RU2668043C1 - Synthetic gas production method - Google Patents
Synthetic gas production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668043C1 RU2668043C1 RU2017146025A RU2017146025A RU2668043C1 RU 2668043 C1 RU2668043 C1 RU 2668043C1 RU 2017146025 A RU2017146025 A RU 2017146025A RU 2017146025 A RU2017146025 A RU 2017146025A RU 2668043 C1 RU2668043 C1 RU 2668043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- heavy hydrocarbon
- synthesis gas
- subjected
- grinding
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 34
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 31
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 10
- 238000002309 gasification Methods 0.000 abstract description 14
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 12
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 12
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 9
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 7
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 6
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 6
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 6
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 6
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 description 5
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 150000003567 thiocyanates Chemical class 0.000 description 4
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 2
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000012261 resinous substance Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002641 tar oil Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G15/00—Cracking of hydrocarbon oils by electric means, electromagnetic or mechanical vibrations, by particle radiation or with gases superheated in electric arcs
- C10G15/08—Cracking of hydrocarbon oils by electric means, electromagnetic or mechanical vibrations, by particle radiation or with gases superheated in electric arcs by electric means or by electromagnetic or mechanical vibrations
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения синтез-газа путем термохимической переработки комбинированного сырья, состоящего из растительного сырья и тяжелых нефтяных остатков.The invention relates to the field of production of synthesis gas by thermochemical processing of combined raw materials consisting of plant materials and heavy oil residues.
Известен способ термохимической переработки биомассы для получения синтез-газа, заключающийся в загрузке измельченного сырья - биомассы в термохимический реактор, пиролизе биомассы без доступа воздуха до температуры термического разложения с образованием сопутствующих продуктов и синтез-газов, отводимых из реактора в циркулирующий поток и к потребителю. Процесс пиролиза в реакторе осуществляют при одновременном вводе в него теплоносителя на основе нагретых до температуры пиролиза газообразных продуктов, в качестве которых используют отводимые из циркулирующего потока синтез-газы, при этом используемый в процессе пиролиза теплоноситель дополнительно содержит пары воды и/или углекислый газ, последний из которых или воду вводят в поток газообразных продуктов до нагрева их до температуры пиролиза (RU 2464295, 2010).There is a method of thermochemical processing of biomass to produce synthesis gas, which consists in loading the crushed raw materials - biomass into a thermochemical reactor, pyrolysis of biomass without air access to the temperature of thermal decomposition with the formation of by-products and synthesis gases discharged from the reactor into the circulating stream and to the consumer. The pyrolysis process in the reactor is carried out with the simultaneous introduction of a coolant into it on the basis of gaseous products heated to the pyrolysis temperature, the synthesis gases removed from the circulating stream being used, while the coolant used in the pyrolysis process additionally contains water vapor and / or carbon dioxide, the latter of which either water is introduced into the gaseous product stream before heating them to the pyrolysis temperature (RU 2464295, 2010).
Также известен способ получения газов из нефтяных остатков, включающий эмульгирование гудрона или битума с водой с образованием водно-гудроновой эмульсии, парокислородную газификацию эмульсии и очистку полученного синтез-газа (RU 41307, 2004).Also known is a method of producing gases from oil residues, including emulsification of tar or bitumen with water to form a water-tar emulsion, vapor-oxygen gasification of the emulsion and purification of the resulting synthesis gas (RU 41307, 2004).
Главным недостатком известных способов является использование в процессе получения синтез-газа только одного вида сырья, либо растительного происхождения, либо углеводородного.The main disadvantage of the known methods is the use in the process of producing synthesis gas of only one type of raw material, either of vegetable origin or hydrocarbon.
Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения синтеза-газа из комбинированного сырья, состоящего из биомассы и тяжелой углеводородной фракции, заключающийся в смешивании биомассы с предварительно подогретой тяжелой углеводородной фракцией с получением смеси с заданной степенью влажности, измельчении полученной смеси и последующей подачей измельченной смеси в виде суспензии мелких частиц биомассы, диспергированных в тяжелой углеводородной фракции, на стадию газификации (RU 2455344, 2008).Of the known technical solutions, the closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method for producing synthesis gas from a combined raw material consisting of biomass and a heavy hydrocarbon fraction, which consists in mixing biomass with a preheated heavy hydrocarbon fraction to obtain a mixture with a given degree of moisture, grinding the resulting mixture and then feeding the ground mixture in the form of a suspension of small particles of biomass dispersed in a heavy hydrocarbon hydrochloric fraction in the gasification step (RU 2455344, 2008).
Указанный способ предусматривает проведение сушки на стадии смешивания биомассы с тяжелой углеводородной фракцией за счет удаления воды и осуществление процесса измельчения биомассы, но не непосредственно самой биомассы, а ее смеси с тяжелой углеводородной фракцией, что, с одной стороны, снижает энергозатраты и не требует охлаждения твердой фазы для снижения риска ее возгорания, а с другой стороны приводит к получению синтез - газа с соотношением Н2:СО не более 0,85-0,92 и не решает проблемы сажеобразования.The specified method involves drying at the stage of mixing biomass with a heavy hydrocarbon fraction by removing water and the process of grinding the biomass, but not directly the biomass itself, but its mixture with a heavy hydrocarbon fraction, which, on the one hand, reduces energy consumption and does not require solid cooling phase to reduce the risk of fire, and on the other hand leads to the production of synthesis gas with a ratio of H 2 : CO of not more than 0.85-0.92 and does not solve the problem of soot formation.
Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение соотношения Н2:СО в синтез-газе при одновременном снижении сажеобразования.The technical problem to which the present invention is directed is to increase the ratio of H 2 : CO in the synthesis gas while reducing soot formation.
Указанная проблема решается описываемым способом получения синтез-газа из комбинированного сырья, состоящего из растительного сырья и тяжелого углеводородного сырья, заключающимся в том, что тяжелое углеводородное сырье нагревают до температуры 60-90°С, а растительное сырье подвергают измельчению до степени помола не менее 100 мкм, после чего осуществляют смешение указанных тяжелого углеводородного сырья и растительного сырья с последующим диспергированием полученной смеси в присутствии воды и сажи с получением суспензии, которую подвергают последовательно акустической обработке с частотой излучения 21-25 кГц, интенсивностью излучения 5-10 Вт/см2 при температуре 50-70°С и времени обработки 1-3 час и электромагнитной обработке с частотой излучения 40-60 МГц, мощностью 0,2-0,6 кВт при температуре 50-70°С, времени обработки 1,0-8,0 час, после чего осуществляют газификацию обработанной суспензии при температуре 800-1200°С с получением синтез-газа, который подвергают очистке с отделением сажи, используемой на стадии диспергирования.This problem is solved by the described method of producing synthesis gas from a combined raw material consisting of plant materials and heavy hydrocarbon materials, namely, that heavy hydrocarbon materials are heated to a temperature of 60-90 ° C, and the plant materials are subjected to grinding to a degree of grinding of at least 100 μm, after which they carry out the mixing of these heavy hydrocarbon feedstocks and plant feedstock, followed by dispersing the resulting mixture in the presence of water and carbon black to obtain a suspension, which rgayut sequentially processed acoustic frequency 21-25 kHz radiation intensity of the radiation of 5-10 W / cm 2 at a temperature of 50-70 ° C and 1-3 hours of processing time and processing electromagnetic radiation with a frequency of 40-60 MHz, power of 0.2 -0.6 kW at a temperature of 50-70 ° C, a treatment time of 1.0-8.0 hours, after which the treated suspension is gasified at a temperature of 800-1200 ° C to produce synthesis gas, which is subjected to purification with soot separation, used in the dispersion step.
Достигаемый технический результат заключается в реализации деструктивных процессов в углеводородной составляющей смеси используемых видов сырья при низких температурах.Achievable technical result consists in the implementation of destructive processes in the hydrocarbon component of the mixture of used raw materials at low temperatures.
Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.
В качестве растительного сырья в описываемом способе возможно использовать любые остатки сельскохозяйственного производства, например, кукурузные кочерыжки и стебли, лузгу, жмых и шрот от переработки подсолнечника, стебли подсолнечника, рисовую шелуху, отходы производства льна и другие отходы, образующиеся при переработке сельскохозяйственного сырья растительного происхождения или их смеси.As a plant material in the described method, it is possible to use any residues of agricultural production, for example, corn cobs and stalks, husk, cake and meal from sunflower processing, sunflower stalks, rice husk, flax production waste and other waste resulting from the processing of agricultural raw materials of plant origin or mixtures thereof.
Используемое тяжелое углеводородное сырье в рамках данной заявки представляет собой, в частности, разнообразные тяжелые нефтяные остатки (ТНО, такие как, например, мазут, гудрон), тяжелые фракции нефти, вакуумные газойли, газойли в смеси с мазутом, битуминозная нефть, смолы пиролиза, асфальтосмолистые парафинистые отложения (АСПО), концентрированные нефтешламы с высоким содержанием нефтяной составляющей или их смесь.Used heavy hydrocarbon feedstocks within the framework of this application are, in particular, a variety of heavy oil residues (TNO, such as, for example, fuel oil, tar), heavy oil fractions, vacuum gas oils, gas oils mixed with fuel oil, tar oil, pyrolysis resins, asphalt-resinous paraffin deposits (AFS), concentrated oil sludges with a high content of oil component or their mixture.
Способ проводят следующим образом.The method is as follows.
Тяжелое углеводородное сырье нагревают до температуры 60-90°С.Heavy hydrocarbon feeds are heated to a temperature of 60-90 ° C.
Растительное сырье подвергают измельчению до степени помола не менее 100 мкм, например, последовательно в дробилке до 1-3 мм и в мельнице до 100-200 мкм.Plant materials are subjected to grinding to a degree of grinding of at least 100 microns, for example, sequentially in a crusher up to 1-3 mm and in a mill up to 100-200 microns.
Затем смешивают указанные нагретое тяжелое углеводородное сырье и измельченное растительное сырье. Полученную смесь подвергают диспергированию. Процесс диспергирования проводят в присутствии воды и сажи.Then, said heated heavy hydrocarbon feed and ground vegetable feed are mixed. The resulting mixture is subjected to dispersion. The dispersion process is carried out in the presence of water and soot.
Указанный процесс проводят путем подачи в диспергатор смеси тяжелого углеводородного сырья с измельченным растительным сырьем, воды и сажи, взятых в заданном количестве. Предпочтительно тяжелое углеводородное сырье, растительное сырье, сажу и воду смешивают, в количествах, равных, соответственно, %масс: 24,15-44,4; 44,4-48,3; 1,2-1,7; остальное, до 100. Предпочтительно, также, тяжелое углеводородное сырье и растительное сырье смешивают в массовом соотношении 1:1-1:2The specified process is carried out by feeding into the dispersant a mixture of heavy hydrocarbon feed with ground vegetable raw materials, water and soot, taken in a given amount. Preferably, heavy hydrocarbon feedstocks, plant feedstocks, soot and water are mixed in amounts of, respectively,% by weight: 24.15-44.4; 44.4-48.3; 1.2-1.7; the rest is up to 100. Preferably, also the heavy hydrocarbon feed and the plant feed are mixed in a weight ratio of 1: 1-1: 2
Температура диспергирования составляет 60-90°С. Возможно проведение процесса непрерывно, в проточных условиях. Используют различные типы проточных диспергаторов. Скорость вращения дисков диспергатора предпочтительно составляет от 1400 до 6000 об в минуту. Зазор между дисками предпочтительно составляет 1,5-5,0 мм. Процесс диспергирования проводят до достижения среднего размера частиц воды, диспергированной в углеводородной составляющей смеси 5-20 мкм. Таким образом, использование указанного процесса диспергирования приводит к переводу используемой воды в мелкодисперсное состояние.The dispersion temperature is 60-90 ° C. It is possible to carry out the process continuously, in flowing conditions. Various types of flow dispersants are used. The speed of rotation of the dispergator disks is preferably from 1400 to 6000 rpm. The clearance between the discs is preferably 1.5-5.0 mm. The dispersion process is carried out until the average particle size of water dispersed in the hydrocarbon component of the mixture is 5-20 microns. Thus, the use of this dispersion process leads to the conversion of the water used in a finely divided state.
В результате получают суспензию, в которой вода содержится в мелкодисперсном виде с дисперсностью 10-20 мкм.The result is a suspension in which water is contained in a finely divided form with a dispersion of 10-20 microns.
Полученную суспензию подвергают последовательно акустической обработке с частотой излучения 21-25 кГц, интенсивностью излучения 5-10 Вт/см2, при температуре 50-70°С, времени обработки 1,0-3,0 час. и электромагнитной обработке с частотой излучения 40-60 МГц, мощностью 0,2-0,6 кВт, при температуре 50-70°С, времени обработки 1,0-8,0 час.The resulting suspension is subjected to sequentially acoustic treatment with a radiation frequency of 21-25 kHz, radiation intensity of 5-10 W / cm 2 , at a temperature of 50-70 ° C, processing time of 1.0-3.0 hours. and electromagnetic processing with a radiation frequency of 40-60 MHz, a power of 0.2-0.6 kW, at a temperature of 50-70 ° C, processing time of 1.0-8.0 hours.
При этом при акустической обработке используют акустические активаторы, при электромагнитной обработке - высокочастотные электромагнитные активаторы.At the same time, acoustic activators are used for acoustic processing, and high-frequency electromagnetic activators are used for electromagnetic processing.
Обработанную суспензию подвергают газификации при температуре 800-1200°С. Газификация может быть проведена традиционным способом при воздушном, воздушно-кислородном и кислородном дутье. При проведении газификации использование пара не рекомендуется вследствие наличия в используемой суспензии воды в мелкодисперсном состоянии. Указанная вода становится реакционно-активной в процессе газификации, так как способствует явлению микровзрыва, распыляет и активно газифицирует асфальто-смолистые, смолистые вещества, находящиеся в используемом тяжелом углеводородном сырье, что позволяет снизить смоло- и сажеобразование.The treated suspension is gasified at a temperature of 800-1200 ° C. Gasification can be carried out in the traditional way with air, air-oxygen and oxygen blasting. When carrying out gasification, the use of steam is not recommended due to the presence of finely dispersed water in the suspension used. The specified water becomes reactive in the process of gasification, as it contributes to the phenomenon of microexplosion, atomizes and actively gasifies the asphalt-resinous, resinous substances found in the used heavy hydrocarbon feedstock, which reduces tar and soot formation.
Газ, образующийся при газификации, охлаждают, подвергают очистке с отделением сажи, которую возвращают на рецикл, на стадию диспергирования, что дополнительно снижает процесс сажеобразования.The gas generated during gasification is cooled, subjected to purification with the separation of soot, which is returned for recycling, to the stage of dispersion, which further reduces the process of soot formation.
Далее газ подвергают очистке от сероводорода, аммиака и роданидов с помощью моноэтаноламина. В зависимости от типа дутья, состав газовой смеси после очистки меняется: с повышением количества кислорода уменьшается количество азота в газовой смеси с 55-60% до 1,5-3,0% и, соответственно, возрастает соотношение Н2:СО - от 1,1 до 1,3.Next, the gas is purified from hydrogen sulfide, ammonia and thiocyanates using monoethanolamine. Depending on the type of blast, the composition of the gas mixture after cleaning changes: with an increase in the amount of oxygen, the amount of nitrogen in the gas mixture decreases from 55-60% to 1.5-3.0% and, accordingly, the ratio of H 2 : CO increases from 1 , 1 to 1.3.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие, но не ограничивающие изобретение.The following are examples illustrating but not limiting the invention.
Пример 1.Example 1
В качестве тяжелого углеводородного сырья используют тяжелый нефтяной остаток - мазут, в качестве растительного сырья - кукурузные кочерыжки.As a heavy hydrocarbon feed, use a heavy oil residue - fuel oil, as a vegetable feed - corn cobs.
Исходный мазут нагревают до 60°С. Кукурузные кочерыжки подвергают двухстадийному измельчению последовательно в дробилке до среднего размера 1-3 мм и мельнице до степени помола 150 мкм.The original fuel oil is heated to 60 ° C. Corn cobs are subjected to two-stage grinding successively in a crusher to an average size of 1-3 mm and a mill to a grinding degree of 150 microns.
Нагретый мазут и измельченные кукурузные кочерыжки смешивают. Полученную смесь подвергают диспергированию (механоактивации в диспергаторе) в присутствии воды и сажи. При этом используют сажу, образующуюся при очистке целевого синтез-газа, направляемую на диспергирование.Heated fuel oil and crushed corn cobs are mixed. The resulting mixture is subjected to dispersion (mechanical activation in a dispersant) in the presence of water and soot. At the same time, the soot formed during the purification of the target synthesis gas directed to dispersion is used.
В данном примере диспергированию подвергают смесь, содержащую тяжелое углеводородное сырье, растительное сырье, сажу и воду, взятые в количестве, соответственно, %масс (здесь и далее по примерам указанные проценты определены от суммарной массы исходных компонентов -тяжелого углеводородного сырья, растительного сырья, воды и сажи, подаваемых на стадию диспергирования): 44,4; 44,4; 1,2; 10.In this example, a mixture is subjected to dispersion containing heavy hydrocarbon feedstocks, vegetable feedstock, soot and water taken in amounts, respectively,% of the mass (hereinafter, percentages are determined based on the total weight of the starting components — heavy hydrocarbon feedstock, plant feedstock, water and carbon black fed to the dispersion step): 44.4; 44.4; 1,2; 10.
Температура диспергирования составляет 80°С. Диспергирование проводят при скорости вращения дисков диспергатора 3000 об/мин, зазоре между дисками 3 мм. Процесс проводят до достижения среднего размера частиц воды, диспергированной в углеводородной составляющей, равном 5-20 мкм.The dispersion temperature is 80 ° C. Dispersion is carried out at a speed of rotation of the dispergator disks of 3000 rpm, the gap between the disks is 3 mm. The process is carried out until the average particle size of water dispersed in the hydrocarbon component is 5-20 microns.
Полученную при диспергировании суспензию подвергают последовательно акустической обработке с частотой излучения 25 кГц, интенсивностью излучения 9 Вт/см2 при температуре 60°С, времени обработки 2,5 час и затем электромагнитной обработке с частотой излучения 60 МГц, мощностью 0,2 кВт при температуре 60°С, времени обработки 6,0 час.The suspension obtained during dispersion is subjected to sequentially acoustic treatment with a radiation frequency of 25 kHz, a radiation intensity of 9 W / cm 2 at a temperature of 60 ° C, a treatment time of 2.5 hours and then electromagnetic treatment with a radiation frequency of 60 MHz, a power of 0.2 kW at a temperature 60 ° C, processing time 6.0 hours.
Обработанную суспензию подвергают газификации при воздушном дутье. Газификацию проводят при коэффициенте недостатка воздуха 0,3 в пересчете на кислород, при температуре 800°С, без использования давления.The treated suspension is gasified by air blasting. Gasification is carried out with a coefficient of air deficiency of 0.3 in terms of oxygen, at a temperature of 800 ° C, without using pressure.
Газ, образующийся при газификации, охлаждают, подвергают очистке с отделением сажи, которую возвращают на рецикл, на стадию диспергирования, в диспергатор.The gas generated during gasification is cooled, subjected to purification with the separation of soot, which is returned for recycling, to the stage of dispersion, into the dispersant.
Далее газ подвергают очистке от сероводорода, аммиака и роданидов с помощью моноэтаноламина.Next, the gas is purified from hydrogen sulfide, ammonia and thiocyanates using monoethanolamine.
Выход целевого продукта - синтез-газа (СО+Н2) составляет 31%. Количество образующейся сажи составляет 1,2% масс.The yield of the target product - synthesis gas (CO + H 2 ) is 31%. The amount of soot formed is 1.2% of the mass.
Пример 2.Example 2
В качестве тяжелого углеводородного сырья используют мазут, в качестве растительного сырья - кукурузные кочерыжки.Fuel oil is used as a heavy hydrocarbon feed, and corn cobs are used as a plant feed.
Исходный мазут нагревают до 80°С.The original fuel oil is heated to 80 ° C.
Кукурузные кочерыжки подвергают двухстадийному измельчению последовательно в дробилке до среднего размера 1-3 мм и мельнице до степени помола 150 мкм.Corn cobs are subjected to two-stage grinding successively in a crusher to an average size of 1-3 mm and a mill to a grinding degree of 150 microns.
Нагретый мазут и измельченные кукурузные кочерыжки смешивают. Полученную смесь подвергают диспергированию (механоактивации) в диспергаторе в присутствии воды и сажи. При этом используют сажу, образующуюся при очистке целевого синтез-газа, направляемую на диспергирование.Heated fuel oil and crushed corn cobs are mixed. The resulting mixture is subjected to dispersion (mechanical activation) in a dispersant in the presence of water and soot. At the same time, the soot formed during the purification of the target synthesis gas directed to dispersion is used.
В данном примере диспергированию подвергают смесь, содержащую тяжелое углеводородное сырье, растительное сырье, сажу и воду, взятые в количестве, соответственно, %масс: 24,15; 48,3; 1,5; 26,05.In this example, the dispersion is subjected to a mixture containing heavy hydrocarbon feedstock, vegetable feedstock, soot and water, taken in an amount, respectively,% of the mass: 24.15; 48.3; 1.5; 26.05.
Температура диспергирования составляет 80°С. Диспергирование проводят при скорости вращения дисков диспергатора 5000 об/мин, зазоре между дисками 4 мм. Процесс проводят до достижения среднего размера частиц воды, диспергированной в углеводородной составляющей, равном 5-20 мкм.The dispersion temperature is 80 ° C. Dispersion is carried out at a speed of rotation of the dispersant disks of 5000 rpm, the gap between the disks is 4 mm. The process is carried out until the average particle size of water dispersed in the hydrocarbon component is 5-20 microns.
Полученную суспензию подвергают воздушно - кислородной газификации. Газификацию проводят при коэффициенте недостатка воздуха 0,4 в пересчете на кислород, при температуре 1000°С, без использования давления.The resulting suspension is subjected to air - oxygen gasification. Gasification is carried out with a coefficient of air deficiency of 0.4 in terms of oxygen, at a temperature of 1000 ° C, without using pressure.
Газ, образующийся при газификации, охлаждают, подвергают очистке с отделением сажи в количестве 1,5% масс, которую возвращают на рецикл, на стадию диспергирования в диспергаторе. Далее газ подвергают очистке от сероводорода, аммиака и роданидов с помощью моноэтаноламина.The gas generated during gasification is cooled, subjected to purification with the separation of soot in the amount of 1.5% of the mass, which is returned to recycling, to the stage of dispersion in the dispersant. Next, the gas is purified from hydrogen sulfide, ammonia and thiocyanates using monoethanolamine.
Выход целевого продукта - синтез-газа (СО+Н2) составляет 55%. Количество образующейся сажи составляет 1,5% масс.The yield of the target product - synthesis gas (CO + H 2 ) is 55%. The amount of soot formed is 1.5% of the mass.
Пример 3.Example 3
В качестве тяжелого углеводородного сырья используют гудрон, в качестве растительного сырья - отходы переработки подсолнечника.Tar is used as a heavy hydrocarbon feedstock, and waste from sunflower processing is used as a plant feedstock.
Исходный гудрон нагревают до 90°С.The initial tar is heated to 90 ° C.
Отходы переработки подсолнечника подвергают двухстадийному измельчению последовательно в дробилке до среднего размера 1-3 мм и мельнице до степени помола 170 мкм.Sunflower processing waste is subjected to two-stage grinding successively in a crusher to an average size of 1-3 mm and a mill to a degree of grinding of 170 μm.
Нагретый гудрон и измельченные отходы переработки подсолнечника смешивают и подвергают диспергированию механоактивации в диспергаторе. Процесс диспергирования проводят в присутствии воды и сажи. При этом используют сажу, образующуюся при очистке целевого синтез-газа, направляемую на диспергирование.Heated tar and ground wastes from sunflower processing are mixed and subjected to dispersion of mechanical activation in a dispersant. The dispersion process is carried out in the presence of water and soot. At the same time, the soot formed during the purification of the target synthesis gas directed to dispersion is used.
В данном примере диспергированию подвергают смесь, содержащую тяжелое углеводородное сырье, растительное сырье, сажу и воду, взятые в количестве, соответственно, %масс: 24,15; 48,3; 1,7; 25,85.In this example, the dispersion is subjected to a mixture containing heavy hydrocarbon feedstock, vegetable feedstock, soot and water, taken in an amount, respectively,% of the mass: 24.15; 48.3; 1.7; 25.85.
Температура диспергирования составляет 90°С. Диспергирование проводят при скорости вращения дисков диспергатора 3000 об/мин, зазоре между дисками 3 мм. Процесс проводят до достижения среднего размера частиц воды, диспергированной в углеводородной составляющей, равном 5-20 мкм.The dispersion temperature is 90 ° C. Dispersion is carried out at a speed of rotation of the dispergator disks of 3000 rpm, the gap between the disks is 3 mm. The process is carried out until the average particle size of water dispersed in the hydrocarbon component is 5-20 microns.
В результате получают суспензию, содержащую воду в мелкодисперсном виде. При этом вода в мелкодисперсном виде, диспергированная в суспензии, имеет дисперсность 5-20 мкм.The result is a suspension containing water in finely divided form. In this case, water in finely dispersed form, dispersed in suspension, has a dispersion of 5-20 microns.
Полученную суспензию подвергают газификации при кислородном дутье. Газификацию проводят при коэффициенте недостатка воздуха 0,5 в пересчете на кислород, при температуре 1200°С, без использования давления.The resulting suspension is gasified with oxygen blasting. Gasification is carried out with a coefficient of air deficiency of 0.5 in terms of oxygen, at a temperature of 1200 ° C, without using pressure.
Газ, образующийся при газификации, охлаждают, подвергают очистке с отделением сажи в количестве 1,7% масс, которую возвращают на рецикл, на стадию диспергирования в диспергатор. Далее газ подвергают очистке от сероводорода, аммиака и роданидов с помощью моноэтаноламина.The gas generated during gasification is cooled, subjected to purification with the separation of soot in the amount of 1.7% of the mass, which is returned to recycling, at the stage of dispersion into the dispersant. Next, the gas is purified from hydrogen sulfide, ammonia and thiocyanates using monoethanolamine.
Выход целевого продукта - синтез-газа (СО+Н2) составляет 85%. Количество образующейся сажи составляет 1,7% масс.The yield of the target product - synthesis gas (CO + H 2 ) is 85%. The amount of soot formed is 1.7% of the mass.
Использование при проведении описываемого способа получения синтез-газа иных режимных условий, не выходящих за рамки заявленных, приводит к аналогичным результатам, а использование указанных условий, отличных от заявленных, не приводит к желаемым результатам.Using when carrying out the described method for producing synthesis gas of other operating conditions that do not go beyond the declared, leads to similar results, and the use of these conditions, different from the declared, does not lead to the desired results.
Таким образом, описываемый способ получения синтез-газа засчет комплексирования двух видов физического воздействия - магнитного и акустического и проведения деструктивных процессов (механоактивации) позволяет повысить соотношение Н2:СО в синтез -газе до 1,1-1,3 по сравнению с известным Н2:СО, равным 0,85-0,92 и снизить количество образующейся сажи - до 1,2-1,7% по сравнению с известным 2,5-4%.Thus, the described method for producing synthesis gas by combining two types of physical effects - magnetic and acoustic and destructive processes (mechanical activation) allows to increase the ratio of H 2 : CO in the synthesis gas to 1.1-1.3 in comparison with the known H 2 : СО equal to 0.85-0.92 and reduce the amount of soot formed - up to 1.2-1.7% in comparison with the known 2.5-4%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146025A RU2668043C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Synthetic gas production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146025A RU2668043C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Synthetic gas production method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2668043C1 true RU2668043C1 (en) | 2018-09-25 |
Family
ID=63668898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146025A RU2668043C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Synthetic gas production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2668043C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2723864C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Biomass processing method |
| RU2732808C1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-09-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Synthesis gas production method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| RU41307U1 (en) * | 2004-06-17 | 2004-10-20 | Открытое акционерное общество Украинский институт по проектированию нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий (Укрнефтехимпроект) | INSTALLATION OF GASES OF VARIOUS HEAT CAPACITY FROM OIL RESIDUES |
| FR2904405A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-01 | Inst Francais Du Petrole | Pre-treatment of lignocellulosic biomass type material for use in production of synthesis gas, involves subjecting dried material to torrefaction, and constituting suspension of biomass particles and optional hydrocarbon particles |
| RU2455344C2 (en) * | 2007-06-28 | 2012-07-10 | Ифп | Method of preparing mixed charge containing biomass and heavy hydrocarbon fraction for further gasification |
| RU2464295C2 (en) * | 2010-11-16 | 2012-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли | Method for thermochemical processing of biomass to produce synthesis gas |
-
2017
- 2017-12-26 RU RU2017146025A patent/RU2668043C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| RU41307U1 (en) * | 2004-06-17 | 2004-10-20 | Открытое акционерное общество Украинский институт по проектированию нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий (Укрнефтехимпроект) | INSTALLATION OF GASES OF VARIOUS HEAT CAPACITY FROM OIL RESIDUES |
| FR2904405A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-01 | Inst Francais Du Petrole | Pre-treatment of lignocellulosic biomass type material for use in production of synthesis gas, involves subjecting dried material to torrefaction, and constituting suspension of biomass particles and optional hydrocarbon particles |
| RU2455344C2 (en) * | 2007-06-28 | 2012-07-10 | Ифп | Method of preparing mixed charge containing biomass and heavy hydrocarbon fraction for further gasification |
| RU2464295C2 (en) * | 2010-11-16 | 2012-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли | Method for thermochemical processing of biomass to produce synthesis gas |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2723864C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Biomass processing method |
| RU2732808C1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-09-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Synthesis gas production method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lee et al. | Hydrothermal carbonization of lipid extracted algae for hydrochar production and feasibility of using hydrochar as a solid fuel | |
| Peng et al. | Production of char from sewage sludge employing hydrothermal carbonization: char properties, combustion behavior and thermal characteristics | |
| US4339546A (en) | Production of methanol from organic waste material by use of plasma jet | |
| US20140373752A2 (en) | Method and apparatus for producing black dye pigment | |
| KR101772165B1 (en) | Method for manufacturing biocrude-oil by torrefaction and fast pyrolysis | |
| WO2004016718A1 (en) | Method of modifying biomass, modified biomass, aqueous biomass sluryy and method of producing the same, modified biomass gas and method of gasifying biomass | |
| US20120024843A1 (en) | Thermal treatment of carbonaceous materials | |
| KR102014980B1 (en) | A manufacturing method for solid refuse fuel comprising wastewater sludge | |
| RU2668043C1 (en) | Synthetic gas production method | |
| GB2479924A (en) | Torrefaction Process | |
| CA2955998A1 (en) | Apparatus and method for increasing biomass pyrolysis and gas production speed and obtaining nano-scale silica material | |
| WO2006103668A2 (en) | Method and reactor for biomass pyrolytic conversion | |
| WO2010119972A1 (en) | Btl fuel production system and method for producing btl fuel | |
| CN107365601B (en) | A kind of Biomass Gasification ＆ Power Generation method using agriculture and forestry organic waste material | |
| JP2004209462A (en) | Drying method of plant-derived biomass, and production method of biomass fuel | |
| BG109247A (en) | Method for the conversion of coal into fuels | |
| CN105695009A (en) | Method for producing gasified slurry through coal, liquid wastes and solid wastes | |
| JP2010242035A (en) | Manufacturing process of biomass charcoal | |
| Sukiran et al. | Individual torrefaction parameter enhances characteristics of torrefied empty fruit bunches | |
| RU2688737C1 (en) | Synthetic gas production method | |
| KR20140068691A (en) | Method for preparation of semi-carbonized biomass pulverized fuel and pulverized fuel made therefrom | |
| US20120160662A1 (en) | Pyrolisis Reactor and Process for Disposal of Waste Materials | |
| Wu et al. | Investigation of hydrochar properties and bio-oil composition from two-stage hydrothermal treatment of dairy manure | |
| RU2688614C1 (en) | Synthetic gas production method | |
| Han et al. | Characterization and kinetics of iron oxide reduction by corn straw biochar prepared by pyrolysis using superheated steam atmosphere and hydrothermal processes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200312 Effective date: 20200312 |