Physico-chemical foundations of produced syngas during gasification process of various hydrocarbon fuels

Abstract

The gasification processes of coal, coal-water slurry, and natural bitumen were studied. A new method involving application of hydrocarbon fuels was proposed. It allows one to create process schemes which can be adopted for changing feedstock's properties in a wide range by the variation of gasification parameters. The integrated gasification unit allows using the local resources and not being dependent on external fuel deliveries. However, for designing such projects, it is necessary to study the physicochemical processes involved in the thermochemical processing of various fuel types. For calculation of gas composition, three fuel types were selected: Kamsky long-flame coal, coal-water slurry based at Kama coal dust, and natural bitumen from Ashalchy oil field. During thermochemical processing of various feedstock types, by varying gasification parameters, syngas with the required application ratio of CO/H 2 was obtained. These fuels have various compositions, but they are located at one region. The syngas thus produced may be used in the chemical and energy industries.

Розроблення Способу Газифікації Подрібненого Вугілля

“…Для розуміння факторів, що впливають на перебіг реакцій процесу газифікації, потрібно ознайомитися з основними поняттями і законами кінетики хімічних реакцій, а також із застосуванням першого і другого законів термодинаміки, на основі яких визначаються теплові ефекти реакції [1,2,4,6].…”

“…В основу роботи поставлено завдання розробити спосіб газифікації твердого подрібненого палива, в якому завдяки єдності процесу напівкоксування вугілля і газифікації напівкоксу, зв'язаного спільним контуром циркуляції твердого теплоносія, забезпечують простоту управління процесом і його стійкість, а знешкодження шкідливих речовин, які утворюються у процесі напівкоксування і газифікації палива, здійснюють допалюванням залишкових горючих речовин золи з надлишком повітря вище від стехіометричного значення [1,2,4].…”

“…Аналіз останніх досліджень та публікацій. Відомий спосіб газифікації вугілля у псевдозрідженому шарі "Процес Вінклера" [1,2,4,6], за допомогою якого здійснюється процес газифікації подрібненого твердого палива у псевдозрідженому шарі на парокисневому, або пароповітряному дутті. Спосіб газифікації одноступеневий, який добре зарекомендував себе під час газифікації бурого вугілля.…”

Energy technology complexes as regulators of electrical power systems

“…В настоящее время разработаны научные основы процессов газификации различных видов топлив, описаны физико-химические превращения топлив, созданы математические модели процессов пиролиза и газификации твердых топлив [8,11,12,14,15]. При высокотемпературной газификации твердого топлива химические реакции протекают при взаимодействии углерода с газообразным кислородом или водяным паром.…”

“…Выделением тепла сопровождается реакция С + 0,5О 2 = СО С поглощением тепла протекают реакции С + Н 2 О = СО + Н 2 С + 2Н 2 О = СО 2 + 2Н 2 Для протекания эндотермических реакций необходим подвод тепловой энергии, который может осуществляться за счет сжигания части твердого топлива (автотермический процесс) или за счет подвода внешней энергии (аллотермический процесс) [11,12]. Автотермические технологии газификации в плотном слое сырья и псевдоожиженном (кипящем) слое, а также в барботируемом шлаковом расплаве в настоящее время хорошо изучены и внедрены в практику [1][2][3]14,15]. Разработано множество автотермических газогенераторов, работающих в широком диапазоне режимных параметров.…”