Технологический процесс Пристин-М для сушки низкосортных углей

Технология сушки низкосортных углей Первосорт-М

Технологический процесс Pristine-M для сушки низкосортных углей разрабатывается компанией Clean Coal Technologies, Inc. (CCTI). Это запатентованная технология преобразования сырого низкосортного угля в более чистое горючее и более эффективное топливо. Он удовлетворяет потребность в угле с низким содержанием влаги, экономичном при транспортировке, стабильном при транспортировке и не впитывающем влагу. Pristine-M — это недорогая технология обезвоживания угля, с помощью которой удалось высушить уголь и дешево его стабилизировать с помощью летучих веществ (ВМ), выделяемых сырьевым углем.

Процесс Pristine-M снижает содержание влаги в низкосортных углях, а также стабилизирует и герметизирует обработанные угли, чтобы предотвратить повторное поглощение влаги и самовозгорание. Процесс также повышает теплотворную способность (CV) низкосортных углей до значений, сравнимых с битуминозными углями. Пристин-М — третья стадия развития процесса. Два других этапа — «Pristine-SA» и «Pristine».

Pristine-SA представляет собой технологию, находящуюся на стадии разработки, предназначенную для устранения 100 % ВМ в сырьевом сырьевом угле. Для достижения стабильного горения уголь, обработанный Pristine-SA, должен сжигаться совместно с обработанной биомассой или природным газом. Результатом процесса является чистое топливо, устраняющее необходимость в скрубберах выбросов и, как следствие, образование токсичного шлама десульфурации дымовых газов (ДДГ). Pristine-SA дает универсальный угольный продукт, который можно использовать для производства множества нетопливных продуктов.

Устаревшая технология CCTI «Pristine» предназначена для удаления влаги и VM в соответствии с требованиями. Фактором, определяющим снижение содержания ВМ, является конструкция котла и необходимость того, чтобы определенное количество ВМ оставалось в угле для обеспечения надлежащего сжигания. Конечным продуктом является более чистый сухой уголь.

Технология Pristine-M компании CCTI представляет собой запатентованную и недорогую технологию обезвоживания угля. Процесс Пристин-М начинается с извлечения ВМ в жидком виде из углей более низкого ранга. Как только влага удаляется из целевого угля, жидкие летучие вещества используются в процессе «абсорбции» для заполнения пор обезвоженного угля. Конечным результатом является непроницаемый, стабильный уголь с повышенным содержанием CV. Этот стабильный уголь можно экономично транспортировать и использовать для угольных электростанций.

Технологическая технология «Пристин-М» была разработана для удовлетворения насущной потребности в экономичном способе обезвоживания углей с высоким содержанием влаги (30–60%), но в которых не требуется снижение ВМ или, если оно происходит, , это делает VM слишком низким для того, чтобы уголь мог поддерживать горение в пылеугольном котле (PC). Новая технология дополняет существующую Pristine-технологию. Он основан на научных исследованиях, которые укрепляют процесс Pristine, и сочетает в себе уникальную концепцию, известную как «осаждение паровой фазы».

Технология Pristine-M состоит из процесса «мягкой газификации», который удаляет влагу и летучие вещества без измельчения угля или его гранулирования. Уголь остается очень устойчивым к повторному поглощению влаги, поскольку в процессе на него наносится естественное покрытие. Процесс обогащения угля основан на давно зарекомендовавших себя процессах обогащения и использует готовые компоненты и оборудование. Этот процесс позволяет удалить из угля до 90 % химических загрязнителей, тем самым помогая решить проблемы с выбросами, влияющие на работу угольных электростанций

В декабре 2015 года CCTI создала объект в Оклахоме, США, для проверки технологии Pristine-M. Испытания, проведенные на объекте, подтвердили (i) успешное обезвоживание угля, (ii) успешное обогащение угля (увеличение коэффициента вариации), (iii) успешную стабилизацию угля и (iv) успешное производство беспылевой , стабильный конечный продукт. Сейчас испытательный центр перенесен в Вайоминг. Испытательная установка была спроектирована и построена как прототип процесса примерно в 0,1 раза больше, чем в коммерческих масштабах.

Технологические концепции CCTI основаны на очистке угля перед использованием. Технология Pristine-M направлена ​​на переработку угля путем удаления загрязняющих веществ из угля перед его использованием. Это позволяет улавливать загрязняющие вещества в их чистом, неразбавленном состоянии и в гораздо меньших объемах для утилизации или повторного использования в другом месте. Технология Pristine-M позволяет отказаться от дорогостоящих технологий удаления загрязняющих веществ после сжигания, таких как скрубберы дымовых газов и отходы скрубберов, а также сократить выбросы углерода.

Процесс Pristine-M решает три основные проблемы, связанные с сушкой угля. Эти проблемы заключаются в следующем:(i) производить высушенный уголь, который не поглощает повторно влагу, (ii) производить высушенный уголь, который не имеет склонности к рассыпчатости, что приводит к чрезмерному образованию мелочи, чтобы его можно было безопасно транспортировать с минимальный риск самовозгорания и (iii) процесс должен быть недорогим и экономически выгодным. Процесс не требует измельчения сырьевого угля. Обработанный уголь сохраняет большую часть своего первоначального гранулометрического состава и практически не подвергается деградации. Следовательно, конечный продукт не требует брикетирования или гранулирования.

Процесс Pristine-M представляет собой непрерывный процесс, состоящий из трех отдельных стадий. Это (i) осушитель, (ii) дегазатор и (iii) стабилизатор. В процессе используется дегазатор для производства газов, которые используются для технологического тепла, а также для стабилизации сухого угля. Только небольшая часть исходного сырого угля (обычно менее 7 %) дегазируется. Параметры процесса оптимизированы таким образом, чтобы производить только достаточное количество летучих газов для указанных целей. Жидкие побочные продукты в этом процессе нежелательны. Избыток дегазированного угля смешивается с сухим и стабилизированным углем в конце процесса и, таким образом, не теряется.

Технологическая схема, показывающая три этапа, представлена ​​на рис. 1.

Рис. 1. Схема процесса Pristine-M

Первая ступень представляет собой осушитель, использующий технологию поддержания оптимального теплообмена при минимальной занимаемой площади. Сушка происходит при температуре около 120°С, температуре, достаточной для удаления внутренней влаги со степенью удаления, например, до 15 %, или 10 %, или 5 %, в зависимости от времени пребывания, глубины слоя и температуры. Определенные типы угля имеют тенденцию разлагаться на мелочь в зависимости от степени сушки сырьевого угля. В таких случаях удаление влаги снижается, иначе требуется брикетирование высушенного угля. Когда в исходном угле присутствует избыточная мелочь (угольные частицы со средним размером частиц <6 мм), мелочь может быть переработана отдельно или сожжена для получения технологического тепла, в зависимости от того, какой вариант окажется экономически наиболее целесообразным для конкретного применения.

На второй стадии процесса фракционный поток обезвоженного угля из сушилки отделяется (обычно от 5 до 10 %) из основного потока и направляется в дегазатор. Дегазатор работает при температуре от 400°С до 450°С для удаления летучих фракций угля. Все выделяющиеся газы направляются на третью ступень (стабилизатор), а все неконденсирующиеся газы сжигаются для получения технологического тепла. Процесс оптимизирован для производства только достаточного количества газов и паров для технологического тепла и для стабилизации обезвоженного угля. При желании продукт из дегазатора можно снова смешать с обезвоженным и стабилизированным углем.

На третьем этапе процесса, который является этапом стабилизации/отложения паровой фазы, ВМ подается в специально сконструированный сосуд, который позволяет ВМ поглощаться порами обезвоженного угля с первой стадии. Летучие пары проникают в освободившиеся за счет потери влаги поры угля, а также покрывают поверхность угля. Это действие герметизирует поверхность угля, тем самым предотвращая реабсорбцию влаги, самовозгорание и склонность к распаду. Для достижения желаемого результата устанавливаются параметры стабилизации на основе химического профиля сырьевого угля.

Процесс Pristine-M делает уголь непроницаемым. Кроме того, сохраняется структурная целостность угля, и его теплотворная способность может быть повышена по сравнению со значением, достигаемым только за счет удаления влаги. Индекс измельчаемости Hardgrove (HGI) полученного угля остается таким же, как и исходного угля. Высушенный уголь не ломается при транспортировке, а также имеет срок хранения, достаточный для длительной морской или наземной транспортировки и длительных периодов нахождения на угольных складах под воздействием погодных условий. Образцы высушенного угля сохранялись более 6 месяцев на открытом воздухе, без укрытия, без повторного поглощения влаги.

Процесс Pristine-M является модульным. Коммерческий модуль, рассчитанный на производительность загрузки 30 тонн в час и перевалку сырого угля влажностью 50 %, имеет мощность около 160 000 тонн сухого угля в год. Завод мощностью 1 млн тонн в год на основе технологии «Пристин-М» состоит из 6 таких модулей. Процесс является непрерывным, время пребывания в нем оценивается примерно в 15 минут, в зависимости от степени удаления влаги и содержания влаги в угле. Установка работает при давлении 1 атмосфера.

Технологические модули Pristine-M сконфигурированы для работы независимо и параллельно друг другу, что позволяет отключать отдельные модули для планового/внепланового обслуживания или внеплановых поломок без прерывания работы других модулей. Дополнительная мощность по мере необходимости обеспечивается за счет дополнительных модулей. За счет включения имеющихся в продаже готовых компонентов конструкция позволяет избежать необходимости в оборудовании, изготовленном по индивидуальному заказу, что увеличивает капитальные затраты на установку. Завод управляется и управляется с помощью сложной системы управления технологическим процессом.

При значительных колебаниях исходного угля (структурная, химическая или собственная влажность) сушильная установка «Пристин-М» предназначена для работы с различными углями. Система управления заводом автоматически корректирует различия в ограниченном диапазоне. Также можно одновременно запускать в процесс уголь с разными характеристиками, используя отдельные модули, способные надлежащим образом учитывать различия.

Преимущества процесса Pristine-M

Ниже перечислены преимущества процесса Pristine-M.

Преимущества процесса – К ним относятся (i) малое время обработки, которое составляет от 5 до 10 минут, (ii) настраиваемые характеристики продукта, (iii) возможность переработки различных исходных углей, поскольку существует управление и оптимизация процесса с помощью программируемых логических контроллеров (ПЛК), основанных на знаниях. ), (iv) подходит для подачи угля крупностью от 0 мм до 50 мм, (v) процесс работает при атмосферном давлении, и (vi) процесс имеет модульную и масштабируемую конструкцию.

Преимущества продукта – К ним относятся (i) отсутствие реабсорбции влаги, (ii) отсутствие самовозгорания полученного угля, (iii) отсутствие разложения по размеру, (iv) полученный уголь является идеальным сырьем для газификатора, (v) получаемый уголь имеет оптимальный уровень содержания летучих веществ для максимального сжигания; (vi) получаемый уголь не содержит пыли, что снижает загрязнение угольной пылью при транспортировке угля; (vii) снижается выброс CO2 и вредных загрязняющих веществ и (viii) низкие капитальные и эксплуатационные затраты. .