MXPA06010237A - Gasificacion de material carbonoso. - Google Patents
Gasificacion de material carbonoso.Info
- Publication number
- MXPA06010237A MXPA06010237A MXPA06010237A MXPA06010237A MXPA06010237A MX PA06010237 A MXPA06010237 A MX PA06010237A MX PA06010237 A MXPA06010237 A MX PA06010237A MX PA06010237 A MXPA06010237 A MX PA06010237A MX PA06010237 A MXPA06010237 A MX PA06010237A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- particle size
- raw material
- process according
- gasifier
- lower limit
- 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
-
- 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
- C10J3/72—Other features
- C10J3/721—Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
-
- 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
- C10J2300/0906—Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
-
- 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
- C10J2300/093—Coal
-
- 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
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1846—Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Un proceso para gasificar un materia prima carbonosa en forma de particulas incluye dividir la materia prima carbonosa en forma de particulas en al menos dos fracciones de materia prima, cada fraccion de materia prima que incluye material en forma de particulas dentro del intervalo predeterminado de tamanos de particula de modo que hay al menos una material prima de tamano de particula mas pequeno y una materia prima de tamano de particula mas grande. La materia prima de tamano de particula mas pequeno se alimenta a por lo menos un gasificador y la materia prima de tamano de particula mas grande se alimenta a por lo menos otro gasificador.
Description
GASIFICACIÓN DE MATERIAL CARBONOSO
Campo de la Invención Esta invención se refiere a la gasificación de material carbonoso. En particular, se refiere a un proceso para gasificar una materia prima carbonosa en forma de partículas .
Antecedentes de la Invención Es bien conocido el uso de gasificadores para la conversión de materias primas carbonosas, usual y predominantemente carbón, a gas crudo que incluye vapor, dióxido de carbono, hidrógeno, monóxido de carbono, metano y una amplia variedad de hidrocarburos tal como aceites pesados, alquitranes y breas. Un ejemplo de este gasificador es un gasificador de fondo seco de lecho fijo (también conocido como un gasificador de ceniza seca de lecho móvil) . Estos gasificadores pueden hacer uso de carbón en grumos con un intervalo típico de distribución de tamaño de partícula de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 8 mm hasta aproximadamente 70 mm ó 100 mm. De manera ventajosa, estos gasificadores no requieren mucha preparación de la materia prima. Típicamente, se determina el tamaño superior de partícula por una abertura de trituradora usada para triturar la materia prima, en tanto que el tamaño de fondo
de partícula se determina por una abertura de tamiz de fondo en una planta de tamizado, que se localiza típicamente antes de una planta de gasificación. Aunque es fuerte la tecnología de gasificación mencionada anteriormente y es capaz de manejar una variedad amplia y variable de materias primas, se puede mejorar la operación por manejo cuidadoso de la distribución del tamaño de partícula de la materia prima y la evasión de la materia fuera de sutura o no carbonosa. Aunque se puede remover algo de la materia no carbonosa en una etapa de enriquecimiento o beneficio, esta etapa adiciona costos de operación y de capital total al proceso de gasificación. Una porción del material carbonoso útil se pierde con el material descartado de la etapa de enriquecimiento, y el material descartado tiene que ser eliminado de una manera ambientalmente aceptable para impedir la combustión espontánea y la contaminación de la tierra subterránea debido al desagüe de rocas acidas .
Descripción de la Invención De acuerdo a un aspecto de la invención, se proporciona un proceso para gasificar una materia prima carbonosa en forma de partículas, el proceso que incluye: dividir la materia prima carbonosa en forma de partículas en al menos dos fracciones de materia prima, cada
fracción de materia prima que incluye material en forma de partículas dentro de un intervalo predeterminado de tamaño de partícula de modo que hay al menos una materia prima de tamaño más pequeño de partícula y una materia prima de tamaño más grande de partícula, y alimentar la materia prima de tamaño más pequeño de partícula a al menos un gasificador y la materia prima de tamaño más grande de partícula a al menos otro gasificador. De esta manera, de forma típica, de acuerdo con la invención, un gasificador recibe sólo una de las materias primas y típicamente ninguno de los gasificadores recibe más de una de las materias primas . La materia prima carbonosa en partículas es típicamente carbón. Como se apreciará, cada fracción de materia prima tiene un intervalo estrecho de distribución de tamaño de partícula que la materia prima carbonosa en forma de partículas de la cual se han derivado las fracciones de materia prima. La materia prima de tamaño más pequeño de partícula puede tener una distribución de tamaño de partícula con un limite superior que es al menos aproximadamente 5 veces su limite inferior, de manera preferente al menos aproximadamente 6 veces su limite inferior, de manera más preferente al menos aproximadamente 7 veces su límite inferior, por ejemplo, entre
aproximadamente 8 y aproximadamente 9 veces su límite inferior. Los límites inferior y superior se determinan típicamente por tamaños de tamiz usados para preparar las dos o más materias primas cada una con un intervalo predeterminado de tamaño de partícula. La materia prima de tamaño más grande de partícula puede tener una distribución de tamaño de partícula con un límite superior que es al menos aproximadamente 1.5 veces su límite inferior, de manera preferente al menos aproximadamente dos veces su límite inferior, de manera más preferente al menos aproximadamente 2.5 veces su límite inferior, por ejemplo, entre aproximadamente 2.6 y aproximadamente 3 veces su límite inferior. Los intervalos de distribución de tamaño de partícula mencionados anteriormente son de esta manera sustancialmente más estrechos que el intervalo de distribución de tamaño de partícula de una materia prima típica convencional de carbón, en la cual el limite superior de tamaño de partícula es típicamente al menos aproximadamente 12 veces, por ejemplo, aproximadamente 15 veces el límite inferior de tamaño de partícula del intervalo. Como se apreciará, cuando se usan dos materias primas, el límite superior del intervalo de distribución de tamaño de partícula de la materia prima del tamaño más
pequeña de partícula es típicamente aproximadamente el mismo como el límite inferior del intervalo de distribución de tamaño de partícula de la materia prima de tamaño más grande de la partícula. Este tamaño de partícula, que de esta manera esta entre el límite inferior del intervalo de distribución de tamaño de partícula de la materia prima del tamaño más pequeño de partícula y el límite superior del intervalo de distribución de tamaño de partícula de la materia prima del tamaño más grande de partícula, depende de varios factores, tal como el efecto del método de minería en la distribución de tamaño de partícula de carbón en bruto, la resistencia mecánica del depósito de carbón y el número de gasificadores que se han suministrado con cada fracción de materia prima. De manera preferente, la materia prima de tamaño más pequeño de partícula se alimenta a un gasificador o gasificadores a una velocidad de flujo másico de al menos aproximadamente dos veces, de manera más preferente al menos aproximadamente 2.5 veces, de manera aun más preferente al menos aproximadamente 2.75 veces, por ejemplo aproximadamente 3 veces la velocidad de flujo másico de la cual se alimenta la materia prima de tamaño mas grande de partícula a un gasificador o gasificadores . La materia prima de tamaño más grande de partícula puede incluir más material no carbonoso en una base de por
ciento en masa, tal como materia fuera de veta, que la materia prima de tamaño más pequeño de partícula. El material no carbonoso frecuentemente está presente en una materia prima de carbón debido a la extracción accidental del techo y el piso de la veta de carbón o durante la minería, o debido a que un depósito de carbón contiene intrusiones de mineral dentro de la veta que de esta manera se extraen inadvertidamente con el carbón. El proceso puede incluir someter al menos la materia prima de tamaño más grande de partícula a una etapa de beneficio o enriquecimiento. La etapa de enriquecimiento puede incluir remover al menos una porción del material no carbonoso de la materia prima de tamaño más grande de partícula. La etapa de enriquecimiento puede incluir un paso de separación de medio denso. La etapa de enriquecimiento puede incluir un paso de reducción de tamaño en el cual se reduzca el tamaño de partícula promedio del material carbonoso en forma de partículas de la materia prima de tamaño más grande de partícula. El gasificador o gasificadores alimentados con la materia prima de tamaño más pequeño de partícula se puede operar con una relación volumétrica de oxígeno a gas puro de entre 0.19 y 0.21 y el carbón como materia prima y puede producir un gas al natural que comprende entre 26 y 28 % en
mol de C02, de manera preferente entre 27 y 28 % en mol de C02 a un rendimiento de gas puro de al menos 1640 Nm3/ton de carbón libre de ceniza seca (carbón DAF) , de manera preferente al menos 1660 Nm3/ton de carbón libre de ceniza seca. El rendimiento de gas puro se puede distribuir a una desviación estándar de no más de 28, de manera preferente no más de 17 Nm3/ton de carbón libre de ceniza seca. La invención ahora se describirá e ilustrará, a manera solo de ejemplo, por medio de las figuras anexas y los resultados de pruebas llevadas a cabo para mostrar las ventajas de emplear el proceso de la invención.
Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 muestra una gráfica del contenido de piedras de la materia prima de carbón La Figura 2 ilustra gráficamente las áreas factibles de un régimen de operación para un gasificador que recibe materia prima con una distribución amplia de tamaño de partícula de 70x4 mm; La Figura 3 ilustra gráficamente áreas factibles de un régimen de operación para un gasificador que recibe una materia prima con una distribución estrecha de tamaño de partícula de 35x4 mm; La Figura 4 ilustra gráficamente áreas factibles de un régimen de operación para un gasificador que recibe
una materia prima con una distribución estrecha de tamaño de partícula de 35x4 mm, con contenido de piedras como un parámetro . La Figura 5 muestra una gráfica de relaciones de oxígeno a gas puro versus concentración de gas C02 para pruebas de referencias y pruebas de la invención; La Figura 6 muestra una gráfica de rendimiento de gas puro versus concentración de gas al natural C02 de gas al natural para las pruebas de referencia y las pruebas de la invención; La Figura 7 muestra una gráfica de rendimiento de gas puro versus contenido de piedras de la materia prima de carbón para las pruebas de referencia y las pruebas de la invención; y La Figura 8 muestra una gráfica de la caída de presión del lecho de gasificador versus carga de oxígeno para las pruebas de referencia y las pruebas de la invención.
Pruebas de Gasificador que Ilustran las Ventajas de la
Invención Preparación de Carbón Todas las pruebas de la invención en un gasificador de prueba se llevaron a cabo con una mezcla de carbón producida por seis minas de Sudáfrica. Las fuentes se
mezclaron por medio de Stacker & Reclaimers, siguiendo el mismo método, norma y nivel de homogeneización como la alimentación normal de carbón a una planta comercial de gasificación. La mezcla usada para estas pruebas por lo tanto fue representativa de la materia prima normal y se refiere como la "mezcla normal" . Las pruebas de la invención se comparan a las pruebas de referencia que también se hicieron con la materia prima de mezcla normal. La distribución final de tamaño de partícula del carbón alimentado al gasificador de prueba se obtuvo por un proceso de tamizado en seco y húmedo. El carbón en bruto se tamizó primero en seco con un tamiz de 35 mm, un sobreflujo que proporciona una fracción gruesa (100x35 mm) o material de prueba, y un sub-flujo del tamiz (-35 mm) que proporciona una fracción final o material de prueba. El segundo paso en la preparación fue tamizar el material de -35 mm a fin de remover las partículas finas de -4 mm y dimensionar el material fino de prueba (35x4 mm) . Este paso de pulido se hizo por medio de un proceso de tamizado en húmedo. Se pueden preparar múltiples distribuciones de tamaño en una unidad individual de tamizado equipada con múltiples tamices . El material de prueba grueso se manejo y almacenó por medio de máquinas que generaron algo de material fino.
El material de prueba grueso también se pulió por medio de un proceso de tamizado en húmedo para remover el material de -10 mm. Para todas las corridas de prueba de la invención, el carbón se usó bien dentro de los límites de tiempo predeterminados con respecto al envejecimiento del carbón para impedir la degradación.
Operación del Gasificador de Prueba El gasificador de prueba de operó manualmente de acuerdo a un programa de prueba diseñado estadísticamente. Alguna de las mediciones más críticas, incluyendo el flujo de licor de gas y el contenido de C0 del gas al natural, se verificaron con mediciones adicionales. Se hicieron determinaciones confiables de la composición del gas crudo a través de analizadores en línea y muestras manuales frecuentes . Estos datos se usaron para determinar los equilibrios másicos. Todos lo datos pertinentes se registraron a través de un sistema de computadora dedicado que opera de manera independiente del sistema de instrumentación del proceso de la planta. Los cálculos del equilibrio másico y las interpretaciones se basaron en estos datos . Todos los datos al natural y los datos calculados se registraron en una base de datos para propósitos de evaluación. Se tomaron
regularmente carbón, gas, alquitrán, licor de gas y muestras de ceniza. Se llevaron a cabo análisis por laboratorios propios así como por laboratorios comerciales creíbles. Todos los otros valores se midieron de forma continua usando instrumentación dedicada en línea.
Programa de Prueba Pruebas de Referencia Las Pruebas de referencia se hicieron bajo las siguientes condiciones
Carbón: Materia prima de mezcla normal
Distribución de Tamaño de Partícula: 100x5 mm de planta de tamizado en húmedo Gasificador: Sasol-Lurgi Mark IV.
Se desea una condición de carga de aproximadamente 10 kNm3/h a 13 kNm3/h de oxígeno. El C02 en las concentraciones del gas al natural se deseo que fuera de + 26 % y ± 28 % de C02 en el gas al natural en seco. El programa de prueba que se ejecutó para las pruebas de referencia se da en la Tabla 1.
Tabla 1 Pro rama de Prueba E ecutado ara Pruebas de Referencia
El programa de prueba para las pruebas de la invención se da en la Tabla 2. Tabla 2 Pro rama de Prueba E ecutado ara Pruebas de Invención
Resultados de Prueba Características del Carbón En general , las propiedades promedio del carbón de una mezcla de carbón de 35x4 mm fueron muy similares a aquellas de las mezclas normales usadas para las pruebas de referencia. Algunas propiedades de la fracción de 35x70 mm difirieron de la mezcla de carbón normal. En particular, se encontró que el contenido de ceniza fue significativamente mayor, lo que indica que el material orgánico tiene preferencia para la fracción más gruesa. Con referencia a la Figura 1 , el contenido de piedras (definido como la fracción hundida a una densidad relativa de 1.95) explica gráficamente el mayor contenido de ceniza de la fracción de carbón y 35x70 mm. El contenido de piedras calculado en la fracción gruesa a ± 24 %, que es más del doble de la cantidad de piedra en la mezcla normal de carbón. El contenido de piedras de la fracción de 35x70 mm también mostró una mucho mayor variación que el contenido de piedras de la fracción de 35x4 mm y las pruebas anteriores de referencia. En las pruebas de la invención, la fracción gruesa no se benefició ni se trituró, pero se usó como está para la gasificación de la alimentación de carbón. No se señalaron diferencias significativas en las temperaturas de fusión de ceniza de las fracciones de carbón de 35x4 mm y 35x70 mm que fueron similares a aquellas de las
pruebas anteriores de referencia.
Estabilidad Operacional de Gasificador Todas las pruebas de la invención se terminaron con operación relativa del gasificador estable. Las inestabilidades experimentadas fueron debidas a dificultades mecánicas comunes .
Evaluación de Datos En esta sección, se comparan los resultados de prueba de la invención de la fracción de carbón de 35x4 mm y 35x70 mm a aquellas de las pruebas de referencia. Se compararon los siguientes parámetros de proceso : Consumo de Vapor total, oxígeno utilidad: Rendimientos Gas puro [Gas al natural seco x (100 - % en de Productos : mol de C02 en mol de H2S) ] 100 Caída de por tonelada de carbón libre de ceniza seca presión de (PG/t DAF) lecho: Caída de presión sobre el lecho del gasificador
En 1998, Sasol decidió aislar un gasificador de
fondo seco de lecho fijo en su sitio Secunda como un gasificador de prueba. Se han llevado a cabo un total de treintiún pruebas comprensivas en el gasificador de prueba desde Septiembre de 1998 a Marzo de 2000. Estas pruebas se refirieron como pruebas históricas. Las pruebas históricas se diseñaron y realizaron de acuerdo a un programa estadístico experimental . Las variables de proceso investigadas y usadas en este diseño experimental factorial fueron contenido de piedra, tamaño superior y de fondo de partícula de carbón, carga de oxígeno (velocidad de alimentación de oxígeno) y C02 en concentración de gas al natural. Se construyeron modelos estadísticos en los datos de las pruebas históricas para predecir el desempeño del gasificador a valores específicos de las variables de procesos. Además, se desarrollaron modelos estadísticos y se aplicaron para determinar regímenes deseables de operación por medio de estudios de fuerza estadística. La Figura 3 demuestra la fuerza mejorada del gasificador cuando se opera con una fracción de tamaño de partícula de carbón de 35x4 mm en comparación a la fracción típica de partícula ancha o amplia (70x4mm) de la mezcla de carbón normal (Figura 2) . La Figura 3 representa las áreas factibles de regímenes de operación de acuerdo a criterios específicos para el rendimiento de gas puro (PG) y la desviación estándar (SD)
del rendimiento de PG. La desviación estándar indica la variación en la producción del rendimiento de PG debido a la inestabilidad del gasificador. Entre más pequeña sea la desviación estándar más estable o fuerte se produce el rendimiento de PG. Se observó lo siguiente: Para la fracción de 35 x 4 mm, se observa un área factible muy grande a cargas medias a altas. De esta manera, el régimen de operabilidad se expande para la fracción de 35 x 4 mm. También, se disminuyó la desviación estándar. Por lo tanto, se puede concluir que la producción más estable de alto rendimiento de PG se obtiene para carbón con una fracción de 35x4 mm. Se señala que estas condiciones proporcionan producción estable de alto rendimiento de PG a pesar de la cantidad de piedra presente en el carbón, hasta 10 % de piedra que fue el valor máximo establecido para el diseño experimental factorial (Figura 4) . Las pruebas de la invención se compararon a las pruebas de referencia en base a las predicciones obtenidas por los modelos estadísticos. Las predicciones de los modelos estadísticos no se pueden realizar para la fracción de 35x70 mm a pesar de que esta fracción de tamaño no se incluyó ni se probó en las pruebas históricas . Los promedios ponderados del rendimiento de PG y el consumo de utilidad se
calcularon para pruebas combinadas de fracciones de 35x4 mm y 35x70 mm y se compararon con las predicciones de las pruebas de referencia (70x4mm) . Cuando la distribución de tamaño de partícula de la materia prima normal se tamizó en las fracciones de 35x4 mm y 35x70 mm, se encontró que 75 % del material se reportó a la fracción de 35x4 mm y sólo 25 % se reportó a la fracción de 35x70 mm. Por lo tanto, cuando se calculó el promedio ponderado, se usó la siguiente fórmula: Promedio de parámetro = 75 % x (valor previsto de parámetro para fracción de 35x4 mm) + 25 % x (valor real del parámetro para fracción de 35x70 mm)
Consumo de Oxígeno como se Indica por Relación de 02/Gas Puro En la Figura 5 se muestra una gráfica para las relaciones de 02/gas puro. Las relaciones para ambas fracciones de 35x4 mm y 35x70 mm están dentro de la dispersión normal de los datos históricos. Las pruebas de la invención demuestran que, ' de manera sorprendente, no se requirió consumo significativamente mayor de oxígeno para la fracción gruesa (35x70 mm) , como se esperó.
Rendimiento de Gas Puro Las tendencias generales observadas para los
rendimientos de gas puro se muestran en las Figuras 6 y 7. Debido a las interacciones entre los parámetros que determinan el rendimiento de gas puro, se debe tomar cuidado cuando se redactan conclusiones de las gráficas bidimensionales como se muestra en las Figuras 6 y 7. La Figura 6 indica que la fracción de 35x70 mm da menores rendimientos de gas puro que las pruebas de referencia con la distribución de tamaño normal amplio de partícula, y los rendimientos para la fracción de 35x4 mm es mayor que los valores de las pruebas de referencia. Aunque la fracción de carbón de 35x70 mm da menores rendimientos de gas puro, la tendencia del contenido de piedras en la Figura 7 indica que los rendimientos de gas puro son mayores que lo esperado. Es claro que los rendimientos de gas puro para la fracción de 35x70 mm, es mayor que lo anticipado. Se cree que mayor que el rendimiento de gas puro esperado para la fracción de 35x70 mm es un resultado del beneficio de la distribución estrecha del tamaño de partícula. Este resultado es una ventaja sorprendente e inesperada de esta invención. Se espera un incremento de 2.5 a 3.0 % de rendimiento de gas puro al correr el proceso de gasificación en tamaños de partícula de alimentación dividida de acuerdo con la invención. Aunque estas mejoras no son estadísticamente significativas en el intervalo de confianza
del 90 %, estas mejoras son suficientemente grandes para ser de importancia práctica. La mejora en el rendimiento de gas puro se atribuyen a la mejor combinación de C (es decir, menos C en pérdidas de ceniza) , pero se debe señalar que el efecto de la distribución del tamaño de partícula cambia en la producción de alquitrán, y por lo tanto finalmente en el rendimiento de gas puro, no se puede cuantificar con el equipo actual instalado en el gasificador de prueba.
Caída de Presión de Lecho Las tendencias generales para la caída de presión sobre el lecho del gasificador se graficaron para establecer si se obtienen ?P inaceptablemente altos con la fracción más fina de la alimentación de carbón. De la Figura 8, se puede ver que las ?P obtenidas con las mezclas de 34x4 mm son ligeramente mayores en algunos casos en comparación con los datos históricos obtenidos de la mezcla de carbón normal, pero no suficientemente altos para ser un interés .
Conclusiones Las propiedades promedio de carbón de la mezcla de carbón de 35x4 mm fueron muy similares a aquellas de las mezclas normales usadas para las pruebas de referencia. Algunas propiedades de la fracción de 35x70 mm difieren de la mezcla normal de carbón.
El contenido de piedras explica el mayor contenido de ceniza de la fracción de carbón de 35x70 mm. El contenido de piedras concentrado en la fracción gruesa a ±24 %, que es más del doble que la cantidad de piedra en la mezcla normal de carbón y también mostró una mucho mayor variación del contenido de piedras de la fracción de 35x4 mm y las pruebas anteriores de referencia. Puesto que la fracción de carbón de 35x70 mm es sin embargo mucho mayor que la fracción de carbón de 35x4 mm, el costo en capital del equipo proporcionado sólo para beneficiar la fracción más grande será menor que en los procesos convencionales que tratan la alimentación total de carbón en tanto que proporcionan un beneficio total similar. El régimen de operabilidad se expande para la fracción de 35x4 mm. También, se disminuyó la desviación estándar. La producción estable de altos rendimientos de PG se obtiene para carbón con una fracción de 35x4 mm. Un significante mayor consumo de oxígeno no se requirió para la fracción gruesa (35x70 mm) , contrario a las expectaciones. La fracción de 35x7Omm dio menores rendimientos de gas puro que las pruebas de referencia con la distribución normal del tamaño amplio de partícula, y los rendimientos para la fracción de 35x4mm son mayores que los
valores de la prueba de referencia. Un incremento de 2.5 a 3.0 % en los rendimientos de gas puro se espera al correr el proceso de gasificación en tamaños de partícula de alimentación dividida. Aunque estas mejoras no son estadísticamente significativas en el intervalo de confianza de 90 %, estas mejoras son suficientemente grandes para ser de importancia práctica. La mejora en el rendimiento de gas puro se atribuye a la mejor conversión de C (es decir, menos C en pérdidas de ceniza) , pero se debe señalar que el efecto de la distribución de tamaño de partícula cambia en la producción de alquitrán, y por lo tanto finalmente en el rendimiento de gas puro, no se puede cuantificar con el equipo actual instalado en el gasificador de prueba. - Se observó que las ?P obtenidas con las mezclas de 35x4 mm son ligeramente mayores en algunos casos en comparación con los datos históricos obtenidos de la mezcla normal de carbón, pero no suficientemente altos para ser de interés .
Claims (13)
- REIVINDICACIONES 1. Proceso para gasificar una materia prima carbonosa en forma de partículas, el proceso que incluye: dividir la materia prima carbonosa en forma de partículas en al menos dos fracciones de materia prima, cada fracción de materia prima que incluye material en forma de partículas dentro de un intervalo predeterminado de tamaño de partícula de modo que hay al menos una materia prima de tamaño más pequeño de partícula y una materia prima de tamaño más grande de partícula; y alimentar la materia prima de tamaño más pequeño de partícula a al menos un gasificador de fondo seco de lecho fijo y la materia prima de tamaño más grande de partícula a al menos otro gasificador de fondo seco de lecho fijo.
- 2. Proceso según la reivindicación 1, en el cual cada gasificador recibe sólo una de las materias primas y ninguno de los gasificadores recibe más de una de las materias primas .
- 3. Proceso según la reivindicación 1 a la reivindicación 2, en el cual la materia prima de tamaño más pequeña de partícula tiene una distribución de tamaño de partícula con un límite superior que es al menos aproximadamente 5 veces su límite inferior.
- 4. Proceso según la reivindicación 3, en el cual el límite superior es al menos 6 veces el límite inferior.
- 5. Proceso según la reivindicación 4, en el cual el límite superior es al menos 7 veces el límite inferior.
- 6. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la materia prima de tamaño más grande de partícula tiene una distribución de tamaño de partícula con un límite superior que es al menos aproximadamente 1.5 veces su límite inferior.
- 7. Proceso según la reivindicación 6, en el cual el límite superior es al menos dos veces el límite inferior.
- 8. Proceso según la reivindicación 7, en el cual el límite superior es al menos 2.5 veces el límite inferior.
- 9. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la materia prima de tamaño más pequeño de partículas se alimenta a un gasificador o gasificadores a una velocidad de flujo másico de al menos aproximadamente dos veces la velocidad de flujo másico a la cual se alimenta la materia prima de tamaño más grande de partícula a un gasificador o gasificadores.
- 10. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la materia prima de tamaño más grande de partícula incluye más material no carbonoso en una base de por ciento en masa que la materia prima de tamaño más pequeño de partícula, el proceso que incluye someter al menos la materia prima de tamaño más grande de partícula a una etapa de beneficio o enriquecimiento .
- 11. Proceso según la reivindicación 10, en el cual la etapa de enriquecimiento incluye un paso de reducción de tamaño en el cual se reduce el tamaño promedio de partícula del material carbonoso en forma de partícula de la materia prima de tamaño más grande de partícula.
- 12. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual, el gasificador o gasificadores alimentados con la materia prima de tamaño más pequeño de partícula se opera con una relación volumétrica de oxígeno a gas puro de entre 0.19 y 0.21 y el carbón como materia prima y produce un gas al natural que comprende entre 27 y 28 % en mol de C02 a un rendimiento de gas puro de al menos 1660 Nm3/ton de carbón libre de ceniza seca.
- 13. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la materia prima de tamaño más pequeño de partícula tiene una distribución de tamaño de partícula con un límite inferior mayor de 4 mm.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ZA200401989 | 2004-03-11 | ||
PCT/IB2005/050830 WO2005090526A1 (en) | 2004-03-11 | 2005-03-07 | Gasification of carbonaceous material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
MXPA06010237A true MXPA06010237A (es) | 2007-04-23 |
Family
ID=34960870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
MXPA06010237A MXPA06010237A (es) | 2004-03-11 | 2005-03-07 | Gasificacion de material carbonoso. |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080034660A1 (es) |
CN (1) | CN1930272A (es) |
AU (1) | AU2005223495A1 (es) |
CA (1) | CA2559191A1 (es) |
MX (1) | MXPA06010237A (es) |
WO (1) | WO2005090526A1 (es) |
ZA (1) | ZA200607440B (es) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101833283B (zh) * | 2010-04-21 | 2012-09-26 | 武汉钢铁集团江南燃气热力有限责任公司 | 一种焦化物料平衡方法 |
RU2472938C1 (ru) * | 2011-07-28 | 2013-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Способ предупреждения самовозгорания угля в шахтах |
CN103160324B (zh) * | 2013-03-29 | 2014-12-10 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种原煤多粒径分级热解气化一体化系统及方法 |
CN105080377A (zh) * | 2014-04-23 | 2015-11-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种混配煤比例在线监控方法 |
CN104726137B (zh) * | 2015-03-04 | 2016-10-05 | 湖南谷力新能源科技股份有限公司 | 一种高利用率的生物质气化反应装置 |
CN115247083A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-10-28 | 安徽科达洁能股份有限公司 | 一种分级气化系统及方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4199327A (en) * | 1978-10-30 | 1980-04-22 | Kaiser Engineers, Inc. | Process for gasification of coal to maximize coal utilization and minimize quantity and ecological impact of waste products |
US4211540A (en) * | 1978-12-29 | 1980-07-08 | Fluor Corporation | Process for the manufacture of fuel gas |
US4278447A (en) * | 1979-11-16 | 1981-07-14 | Conoco, Inc. | Methods for producing feedstock for a fixed bed gasifier from finely-divided coal |
DE3032949A1 (de) * | 1980-09-02 | 1982-04-22 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren und vorrichtung zum aufgeben fester brennstoffe in die festbett-vergasung |
DE3441757A1 (de) * | 1984-11-15 | 1986-05-15 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zum herstellen kohlehaltiger pellets fuer die vergasung |
GB2167431A (en) * | 1984-11-22 | 1986-05-29 | British Gas Corp | Coal gasification process |
FI873735A0 (fi) * | 1987-08-28 | 1987-08-28 | Ahlstroem Oy | Foerfarande och anordning foer foergasning av fast kolhaltigt material. |
-
2005
- 2005-03-07 MX MXPA06010237A patent/MXPA06010237A/es unknown
- 2005-03-07 US US10/592,542 patent/US20080034660A1/en not_active Abandoned
- 2005-03-07 CN CN200580007653.1A patent/CN1930272A/zh active Pending
- 2005-03-07 WO PCT/IB2005/050830 patent/WO2005090526A1/en active Application Filing
- 2005-03-07 AU AU2005223495A patent/AU2005223495A1/en not_active Abandoned
- 2005-03-07 CA CA002559191A patent/CA2559191A1/en not_active Abandoned
-
2006
- 2006-09-05 ZA ZA200607440A patent/ZA200607440B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2005090526A1 (en) | 2005-09-29 |
US20080034660A1 (en) | 2008-02-14 |
CN1930272A (zh) | 2007-03-14 |
ZA200607440B (en) | 2008-06-25 |
CA2559191A1 (en) | 2005-09-29 |
AU2005223495A1 (en) | 2005-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
MXPA06010237A (es) | Gasificacion de material carbonoso. | |
CN105062583B (zh) | 一种干燥煤粉与半焦配合制备气化水煤浆的方法 | |
KR101506381B1 (ko) | 액체 중질 탄화수소 공급원료의 가스상 생성물로의 전환 | |
US5435940A (en) | Gasification process | |
Franklin et al. | Mineral matter effects on the rapid pyrolysis and hydropyrolysis of a bituminous coal. 1. Effects on yields of char, tar and light gaseous volatiles | |
US4300916A (en) | Method and apparatus for the gasification of coal | |
MX2007000981A (es) | Dispositivos para elaborar hierros fundidos al inyectar carbones finos dentro de un horno de fusion-gasificador y metodo que usa el mismo. | |
US8083818B2 (en) | Method and system for producing synthesis gas | |
CN109447434B (zh) | 炼焦煤的入炉粒度确定方法及在炼焦备煤工艺的应用 | |
US4526588A (en) | Process for the production of a coal-water suspension which is suitable for use in coal gasification under elevated pressure | |
Bielowicz | Petrographic composition of Polish lignite and its possible use in a fluidized bed gasification process | |
WO2020024006A1 (en) | Coal beneficiation | |
Van Dyk et al. | Suitability of feedstocks for the Sasol-Lurgi fixed bed dry bottom gasification process | |
CA2746195C (en) | Methods and systems for treating a gasification slag product | |
US20140008272A1 (en) | Method for the energy-efficient and environmentally friendly obtention of light oil and/or fuels on the basis of crude bitumen from oil shales and/or oil sands | |
JPH09505092A (ja) | 石油コークス供給原料のガス化方法 | |
US20140014879A1 (en) | Method for the Continuous Production of Synthesis Gas from Oil Sand and/or Oil Shale | |
US4255278A (en) | Partial oxidation process with recovery of unconverted solid fuel from suspension in water | |
WO2018041411A1 (en) | Process and plant for fixed-bed pressure gasification | |
US3027306A (en) | Method of producing briquettes from low-grade coal | |
De Almeida et al. | Performance Analysis of HRC™ HPGR in Manufactured Sand Production. Minerals 2023, 13, 222 | |
Fan et al. | Study on particle size and density segregation law in the separating process of poor quality coal with high gangue content under the action of composite force field | |
Van Dyk, JC & Keyser | Characterization of inorganic material in Secunda coal and the effect of washing on coal properties | |
CA1152024A (en) | Recovery of unconverted solid fuel from suspension in water | |
Gollakota et al. | Process optimization of close-coupled integrated two-stage liquefaction by the use of cleaned coals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GB | Transfer or rights | ||
GB | Transfer or rights |