Процесс Каррика

Процесс Каррика представляет собой процесс низкотемпературной карбонизации (LTC) и пиролиза углеродсодержащих материалов. Хотя в первую очередь он предназначен для угля карбонизации , его также можно использовать для переработки сланца , бурого угля или любых углеродосодержащих материалов. Они нагреваются при температуре от 450 °C (800 °F) до 700 °C (1300 °F) при отсутствии воздуха для синтетического отгонки топлива — нетрадиционной нефти и синтез-газа . Его можно было использовать как для сжижения угля , так и для производства полукокса . Этот процесс был разработан сланцевым технологом Льюисом Кассом Карриком из Горного управления США в 1920-х годах.

История

Процесс Каррика был изобретен Льюисом Кэссом Карриком в 1920-х годах. Хотя Каррик не изобрел угольный LTC как таковой, он усовершенствовал существующие технологии, в результате чего появился процесс Каррика. ^[1] Реторта, используемая для процесса Каррика, основана на реторте Невада-Техас-Юта , используемой для добычи сланцевого масла . ^[2]

В 1935 году в лаборатории исследования угля Университета Юты была построена пилотная установка Karrick LTC . ^[3] работали перерабатывающие заводы коммерческого размера В 1930-е годы в Колорадо , Юте и Огайо . Во время Второй мировой войны аналогичный перерабатывающий завод эксплуатировался ВМС США . ^[3] В Австралии во время Второй мировой войны заводы Каррика использовались для добычи сланцевого масла в Новом Южном Уэльсе. В 1950–1970-х годах технология использовалась компанией Rexco на ее заводе в Снибстоне в Коулвилле в Лестершире , Англия. ^[2]

Процесс

Процесс Каррика — это процесс низкотемпературной карбонизации , в котором используется герметичная реторта. ^[4] Для производства в коммерческих масштабах будет использоваться реторта диаметром около 3 футов (0,91 м) и высотой 20 футов (6,1 м). Процесс карбонизации будет длиться около 3 часов. ^[5]

Перегретый пар непрерывно впрыскивается в верхнюю часть реторты, наполненной углем. Сначала при контакте с холодным углем пар конденсируется в воду, действующую как чистящее средство. По мере повышения температуры угля деструктивная перегонка . начинается ^[3] Уголь нагревается при температуре от 450 ° C (800 ° F) до 700 ° C (1300 ° F) в отсутствие воздуха. Температура карбонизации ниже по сравнению с 800 ° C (1500 ° F) до 1000 ° C (1800 ° F) для производства металлургического кокса. Более низкая температура оптимизирует производство каменноугольной смолы, более богатой более легкими углеводородами, чем обычная каменноугольная смола, и поэтому она пригодна для переработки в топливо. ^[4] Полученная вода, нефть, каменноугольная смола и синтез-газ выходят из реторты через выпускные клапаны в нижней части реторты. Остаток ( полукокс или полукокс) остается в реторте. ^[3] В то время как получаемые жидкости в основном являются побочным продуктом, основным продуктом является полукокс, твёрдое и бездымное топливо. ^[6]

Процесс Karrick LTC не генерирует углекислый газ , но производит значительное количество монооксида углерода .

Продукты

В процессе Каррика из 1 короткой тонны угля получается до 1 барреля масел и каменноугольных смол (12% по весу) и получается 3000 кубических футов (85 м3). ³) богатого угольного газа и 1500 фунтов (680 кг) твердого бездымного полукокса или полукокса (на одну метрическую тонну 0,175 м3). ³ масел и каменноугольных смол, 95 м ³ газа и 750 кг полукокса). ^[3]^[4] объемный выход примерно 25% бензина , 10% керосина и 20% мазута хорошего качества. Из угля можно получить ^{[ нужна ссылка ]} Бензин, полученный из угля методом Каррика в сочетании с крекингом и рафинированием, по качеству приравнивается к тетраэтилсвинцовым бензинам. ^[3]^[7] В двигателях внутреннего сгорания развивается большая мощность, и при одинаковых условиях эксплуатации достигается увеличение экономии топлива примерно на 20%. ^[2]

Полукокс можно использовать для котлов и коксующийся уголь на сталелитейных заводах, он дает больше тепла, чем сырой уголь, и может быть преобразован в водяной газ . Водяной газ может быть преобразован в нефть с помощью процесса Фишера-Тропша . ^[4] Угольный газ из Karrick LTC дает больше энергии, чем природный газ . Фенольные отходы используются в химической промышленности в качестве сырья для производства пластмасс и т. д. Электроэнергию можно производить совместно при номинальной стоимости оборудования. ^[2]

Экономическая жизнеспособность

Нефть, в том числе нефтяную, издавна добывали из угля. Производственные предприятия были просто закрыты в 1880-х годах, потому что сырая нефть стала дешевле, чем сжижение угля. Однако сама эта возможность никуда не исчезла. Восемь лет испытаний пилотной установки, проведенных Карриком, подтверждают, что штаты, города и даже небольшие поселки могут самостоятельно производить газ и электроэнергию. ^[3]

30-тонный завод и нефтеперерабатывающий завод покажут прибыль сверх всех эксплуатационных и капитальных затрат, а продукция будет продаваться по привлекательным ценам для эквивалентной продукции. Частный сектор не должен требовать субсидий, но не должен конкурировать с теми, кто снимает нефть с угля и продает остаточное бездымное топливо электростанциям. ^[2]

Самое дешевое жидкое топливо из угля получится при переработке LTC как в жидкое топливо, так и в электроэнергию. Электрическая энергия, являющаяся третичным продуктом процесса перегонки угля, может быть получена при минимальных затратах на оборудование. Электростанция Karrick LTC с ежедневной производительностью 1 килотонна угля производит достаточно пара для выработки 100 000 киловатт-часов электроэнергии без дополнительных затрат, за исключением капитальных вложений в электрооборудование и потери температуры пара, проходящего через турбины. ^[2] Стоимость технологического пара может быть низкой, поскольку этот пар можно получать из непиковой мощности котлов или из турбин центральных электростанций. Впоследствии стоимость топлива для пара и перегрева будет снижена. ^[2]

Преимущества и недостатки

По сравнению с процессом Бергиуса , процесс Каррика дешевле, требует меньше воды и снижает тепловую ценность (вполовину меньше, чем процесс Бергиуса). ^[2] Бездымное полукоксовое топливо при сжигании на открытой решетке или в котлах дает на 20–25% больше тепла, чем сырой уголь. ^[3] Угольный газ должен отдавать больше тепла, чем природный газ на единицу содержащегося тепла, из-за большего количества связанного углерода и меньшего разбавления дымовых газов водяным паром. ^[2]

См. также

Ссылки

^ Мейнард, Эллиот (2000). Преобразование глобальной биосферы . Издательство часовщика. п. 109. ИСБН 978-0-9721713-1-1 . Проверено 4 июля 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Харрис, Алан (29 августа 2008 г.). «Влияние схемы торговли выбросами на топливно-энергетическую отрасль. Представление в Сенат Запрос по топливу и энергетике» (PDF) . Сенат. Парламент Австралии. стр. 2, 7, 10–12. Архивировано из оригинала (PDF) 2 октября 2009 г. Проверено 4 июля 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Стринер, Герберт Э. (1979). Анализ битуминозно-угольной промышленности с точки зрения общего энергоснабжения и программы синтетической нефти . Айер Паблишинг. стр. 201–206. ISBN 978-0-405-12016-9 . Проверено 4 июля 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Спейт, Джеймс Г. (2008). Справочник по синтетическому топливу: свойства, процесс и характеристики . МакГроу-Хилл Профессионал . стр. 9, 25. ISBN 978-0-07-149023-8 . Проверено 4 июля 2009 г.
^ Ларсен, Уильям А.; Штутц, Клиффорд Н. (14 мая 1932 г.). Проектирование установки низкотемпературной карбонизации угля штата Юта по процессу Каррика . Университет Юты .
^ Хёк, Микаэль; Алеклетт, Кьелл (2009). «Обзор преобразования угля в жидкое топливо и потребление угля» (PDF) . Международный журнал энергетических исследований . 33 . Уайли ИнтерСайенс. Архивировано из оригинала (PDF) 31 марта 2010 г. Проверено 4 июля 2009 г.
^ Стюарт, Дэнни (2008). «Роль альтернативных видов топлива. Представление в Сенат Запрос по топливу и энергии» (PDF) . Сенат. Парламент Австралии. п. 29. Архивировано из оригинала (PDF) 2 октября 2009 г. Проверено 4 июля 2009 г.

Внешние ссылки

[maynard-1] Мейнард, Эллиот (2000). Преобразование глобальной биосферы . Издательство часовщика. п. 109. ИСБН 978-0-9721713-1-1 . Проверено 4 июля 2009 г.

[harris-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Харрис, Алан (29 августа 2008 г.). «Влияние схемы торговли выбросами на топливно-энергетическую отрасль. Представление в Сенат Запрос по топливу и энергетике» (PDF) . Сенат. Парламент Австралии. стр. 2, 7, 10–12. Архивировано из оригинала (PDF) 2 октября 2009 г. Проверено 4 июля 2009 г.

[striner-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Стринер, Герберт Э. (1979). Анализ битуминозно-угольной промышленности с точки зрения общего энергоснабжения и программы синтетической нефти . Айер Паблишинг. стр. 201–206. ISBN 978-0-405-12016-9 . Проверено 4 июля 2009 г.

[handbook2-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Спейт, Джеймс Г. (2008). Справочник по синтетическому топливу: свойства, процесс и характеристики . МакГроу-Хилл Профессионал . стр. 9, 25. ISBN 978-0-07-149023-8 . Проверено 4 июля 2009 г.

[larsen-5] Ларсен, Уильям А.; Штутц, Клиффорд Н. (14 мая 1932 г.). Проектирование установки низкотемпературной карбонизации угля штата Юта по процессу Каррика . Университет Юты .

[hook-6] Хёк, Микаэль; Алеклетт, Кьелл (2009). «Обзор преобразования угля в жидкое топливо и потребление угля» (PDF) . Международный журнал энергетических исследований . 33 . Уайли ИнтерСайенс. Архивировано из оригинала (PDF) 31 марта 2010 г. Проверено 4 июля 2009 г.

[stewart-7] Стюарт, Дэнни (2008). «Роль альтернативных видов топлива. Представление в Сенат Запрос по топливу и энергии» (PDF) . Сенат. Парламент Австралии. п. 29. Архивировано из оригинала (PDF) 2 октября 2009 г. Проверено 4 июля 2009 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]