провежда в присъствие на катализатори за паровата конверсия на въглерода, нанесени върху топлоизолиращото покритие на вътрешните стени на реактора.The gasification process of the gas-carbon mixture in the reactor may be carried out in the presence of catalysts for the steam conversion of carbon deposited on the thermal insulation coating of the inner walls of the reactor.

Предимство на изобретението е, че методът за преработка на въглища в горива е с повишена ефективност на процеса за получаване на синтез-газ от високовискозитетно водовъглищно гориво.An advantage of the invention is that the method of processing coal into fuels has increased the efficiency of the process of producing synthesis gas from high-viscosity coal water.

• · ·· ·· ··· ·· ^«·· • · · · ·· · • · · · ····· • ····· ·· ·· ·· • ···· · ··• · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ..............DESCRIPTION OF THE FIGURES Attached ..............

По-подробно изобретението е показано с едно примерно изпълнение на инсталацията за осъществяване на метода за преработка на въглища в горива, показано на фигурата, която е схема на тази инсталация.The invention is illustrated in more detail by an exemplary embodiment of an installation for carrying out the method of processing coal into fuels shown in the figure which is a diagram of that installation.

ПРИМЕРНО ИЗПЪЛНЕНИЕ И ДЕЙСТВИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXAMPLE IMPLEMENTATION AND ACTION OF THE INVENTION

Инсталацията на фигурата е едно възможното изпълнение за реализация на метода. За разлика от прототипа, парогазовъглищната смес се подава чрез помпа 1 във вертикален противоточен тръбен топлообменник 2 на газификационната колона 3 и допълнително се обработва посредством високочестотни електромагнитни полета. Подаването на високочестотна енергия в парогазовъглищната смес се извършва посредством метални пръти 4, които са изцяло покрити с диелектрични материали (например, керамика, кварц) 5. Тези метални пръти 4 са свързани към високочестотен генератор 6, осигуряващ в работен режим предаването на високочестотна мощност в парогазовъглищната смес при носеща честота 1-50 MHz и честота на модулация 1- 200 KHz. В посочения честотен диапазон протича интензивно поглъщане на високочестотната мощност от парогазовъглищната смес. По този начин се осъществява управлението на процеса на газификация на водовъглищното гориво чрез изменението на температурата на процеса, а освен това протича интензификацията на смесването на обработваното гориво посредством модулирани високочестотни електромагнитни вълни.The installation of the figure is one possible implementation for implementing the method. Unlike the prototype, the steam-coal mixture is fed by pump 1 into a vertical counter-flow tube heat exchanger 2 of the gasification column 3 and further processed by high-frequency electromagnetic fields. The supply of high-frequency energy to the coal-gas mixture is carried out by means of metal bars 4, which are completely covered with dielectric materials (for example, ceramics, quartz) 5. These metal bars 4 are connected to a high-frequency generator 6, providing in working mode the transmission of high-frequency power in vapor-carbon mixture at carrier frequency 1-50 MHz and modulation frequency 1- 200 KHz. Intensive absorption of high-frequency power from the steam-coal mixture takes place in the specified frequency range. In this way, the process of gasification of the hydrocarbon fuel is controlled by changing the temperature of the process, and the intensification of the mixing of the treated fuel by modulated high-frequency electromagnetic waves is also carried out.

Вторият етап на метода е свързан с допълнителен процес на газификация на парогазовъглищната смес, която се подава по тръбопроводи 7 в реактор8, в който вътрешните стени са покрити със специален материал на основата на огнеупорно покритие, имащо не само малка топлопроводност и малка топлоемкост, но и катализиращи свойства в реактора при паровата конверсия на въглерода в синтез-газ. Използването на такъв материал, явяващ се катализатор, позволява да се ускори процесът на газификация на въглерода при относително ниски температури (до 400 °C), което при други ·· ·«·· • · равни условия позволява да се увеличи производителността на инсталацията за производство на синтез-газ до 1.5 - 2 пъти.The second step of the method involves the additional gasification process of the steam-coal mixture, which is fed through pipelines 7 into the reactor8, in which the inner walls are covered with a special material based on a refractory coating having not only low thermal conductivity and low heat capacity, but also catalytic properties of the reactor in the vapor conversion of carbon to synthesis gas. The use of such material, being a catalyst, allows the process of carbon gasification to be accelerated at relatively low temperatures (up to 400 ° C), which, under other conditions of equal conditions, increases the productivity of the installation for production of synthesis gas up to 1.5 - 2 times.

Освен това, в реактора се осъществява допълнителна обработка на парогазовъглищната смес посредством силно неравновесна плазма, създавана от едноелектродни високочестотни разряди, генериращи се от специално изготвени електроди с формата на острие 9 вътре в генератора, независимо от химическия състав на парогазовъглищната смес и топлинния режим.In addition, the reactor undergoes further treatment of the vapor-carbon mixture by a highly non-equilibrium plasma created by single-electrode high-frequency discharges generated by specially designed electrodes with the shape of a blade 9 inside the generator, regardless of the chemical composition of the vapor-carbon mixture and the thermal regime.

Подаването на СВЧ-енергия към гореописаните електроди се осъществява от високочестотни генератори 10. Те работят при честота 1-40 MHz и честота на модулация 0.5 - 50 KHz.The supply of microwave energy to the above electrodes is carried out by high frequency generators 10. They operate at a frequency of 1-40 MHz and a modulation frequency of 0.5 - 50 KHz.

СгCg

При това в реактора парогазовъглищната смес се подлага на въздействие, както от плазма от едноелектродни разряди, така и от високочестотни електромагнитни полета, при което възникват фулерени, фулерити, повишаващи получаваното количество синтез-газ от обработваната смес.In the reactor, the vapor-carbon mixture is exposed to both plasma of single-electrode discharges and high-frequency electromagnetic fields, whereby fullerenes, fullerenes arise, increasing the amount of synthesis gas obtained from the treated mixture.

Отличителните признаци на изобретението са:Features of the invention are:

- Използване на високочестотна енергия при двата етапа на получаване на синтез-газ от парогазовъглищна смес;- Utilization of high-frequency energy in the two stages of synthesis gas synthesis from a coal-gas mixture;

- Използване на силно неравновесна плазма от едноелекроден- Use of highly unbalanced single-electrode plasma

О високочестотен разряд на втория етап на получаване на синтез-газ от парогазовъглищна смес;O high frequency discharge of the second stage of synthesis gas synthesis from a steam-coal mixture;

- Използване на покритие на вътрешните стени на реактора от огнеупорен материал, притежаващ не само устойчивост на химическо и механично въздействие от парогазовъглищната смес, но и силни катализиращи свойства при паровата конверсия на въглерода;- Use of a coating on the inner walls of the reactor made of a refractory material having not only the chemical and mechanical resistance of the steam-coal mixture, but also the strong catalytic properties of the steam conversion of carbon;

- Превръщането на синтез-газ в синтетични моторни горива протича при наличието на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и молибдена, алуминий, неговите оксиди и алуминиев фосфат.- The conversion of synthesis gas to synthetic motor fuels takes place in the presence of a multifunctional catalyst containing oxides of iron, zinc and molybdenum, aluminum, its oxides and aluminum phosphate.

♦ · ····· · ···

11...11 ...

Реализацията на предлагания метод, в сравнение с прототипа, имаThe implementation of the proposed method, compared to the prototype, there

редица оригинални технологични способи и конструктивни решения на технологичните процеси, които се състоят в следното:a number of original technological methods and constructive solutions of technological processes, consisting of the following:

- Вътре в реакционната газофикационна колона (3) се осъществява активизиране на процеса на производство на синтез-газ посредством моделирани високочестотни полета, което позволява да се понижи температурата на процеса до 500 - 800 °C.- Within the reaction gasification column (3), the synthesis gas production process is activated by means of modeled high-frequency fields, which allows the process temperature to be lowered to 500-800 ° C.

- В реактора 8 се осъществява въздействие върху парогазовъглищната смес от страна на плазма от едноелектродни високочестотни разряди с последващо образуване на фулереноподобни съединения, което като цяло усилва процеса на газификация на обработваната смес.- Reactor 8 exerts an effect on the vapor-carbon mixture by plasma of single-electrode high-frequency discharges followed by the formation of fullerene-like compounds, which generally intensifies the gasification process of the treated mixture.

- Вътрешните стени на реактора 8 се облицоват с материал, притежаващ не само топлоизолиращи, но и катализиращи свойства, което позволява да се повиши интензивността на процеса на получаване на синтезгаз от парогазовъглищната смес и с това да се съкрати времето за обработката и в реактора.- The inner walls of the reactor 8 are lined with material having not only thermal insulation but also catalytic properties, which allows to increase the intensity of the synthesis gas production process from the steam-coal mixture and thus to shorten the processing time in the reactor.

Процесът на газификация на парогазовъглищната смес се осъществява по следния начин:The process of gasification of the steam-coal mixture is as follows:

Подготвената водовъглищна смес с частици с размери не по-големи от 30 pm се подава посредством помпа 1 при налягане 0.1 - 3.0 МРа във вертикален противоточен тръбен топлообменник 2 на газификационната колона 3. В газификационната колона 3 водовъглищната смес се нагрява до 200 - 400 °C до образуването на парогазовъглищна суспензия, като тя се обработва чрез модулирани високочестотни полета. Подаването на СВЧмощност става посредством метални пръти 4, покрити с диелектричен материал 5. Металните пръти са непосредствено включени към високочестотните генератори 6, които работят на носеща честота 1-50 MHz и честота на модулация 1 - 200 KHz.The prepared charcoal mixture with particle sizes not exceeding 30 pm is supplied by pump 1 at a pressure of 0.1 - 3.0 MPa into a vertical counterflow tube heat exchanger 2 of the gasification column 3. In the gasification column 3, the coal mixture is heated to 200 - 400 ° C. to the formation of a coal-vapor suspension, which is treated by modulated high frequency fields. The microwave power is supplied by metal rods 4 coated with dielectric material 5. The metal rods are directly connected to the high-frequency generators 6, which operate on a carrier frequency of 1-50 MHz and a modulation frequency of 1 - 200 KHz.

4*4 ···4 * 4 ···

44

Процесът на газификация, който протича за сметка на поглъщането на електромагнитна енергия, започва в средната част на реактора, а найинтензивно протича в горната част на реактора при температури 500 - 700 °C.The gasification process, which takes place at the expense of the absorption of electromagnetic energy, begins in the middle of the reactor, and takes place most intensively in the upper part of the reactor at temperatures of 500 - 700 ° C.

Частично газифицираната парогазовъглищна суспензия се подава по тръбопроводите 7 в реактор 8 през статичен смесител 11, където под въздействието на високочестотните полета и плазмата от едноелектродни разряди, парогазовъглищната смес се нагрява до температура 500 - 800 °C. Вътрешните стени на реактора 8 са облицовани с топлоизолиращо покритие на външната повърхност, на което е нанесен слой от катализатор, използващThe partially gasified vapor-carbon slurry is fed through the pipelines 7 into the reactor 8 through a static mixer 11, where, under the influence of high-frequency fields and plasma from single-electrode discharges, the vapor-carbon mixture is heated to a temperature of 500 - 800 ° C. The inner walls of the reactor 8 are lined with a heat-insulating coating on the outer surface, which has a layer of catalyst using

се при паровата конверсия на въглерода.in the steam-to-carbon conversion.

Получаваният в реактора 8 синтез-газ, заедно с баластните вещества, постъпва в междутръбното пространство на газификационната колона 3, където като охладител се използва водовъглищната смес, постъпваща в тръбната част на топлообменника 2. След преминаването през топлообменника, синтез-газът се подава в устройство за очистване 12, например центробежно-барботажен апарат, в който при непосредствения контакт с охлаждащата вода, синтез-газът се охлажда до температурата на околната среда и от него се отделят баластните вещества на продуктите на газификацията (водна пара, пепелни частици на въглищата, сероводород, въглероден диоксид и т.н.). Очистеният синтез-газ се нагнетява с компресор и по тръбопроводи се подава към потребителите. Очистената вода се подава към тръбопровода на оборотната вода. Пепелните остатъци от газификацията се отвеждат от долната част на газификационната колона и се насочват за понататъшно преработване. Масовото съотношение между водата и органичната част на твърдата фаза на водовъглищната смес се определя от условието, че съдържанието на вода трябва да превишава с 10-20% количеството вода необходимо съгласно стехиометричното уравнение на реакцията на газификация на въглерода с водната пара и зависи от съдържанието на въглерод във въглищата [RU2233312]. При масово • * *·The synthesis gas obtained in the reactor 8, together with the ballast substances, enters the interstitial space of the gasification column 3, where the water-coal mixture entering the tubular part of the heat exchanger is used as a cooler. After passing through the heat exchanger, the synthesis gas is fed into a device for cleaning 12, for example a centrifugal-bubbling apparatus in which, in direct contact with cooling water, the synthesis gas is cooled to ambient temperature and the ballast substances of the products of gasification (water vapor, ash particles of coal, hydrogen sulfide, carbon dioxide, etc.). The purified synthesis gas is pumped with a compressor and piped to consumers. The purified water is fed to the circulating water pipeline. The ash residues from the gasification are removed from the bottom of the gasification column and sent for further processing. The mass ratio between water and the organic part of the solid phase of the coal-carbon mixture is determined by the condition that the water content must exceed by 10-20% the amount of water required according to the stoichiometric equation of the reaction of gasification of carbon with water vapor and depends on the content of carbon in coal [RU2233312]. Massively • * * ·

13...13 ...

• · · · · · · ···· • ···«· · · ·· ♦ * • ···· · · · ······ ♦· · ·«·«· съотношение на въглерода във въглищата в границите 0.96 - 0.6 масовата концентрация на въглища във водовъглищната смес е приблизително на 32 48%.• · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Carbon Ratio in Coal within the limits of 0.96 - 0.6 the mass concentration of coal in the coal mixture is approximately 32 48%.

Полученият синтез-газ се насочва за електрохимична и плазмохимична обработка при температура приблизително 600 °C за максималното отстраняване на съединенията на сяра и азот. След това синтез-газът се охлажда, очиства се от химически примеси, компримира се и се насочва в реактор за синтез на въглеводороди при температура 300 °C и налягане 3 МРа. Синтезът на течните въглеводороди протича при наличието на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и молибдена в комбинация с носител - алуминий, неговите оксиди и алуминиев фосфат. Общото количество на произведените синтетични горива е 190 g/nm3 синтез-газ при 90% конверсия на въглеродните оксиди.The resulting synthesis gas is directed for electrochemical and plasma-chemical treatment at approximately 600 ° C for maximum removal of sulfur and nitrogen compounds. The synthesis gas is then cooled, cleaned of chemical impurities, compressed and directed to a hydrocarbon synthesis reactor at 300 ° C and 3 MPa pressure. The synthesis of liquid hydrocarbons takes place in the presence of a multifunctional catalyst containing oxides of iron, zinc and molybdenum in combination with a carrier - aluminum, its oxides and aluminum phosphate. The total amount of synthetic fuels produced is 190 g / nm 3 synthesis gas at 90% conversion of carbon oxides.

Claims (2)

1. Метод за преработка на въглища в горива, включва приготвяне на водовъглищна смес и нейната газификация в два етапа, като първият от тях протича във вертикален проточен тръбен топлообменник на газофикационна колона, а вторият - в нагряващ се реактор с получаване на синтез-газ и твърди остатъци, както и етап на каталитична преработка на синтез-газ в моторни горива, характеризиращ се с това, че парогазовъглищната смес в топлообменника се подлага на въздействие на модулирани високочестотни полета в честотния диапазон от 1 MHz до 50 MHz при честоти на модулация в диапазона от 1 KHz до 200 KHz, а в реактора парогазовъглищната смес се подлага на въздействието на плазма от едноелектродни високочестотни разряди при температура 600 - 800 °C, а полученият синтез-газ се подлага на електрохимично очистване от съединенията на сяра и азот, очистване от химически примеси, компримира се и се подлага на преобразуване с помощта на полифункционален катализатор, съдържащ оксиди на желязото, цинка и молибдена в комбинация с носител - алуминий, неговите оксиди и алуминиев фосфат.1. A method of processing coal into fuels involves the preparation of a water-coal mixture and its gasification in two steps, the first of which is in a vertical flow tube heat exchanger on a gasification column and the second in a heated reactor to produce synthesis gas and solid residues, as well as a step of catalytic processing of synthesis gas in motor fuels, characterized in that the steam-coal mixture in the heat exchanger is exposed to modulated high-frequency fields in the frequency range from 1 MHz to 50 MHz at frequencies of the modulation in the range from 1 KHz to 200 KHz, and in the reactor the vapor-carbon mixture is exposed to plasma from single-electrode high-frequency discharges at a temperature of 600 - 800 ° C, and the resulting synthesis gas is subjected to electrochemical purification from the sulfur and nitrogen compounds. , impurities, compressed and transformed with a polyfunctional catalyst containing oxides of iron, zinc and molybdenum in combination with a carrier - aluminum, its oxides and aluminum phosphate. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че процесът на газификация на парогазовъглищната смес в реактора се провежда в присъствие на катализатори за паровата конверсия на въглерода, нанесени върху топлоизолиращото покритие на вътрешните стени на реактора.2. The method according to claim 1, characterized in that the gasification process of the gas-carbon mixture in the reactor is carried out in the presence of catalysts for the steam conversion of carbon deposited on the thermal insulation coating of the inner walls of the reactor.
BG109247A 2005-07-29 2005-07-29 Method for the conversion of coal into fuels BG109247A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG109247A BG109247A (en) 2005-07-29 2005-07-29 Method for the conversion of coal into fuels
PCT/BG2006/000004 WO2007012151A1 (en) 2005-07-29 2006-01-17 A method of converting coal into fuels
EP06705065A EP1996679A1 (en) 2005-07-29 2006-01-17 A method of converting coal into fuels
UAA200600581A UA79216C2 (en) 2005-07-29 2006-02-09 Method for preparation of motor fuel from coal
EA200600431A EA008269B1 (en) 2005-07-29 2006-03-16 A method of converting coal into fuels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG109247A BG109247A (en) 2005-07-29 2005-07-29 Method for the conversion of coal into fuels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BG109247A true BG109247A (en) 2005-11-30

Family

ID=35614578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG109247A BG109247A (en) 2005-07-29 2005-07-29 Method for the conversion of coal into fuels

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1996679A1 (en)
BG (1) BG109247A (en)
EA (1) EA008269B1 (en)
UA (1) UA79216C2 (en)
WO (1) WO2007012151A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
CN112745961A (en) * 2019-10-31 2021-05-04 中国石油化工股份有限公司 Vertical microwave heating biomass gasification reactor

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA78474C2 (en) * 2006-08-17 2007-03-15 Private Entpr Radical Plus Method for intensification of solid fuel burning
US20130074396A1 (en) 2008-06-30 2013-03-28 Gustavo A. Núñez Nano-dispersions of carbonaceous material in water as the basis of fuel related technologies and methods of making same
WO2010039315A2 (en) 2008-06-30 2010-04-08 Nano Dispersions Technology, Inc. Nano-dispersions of coal in water as the basis of fuel related tecfinologies and methods of making same
CN101671578B (en) * 2009-09-22 2012-11-21 武汉凯迪控股投资有限公司 Combustible material plasma high-temperature gasification technique and equipment thereof
CN101671576B (en) * 2009-09-22 2013-04-24 武汉凯迪控股投资有限公司 Auxiliary gasification technique using synthesis gas to burnback and equipment thereof
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
WO2015151028A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-08 Ugra S.R.L. Apparatus and method for the processing of waste material
RU2688614C1 (en) * 2018-08-24 2019-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Synthetic gas production method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2047650C1 (en) * 1993-09-28 1995-11-10 Акционерное общество "Трансрегион" Plasmothermic method of coal processing to the gas-synthesis
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
WO2003087274A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-23 Gtl Energy Method of forming a feed for coal gasification
WO2004044492A1 (en) * 2002-11-14 2004-05-27 David Systems Technology, S.L. Method and device for integrated plasma-melt treatment of wastes
RU2233312C1 (en) * 2002-12-16 2004-07-27 Государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение "Гидротрубопровод" Method of production of synthesis gas from water-and-carbon suspension
NZ523665A (en) * 2003-01-15 2004-02-27 Rajeev Prasad Gupta Use of microwave energy for the combustion of organic material
ITVI20030030A1 (en) * 2003-02-13 2004-08-14 Xarox Group Ltd PROCEDURE AND PLANT FOR THE CONVERSION OF WASTE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
CN112745961A (en) * 2019-10-31 2021-05-04 中国石油化工股份有限公司 Vertical microwave heating biomass gasification reactor

Also Published As

Publication number Publication date
EP1996679A1 (en) 2008-12-03
EA200600431A1 (en) 2007-02-27
UA79216C2 (en) 2007-05-25
EA008269B1 (en) 2007-04-27
WO2007012151A1 (en) 2007-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BG109247A (en) Method for the conversion of coal into fuels
RU2287010C2 (en) Environmental safe process for obtaining energy from coal (options)
US9873841B2 (en) Entrained-flow gasifier and gasification method using the same for synthesizing syngas from biomass fuel
US7758663B2 (en) Plasma assisted conversion of carbonaceous materials into synthesis gas
EP2931849B1 (en) High temperature countercurrent vortex reactor system, method and apparatus
RU2392543C2 (en) Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes
Matamba et al. A progress insight of the formation of hydrogen rich syngas from coal gasification
US20140239232A1 (en) Apparatus and method for hydrocarbon pyrolysis
AU2012359147A1 (en) Process and system for generating synthesis gas
KR20110052604A (en) Method and device for producing low-tar synthesis gas from biomass
KR20120004979A (en) Two stage dry feed gasification system and process
EA029710B1 (en) Blast furnace and method for operating a blast furnace
US20090077887A1 (en) Method and apparatus for treating a syngas
JPWO2010119972A1 (en) BTL manufacturing system and BTL manufacturing method
RU2459860C2 (en) Method for obtaining fuels from waste
JP2018502804A (en) Syngas production method and plant
US8182560B2 (en) Method for gasifying hydrocarbon materials for the production of hydrogen
RU2233312C1 (en) Method of production of synthesis gas from water-and-carbon suspension
US8974555B2 (en) Method and apparatus for treating a syngas
RU2340651C1 (en) Method and installation for complex thermal treatment of solid fuel
JP2515870B2 (en) Process and equipment for converting flammable pollutants and wastes as clean energy and usable products
JP2013539813A (en) Method and equipment for producing coke during indirect heating gasification
RU2422493C1 (en) Procedure for hydrocarbon cracking and plasma reactor for its implementation
RU2800547C1 (en) Installation for the production of hydrogen by thermal decomposition of methane in a gas-heated reactor
RU2785096C1 (en) Gas generator set and method for gas generation for producing hydrogen-containing synthesis gas