Yoğunlaştırılmış kömür - Densified coal

Yoğunlaştırılmış kömür ürünüdür Coldry Süreci kömür düşük seviyeli kömürlerdeki nemi gideren yükseltme teknolojisi alt bitümlü ve linyit /kahverengi kömür. Yoğunlaştırma işlemi, kalorifik değeri yükseltir Düşük rütbe Kömürün birçok ihraç dereceli siyah kömüre eşit veya daha fazla. Coldry İşleminden kaynaklanan yoğunlaştırılmış kömür, bir siyah kömür eşdeğeri veya yerine siyah kömür.[1]

Coldry Süreci patentli kömür yükseltme teknolojisi Environmental Clean Technologies Limited tarafından Victoria, Avustralya'da geliştirilmektedir[2] "kahverengi kömür yoğunlaştırmasına" dayanmaktadır. Düşük sıralamayı iyileştirmek için özel olarak geliştirilmiştir kahverengi kömür (linyit ) ve bazı formları alt bitümlü kömür doğal olarak oluşan nem içeriğinin çoğunu ortadan kaldırarak; kömürü sertleştirin ve yoğunlaştırın; kömürün kalorifik değerini yükseltmek; ve kömürü istikrarlı (daha düşük kendiliğinden yanma riski) ihraç edilebilir siyah kömür eşdeğeri tarafından kullanılacak ürün siyah kömür işten çıkarmak güç jeneratörleri üretmek için elektrik veya kömürden gaza, petrole ve diğer yüksek değerli kimyasallar gibi sonraki işlemler için bir hammadde olarak.

Genel Bakış

Coldry Süreci, 1989 yılında Melbourne, Melbourne'daki CRA Advanced Technical Development ile işbirliği içinde, Organik Kimya Bölümü, Melbourne Üniversitesi, teorik ve test çalışmasından gelişti.[3] Bu çalışma, 1980-81 yıllarında Melbourne Üniversitesi Organik Kimya Bölümü tarafından yoğunlaştırılmış kömürle ilgili daha önceki teorik çalışmalara dayanıyordu. Yoğunlaştırılmış kömür oluşturma olasılığı, Maddingley Madeni yakın Bacchus Bataklığı, Victoria. Maden operatörü, kamyonların madene girip çıktıklarında kahverengi kömür tozlarını nemli çalkaladıklarında yağmur olaylarından kısa süre sonra sertleşmiş bitüm benzeri yol yüzeylerinin doğal olarak oluştuğunu gözlemledi. Bir yağmur olayını takip eden günlerde, madendeki yol yüzeyleri asfalt gibi sertleşecek ve artık su emmeyecekti. Dr Johns ve meslektaşları, az miktarda nem ile karışan ve düşük seviyeli mekanik kesmeye maruz kalan kahverengi kömürün, kömür gözenekli yapısını büyük ölçüde tahrip ettiği ve içinde hafif bir doğal ekzotermik reaksiyon sürecini tetiklediği bir düşük mekanik kesme işleminin meydana geldiğini belirledi. nem içeriğinin mobilizasyonuna ve ardından buharlaşmasına yol açan kömür.[4] Düşük mekanik kesme işlemi kömürün fiziksel gözenekli yapısını temelde değiştirir ve kömürün içindeki mikro kimyasal bağları değişen derecelerde değiştirerek nem içeriğini yüzde 10 ila 14 arasına düşürür; kalorifik değeri 5200 kcal / kg'ın üzerine çıkarmak; ve hidrofobik, artık kendiliğinden yanmaya eğilimli olmayan, kolayca taşınabilir ve ticari ve çevresel açıdan siyah kömüre eşdeğer yeni bir "yoğunlaştırılmış kömür" ürünü yaratmak.

Prensip

Esasen, kahverengi kömür kesilir ve ortalama partikül boyutunu düşürerek yıpranır ve plastik bir kütle oluşturan gözenekli kömür mikro yapısında doğal olarak tutulan suyu serbest bırakır. Bu yüzey dağılımı ve fiziksel olarak hapsolmuş nem, kendisini ortam sıcaklıklarında veya yakınında buharlaşarak uzaklaştırmaya borçludur. Kesme ayrıca, yeni bağ oluşturma reaksiyonlarına katılan ve kimyasal olarak hapsolmuş nemi serbest bırakan reaktif moleküler türleri açığa çıkaran taze kömür yüzeylerini de açar. Peletler yoğunlaştıkça, yeni oluşturulan yapı küçülür ve bu da orijinal kömüre kıyasla önemli ölçüde daha kompakt bir mikro yapıya neden olur. Bu yeni yapı, kendi kendine ısınma eğilimini tipik bir bitümlü kömür. Coldry prosesi, linyit ve bazı alt bitümlü kömürlere uygulandığında, yoğunlaştırılmış peletler formunda CO'yi önemli ölçüde azaltan bir hammadde üretir.2 elektrik üretmek için yakıldığında orijinal kahverengi kömür durumuna kıyasla emisyonlar. Teknolojinin temel bir özelliği, düşük dereceli kullanımıdır 'atık ısı Evaporatif kurutma enerjisi sağlamak için aynı yerde bulunan bir güç istasyonundan. Tipik olarak, elektrik santralleri, yerel nehir sistemlerinden önemli miktarda su çekerek bu enerjiyi soğutma kuleleri aracılığıyla atarlar. Coldry tesisi, soğutma için ortamdan alınan suyu dengeleyerek veya değiştirerek elektrik santrali için bir ısı emici görevi görecek şekilde tasarlanmıştır. Kurutma için sıcaklık aralığı 35 ° C ile 45 ° C arasındadır. Bu, mevcut maden ağızlı güç istasyonlarıyla sinerjinin temelini oluşturur ve yüksek dereceli işlem ısısı üreterek veya diğer işlemlerde daha yüksek değere sahip olabilecek diğer işlemlerden yüksek dereceli ısıyı çağırarak artan işletme giderleri oluşturma ihtiyacını ortadan kaldırır. uygulamalar.

Sürece Genel Bakış

Entegre Coldry Yakıtlı Elektrik Santralinin Şematik Düzeni

Yandaki resim, entegre bir Coldry ateşlemeli elektrik santralinin şematik düzenini göstermektedir.

1. Ham Kömür YemiHam kömür, aşırı büyük ve kirletici maddeleri gidermek için elenir ve bir sonraki işlem adımına tek tip bir besleme sağlamak için boyutlandırılır.

2. Aşındırma ve EkstrüzyonKömürün bir kömür macunu oluşturmak için kesildiği değirmen aşındırıcısına az miktarda su eklenir. Bu yoğun karıştırma, hem kimyasal olarak hapsolmuş suyu hem de kömür gözenek yapısı içinde fiziksel olarak emilen suyu çıkaran kömür içinde doğal bir kimyasal reaksiyon başlatır. Kömür macunu daha sonra çiğnenir ve sonunda peletler halinde ekstrüde edilir.

3. KoşullandırmaKömür macunu peletleri, bir sonraki adım olan Dolgulu Yatak Kurutucuya geçişe dayanmak için yeterli yeşil mukavemet sağlamak için Koşullandırma kayışında yüzeyde kurutulur.

4. Isı DeğişimiEş konumlu elektrik santralinden gelen atık ısı, ısı değişimi kullanılarak geri kazanılır. Bu düşük dereceli enerji akışı, kömür peletlerinden yüzey suyunu buharlaştırmak için gereken sıcak hava akışlarını sağlamak için kullanılır.

5. Paket Yatak KurutucuKoşullandırma kayışından gelen nemli kömür peletleri, paket yataklı kurutucu içinde nihai nem seviyelerine kadar kurutulur. Isı eşanjörlerinden gelen sıcak hava, kömür topaklarının içinden atılan nemi giderir. Çapraz bağlanma reaksiyonları kurutucu içinde tamamlanarak kömür peletlerinin mukavemetini toplu taşımaya dayanacak yeterli seviyelere yükseltir.

6. Coldry PeletleriGelen kahverengi kömür, yapısal ve fiziksel olarak hapsolmuş suyun kalıcı olarak ortadan kaldırılmasıyla artık bir Kara Kömür Eşdeğeri'ne (BCE) dönüştürülmüştür. Bu yüksek enerjili peletler, termal uygulamaların yanı sıra diğer kullanımlar için de mevcuttur.

7. ÖğütücüPülverizatör, peletleri ince öğütülmüş kömür tozuna indirger ve bir Pulverize Kömür Yakma kazanına enjeksiyon için uygundur.

8. KazanKömür fazla havada yakılır ve yüksek sıcaklıkta bir gaz akışı oluşturur. Bu yüksek sıcaklık, kazan içindeki suyu ısıtır ve elektrik üretimi için gereken buharı üretir.

9. TürbinJeneratöre bağlı olan buhar türbinine yüksek sıcaklık, yüksek basınç akımı enjekte edilir. Yüksek voltajlı elektrik, bu işlemin bitmiş ürünüdür.

10. KondansatörTürbinden çıkan buhar, tekrar sıvı su oluşturmak için soğutulduğu kondansatöre geçirilir. Bu sıvı su, buhar döngüsünü yeniden başlatmak için kazana geri pompalanır. Kondansatörden gelen soğutma suyu artık yüksek sıcaklıktadır ve soğutulması gerekir. Isı değişimi için Coldry tesisine pompalanır (adım 4).

11. Soğutma KulesiColdry ısı değişiminden gelen dönüş suyu artık daha düşük bir sıcaklıkta, ancak yine de daha fazla soğutma gerektiriyor. Bu su şimdi soğutma kulesine pompalanır, burada bir kısım buharlaşır ve geri kalan kısım, kondansatör çalışması için uygun sıcaklıklara soğutulur. Buharlaşmada kaybedilenin yerine takviye suyu eklenir.

Yoğunlaştırılmış kömürün özellikleri

Ağırlıkça yüzde 60 doğal ortalama nem içeriğine sahip tipik Victoria kahverengi kömüründen elde edilen yoğunlaştırılmış kömürün kimyasal ve kalorifik değerleri, Tarong Queensland ve Newcastle Yeni Güney Galler Avustralya.

Kimyasal bileşim

İsimC Karbon%H Hidrojen%N Azot%Oksijen%S Kükürt%
Victoria Kahverengi Kömür (Linyit)26.61.930.219.40.39
Yoğunlaştırılmış Kahverengi Kömür (Coldry)594.240.46210.85
QLD Siyah Kömür (İhracat)522.590.74110.25
NSW Siyah Kömür (İhracat)48.93.291.1910.10.81

Kalorifik değerlerin karşılaştırılması

İsimNem%Uçucular%Sabit Karbon%Kül%Kükürt %Net Ağırlık Özgül Enerji
Morwell Kahverengi Kömür (Linyit)% 59,3 ağırlık% 20.0 ağırlık% 19.86 ağırlık% 0,9 ağırlık% 0,3 db2006 kcal / kg ar

8.4 MJ / kg ar

Tarong Kara Kömür (İhraç kömürü)% 15.5 adb% 22,5 ağırlık% 44.1 ağırlık% 17.9 ağırlık% 0,42 ağırlık4800 kcal / kg adb

20,1 MJ / kg adb

Yoğunlaştırılmış Kahverengi Kömür (Coldry)% 12.0 adb% 48.9 ağırlık% 49.1 ağırlık% 2,4 ağırlık% 0.3 ağırlık5874 kcal / kg adb

24,6 MJ / kg adb

Ağırlıkça yüzde

adb = kuru baz olarak. ar = alındığı gibi. db = kuru baz. wb = ıslak baz.

Tarih

Maddingley Madeni, birkaç yıl boyunca Bacchus Marsh'ın eteklerinde bulunan bitişik lif levha üretim fabrikasına kahverengi kömür sağladı. Tesis ve maden, 1980'lerin sonunda hizmet dışı bırakıldı. 1990 yılında Calleja Group nakliye şirketi madeni ve sanayi sitesini satın aldı ve yoğunlaştırılmış kömür kavramının farkına vardı. Şirket, 1994 yılında yoğunlaştırılmış kömür süreci için Fikri Mülkiyet haklarını aldı. David Calleja ve David Wilson önderliğinde şirket, yoğunlaştırılmış kömür metodolojisinin geliştirilmesine yatırım yaptı ve 1997 yılına kadar tezgah testlerinde başarılı oldu. Bu sırada teknoloji süreci tanındı. Coldry Süreci olarak. Bir süredir şirket, Coldry Sürecini, Lignite programı için hükümet tarafından finanse edilen Cooperative Research Center (CRC) tarafından incelenmeye, yatırıma ve geliştirmeye değer bir teknoloji olarak dahil etmeyi başaramadı. Daha sonra Calleja Grubu, süreci daha da geliştirmek için Şubat 2004'te bir pilot tesisin kurulmasına yatırım yaptı. Nisan 2004 itibariyle Coldry fabrikası, tehlikeli yan ürünler üretmeden kahverengi kömürün suyunu gidermek için potansiyel bir ticari yöntem olarak kendini hızla kabul etti. Pilot tesisin işletmesi, APCS'nin teknolojiyi ticarileştirmek için lisans aldığı Haziran 2004'te Asia Pacific Coal & Steel Pty Ltd'ye (APCS) atandı. Mart 2006'da APCS, Coldry Prosesini ticarileştirme sorumluluğunu üstlenen ASX'e kayıtlı Environmental Clean Technologies Limited (ASX: ESI) tarafından satın alındı. Pilot tesis, Bacchus Marsh tesisinde aşamalı olarak geliştirildi ve dünyanın dört bir yanından kömür türlerinin test edilmesi, bu süreçte kullanım için kömür uygunluğunun karakterize edilmesine ve doğrulanmasına yardımcı oldu.

Zaman çizelgesi

  • Avustralya, Victoria, Bacchus Marsh'da bulunan Coldry pilot tesisi, sürecin araştırma ve geliştirme merkezi olmuştur.
  • İlk olarak, süreci bir sonraki mantıksal ölçeğinde kanıtlamak için 2004 yılında temel bir parti süreci olarak görevlendirilen pilot tesis, Victoria Hükümetleri Sürdürülebilirlik Departmanı'nın desteğiyle 2007'de daha da yükseltildi. Su geri kazanım teknolojisinin eklenmesini de içeren sürekli bir sürece yükseltme başarılı oldu ve 2008 yılında mühendislik firması Arup'un ön fizibilite çalışmaları yoluyla sürecin ticarileştirilmesini daha da ilerletmek için devreye girmesine yol açtı.
  • 2011 yılının başında ECT, ticari ölçekli bir tesisin tasarımını bilgilendirmek için kritik ekipman denemelerine ve ayrıntılı veri toplama faaliyetlerine başladı.
  • Ekim 2011'de ECT, mühendislik firması Arup'u bir sonraki mantıksal ölçek büyütme ihalesinin (DFT) detaylı tasarımını başlatmak üzere görevlendirdi; Saatte 20 metrik ton gösteri tesisi. Ticari tanıtım tesisinin (CDP), finansman ve hükümet planlama onaylarına tabi olarak 2014 yılında inşaatın tamamlanması hedeflenmektedir.
  • 2018: Hindistan'da geliştirilecek yoğunlaştırılmış kömür kullanan ticari tesis.[5]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Avustralya kahverengi kömürlerinin Reaktivitesi ve Reaksiyonları. R.B. Johns ve A.G. Pandolfo, Organik Kimya Bölümü, Melbourne Üniversitesi. 1980
  2. ^ ECT Limited web sitesi
  3. ^ Kahverengi Kömürün Yoğun, Kuru, Sert Malzemeye Dönüşümü. B.A. Johns, A.L Chaffee ve K.F. Harvey Dept of Organic Chemistry, University of Melbourne, Victoria, A.S. Buchanan ve G.A. CRA Advanced Technical Development şirketinde Thiele, Melbourne., 1989
  4. ^ Johns, R.B., Chaffee, A.L. ve Verheyen, T.V. International Conference Coal Science, Düsseldorf 1981
  5. ^ John (17 Mayıs 2018). "Enerji üretimi ve çelik üretimi için dünyanın ilk Coldry ve Matmor tesisi". Uluslararası Madencilik.

Dış bağlantılar