BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO ĐỀ TÀI THUYẾT TRÌNH ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÍ HÓA THAN Giảng viên hướng dẫn Võ Thị Th[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO ĐỀ TÀI THUYẾT TRÌNH ĐỀ TÀI: CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÍ HĨA THAN Giảng viên hướng dẫn: Võ Thị Thu Như Lớp: TINO322903_22_1_01 Nhóm thực hiện: Nhóm TP.HCM, 10 tháng 10 năm 2022 TÊN THÀNH VIÊN STT Tên thành viên MSSV Đặng Quang Hưng 20128121 Nguyễn Thiện Thanh 20128150 Ao Văn Đức Thành 20128151 Hồ Nguyễn Minh Quang 20128022 Nguyễn Trần Tín 20128077 Nguyễn Lam Trường 20128166 Phạm Đức Tài 20128148 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Ngày … tháng … năm … GVHD MỤC LỤ C I Mở đầu II Lịch sử hình thành phát triển khí hóa than Tình hình khí hóa than giới Khí hóa than Việt Nam: III Tổng quan cơng nghệ sản xuất khí hóa than .5 Cở sở lý thuyết: Nguyên lý chung: IV Xử lý nguyên liệu Xử lý kích thước Xử lý độ ẩm .6 V Quy trình khí hố than .7 Khí hóa than tầng cố định Khí hóa than tầng sơi 12 Lị khí hố dịng .14 VI a Ngun lý khí hóa than dạng lôi .14 b Giới thiệu cấu trúc số lò khí hóa kiểu dịng lơi 15 Khí hóa than dạng vận chuyển 21 Nhận xét đánh giá 22 Đánh giá quy trình sản xuất 22 Tính an tồn cho lị khí hóa 24 I Mở đầu Khí hố than loại khí áp dụng cơng nghệ chuyển đổi sản phẩm có thành phần từ giàu Cacbon than, lốp xe, nước thải, mạt cưa, gỗ nhựa thải tổng hợp thành khí tổng hợp để sử dụng cho mục đích sau Thành phần chủ yếu sản phẩm khí bao gồm CO, CO2, H2, CH4 tạp chất khác H2S NH3 Khác với việc đốt than trực tiếp cơng nghệ hố than sử dụng khí O2 khơng khí điều kiện đảm bảo áp suất nhiệt độ để phản ứng hố khí xảy Sau tổng hợp, khí thành phẩm sử dụng nhiều lĩnh vực làm nguyên liệu cho turbin nhà máy nhiệt điện để sản xuất điện năng; làm nguyên liệu cho trình tổng hợp chất hoá học khác Amoniac, Methanol, DME, MTBE, … trực tiếp sử dụng làm nguyên liệu cho turbin phát điện, nguổn nhiên liệu Hydro cho xe tương lai…Hơn nữa, hố than khí coi số ngành công nghiệp sôi giới Hiện có khoảng 128 nhà máy sản xuất hoạt động với 336 lò phản ứng sản xuất khoảng 42700 MW khí tổng hợp Ngồi tiềm hoạt động nhà máy xây dựng lớn ước tính tới 27000 MW Nhìn chung, khả sản xuất cách hiệu điện năng, hydro nguyên liệu hoá chất khác, khả cắt giảm khí gây nhiễm, làm cho cơng nghệ khí hố than trở thành công nghệ hứa hẹn cho ngành lượng hoá chất tương lai, giá nguồn nguyên liệu dầu khí có xu hướng dao động mạnh trước biến động kinh tế, trị giới ngày trở nên khan Ngoài việc sản xuất nguyên liệu đầu vào sản phẩm q trình hố than khí sản xuất điện thơng qua quy trình IGCC (Intergratd Gasification Combined Cycle) Điện sản xuất theo quy trình IGCC coi loại lượng có hiệu so với cách đốt than truyền thống sản xuất lượng theo phương thức bước ngoặc quan trọng việc sử dụng lượng than lại tương lai II Lịch sử hình thành phát triển khí hóa than Tình hình khí hóa than giới: - Mặc dù than sử dụng rộng rãi để làm nguyên liệu từ lâu trước tới năm cuối kỉ XVIII việc sản xuất khí hóa than bắt đầu phát triển Vào năm 1792, kỹ sư người Scotland William Murdock phát cách chuyển hóa than thành khí đốt từ than cốc Và vào năm 1816 cơng ty sản xuất khí hóa than thành lập Đến năm 1850 quy trình sản xuất khí hóa than có nước phát minh Châu Âu Than cốc chuyển hóa hồn tồn thành khí phản ứng với khơng khí nước thời điểm Khí sản xuất có khả cung cấp nhiệt lượng đốt thấp vào khoảng 3500-6000 kJ/m3 Năm 1970 sau khủng hoảng dầu mở khí hóa than coi giải pháp thay khí thiên nhiên từ phát triển lên ngành cơng nghiệp khí hóa than khắp giới Hiện Trung Quốc nhà máy sản xuất tổng hợp NH3 từ than nhiều Nhà máy hóa chất Liễu Hà, Hà Trì, An Hóa Thạch Gia Trang … Các nhà máy sử dụng loại khí hóa kiểu cũ (LURGI) để khí hóa than Ngồi có số nhà máy sử dụng loại khí hóa than theo cơng nghệ TEXACO Nhà máy hóa chất Lỗ Nam, Ngơ Kinh … Ở Mỹ khuyến khích áp dụng cơng nghệ khí hóa than cách để giảm thiểu mức độ ô nhiễm môi trường cho nhà máy nhiệt điện đốt than Ngồi phủ Mỹ đầu tư tỷ USD cho chương trình nghiên cứu “Cơng nghệ than sạch” Đánh dấu phát triển mở đường cho nhà máy tổng hợp, vừa sản xuất điện vừa sản xuất hóa chất từ khí tổng hợp NH3 CH3OH Khí hóa than Việt Nam: Bằng cơng nghệ sản xuất khí hóa than người ta chuyển hóa loại nhiên liệu rắn chất lượng thấp, chứa nhiều ẩm, tro, nhiệt cháy thấp thành nhiên liệu khí có chất lượng cao tạo thành khí tổng hợp dùng cơng nghệ hóa học Do ngun liệu sử dụng loại than có chất lượng thấp để sản xuất khí than có giá trị cơng nghiệp nên cơng nghệ sản xuất khí hóa than mở triển vọng tốt cho vùng than có chất lượng thấp phát triển cơng nghiệp Đặc biệt tỉnh phía Bắc nơi có nhiều than cám, than bụi (Quảng Ninh) vùng than nhỏ khác Tây Bắc nghiên cứu trữ lượng để đưa vào sản xuất III Tổng quan cơng nghệ sản xuất khí hóa than Cở sở lý thuyết: Khí hóa than q trình dùng oxy (hoặc khơng khí, khơng khí giàu oxy, oxy thuần, nước hydro, nói chung gọi chất khí hóa) phản ứng với than nhiệt độ cao chuyển nhiên liệu từ dạng rắn sang dạng nhiên liệu khí Nhiên liệu gọi chung khí than với thành phần cháy chủ yếu CO, H2, CH4 dùng làm nhiên liệu khí dân dụng, công nghiệp sử dụng làm nguyên liệu cho tổng hợp NH3, tổng hợp CH3OH Nguyên lý chung: Khi chọn quy trinh công nghệ người ta cần cân nhắc yếu tố loại than vào chất lượng than, loại than phù hợp cho quy trinh khí hóa ,vì cơng nghệ khí hóa có nhu cầu nguyên liệu khác định hàm lượng tro; độ ẩm than, nhiết độ nóng chảy tro; kích thước hạt - Than cục to, đường kính 10 – 100mm: thích hợp kiểu cơng nghệ khí hóa than tầng cố định - Than cục nhỏ, đường kính – 10mm: thích hợp cơng nghệ khí hóa than tầng sơi - Than cám, đường kính – 2mm: thích hợp cơng nghệ khí hóa than dịng (khô ướt) IV Xử lý nguyên liệu Xử lý kích thước Than trước đưa hóa thi than phải sấy khô nghiền nhỏ than với đường kính thích hợp Về phần quy trình sấy thơng thường than sấy dựa nhiệt khí tự nhiên làm nhiên liệu khí hóa than, điều tương đương với việc làm than Sau sấy than đưa vào máy nghiền để nghiền Đối với thiết bị hóa tầng chuyển động, điều bị hạn chế việc nghiền than sau sàng lọc cục cần thiết để hóa Đối với than cốc cần có kích thước mịn hơn, điều cần thiết với thiết bị hóa dịng chảy cần phải đưa vào máy nghiền lăn để sử dụng nghiền Xử lý độ ẩm Nếu độ ẩm nhiên liệu cao tiêu tốn nhiệt vào trình bốc ẩm đốt nóng ẩm đến nhiệt độ khí làm giảm chất lượng khí than Do loại nhiên liệu có độ ẩm cao củi gỗ, than bùn muốn chuyển chúng thành nhiên liệu khí q trình khí hóa thường phải thực sấy sơ Quy trình sấy khơ thơng thường dựa nhiệt thường sử dụng khí tự nhiên làm nhiên liệu Đối với thiết bị hóa than, điều tương đương với việc sử dụng khí để làm khơ than Nói chung độ ẩm nhiên liệu khoảng 50-60% nhiệt độ khí khỏi lớp nhiên liệu thường thấp, nhiệt độ đạt 80-90 0C tương ứng với nhiệt độ điểm sương ngưng tụ nước nhựa than xuất hiện, q trình khí hóa bị cản trở V Quy trình sản xuất khí hố than Khí hóa than q trình dùng oxy (hoặc khơng khí, khơng khí giàu oxy,hoặc oxy thuần, nước hydro, nói chung gọi chất khí hóa) phản ứng với than nhiệt độ cao chuyển nhiên liệu từ dạng rắn sang dạng nhiên liệu khí; nhiên liệu gọi chung khí than với thành phần cháy chủ yếu CO, H2, CH4 dùng làm nhiên liệu khí dân dụng, cơng nghiệp Sơ đồ quy trình khí hố than Sau q trình khí hố lò phản ứng với tác nhân oxy nước thu syngas (CO/H2), CO2/H2S xỉ -Raw Syngas trải qua trình steam reforming để tăng tỉ lệ CO/H2 Sau làm tách CO/H2 cho trình tổng hợp methanol, methane hay amoniac,… -S CO2 thu hồi -Xỉ than thải loại bỏ Theo chiều chuyển động tác nhân khí hóa, lị hình thành tầng sinh khí: tầng tro xỉ, tầng oxy hóa (tầng lửa), tầng hồn ngun phụ, tầng chưng cất khô, tầng không (tầng trống rỗng) Các tầng khí lị khí hố than cố định thuận dịng VI- vùng xỉ Xỉ than nóng gặp chất khí hóa, nâng nhiệt độ chất khí hóa từ khoảng 60 oC lên khoảng 420 oC, thân xỉ nguội xuống nhiệt độ trước thải V- vùng oxy hóa Vùng xảy phản ứng cháy than oxy chất khí hóa tạo thành CO2 Do phản ứng tỏa nhiệt nên nhiệt độ tăng nhanh chóng tới mức gần nhiệt độ hóa mềm xỉ C + O2 → CO2 IV- vùng khử Ở xảy phản ứng nước than CO tạo thành phản ứng bị khử C Hầu hết phản ứng thu nhiệt Đặc điểm dễ thấy hàm lượng H2O, CO2 khí giảm, nhiệt độ tầng than giảm Syngas tạo vùng IV C + H2O → CO + H2 C + H2O → CO2 + 2H2 C + CO2 → 2CO III- vùng khử phụ Ở tiếp tục phản ứng khử CO2 xảy loạt phản ứng thứ cấp quanh miền 700 oC - 800 oC C + CO2 → 2CO CO + H2O ↔ CO2 + H2 II- vùng chưng than Ở xảy q trình chưng khơ than thường gọi vùng chuẩn bị Đỉnh vùng chuẩn bị vùng sấy I- Trên vùng không gian tự do, than sau q trình chưng khơ sinh số chất dễ bay phenol hỗn hợp H2, CO, CO2, H2O số tạp chất tạo khí than tầng Khí hóa than tầng cố định Than nạp từ đỉnh lị xuống phía dưới, gió (kk, nước,…) vào lò đáy sản phẩm khí cửa lị phía Như gió nguyên liệu ngược chiều trình có số đặc điểm sau: -Trong trinh lò chia làm nhiều vùng: vị trí vùng theo thứ tự từ đáy lên: + Vùng 1: Vùng xỉ Vùng chủ yếu chứa xỉ để chuẩn bị đưa khỏi lò, nhiệt độ tương đối thấp, nhiên oxy có phản ứng với phần than cịn lại xỉ cịn nóng nên hàm lượng oxy giảm chút Ở vùng chủ yếu không khí gia nhiệt để tiếp vào vùng cháy + Vùng 2: Vùng oxy hóa Trong vùng cháy xảy phản ứng: C + O2 → CO + CO2 CO vừa tạo lại phản ứng tiếp với oxy tự gió để tạo CO2 2CO + O2 → 2CO2 Trong vùng nhiệt toả mạnh, lượng nhiệt dùng để cung cấp cho phản ứng vùng khử vùng khác + Vùng 3: Vùng khử vùng khử Trong vùng CO2 nước từ vùng cháy vào gây phản ứng sau: C + CO2 → 2CO C + H2O → CO + H2 C + 2H2O → CO2 + 2H2 Đây phản ứng quan trọng vùng khử phản ứng tạo khí dùng làm khí đốt dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hóa học (CO H2) sản xuất phân đạm hóa chất khác… + Vùng 4: Vùng bán cốc (khử phụ) Khí khỏi vùng khử có nhiệt độ thấp vùng khử nhiệt phải cấp cho phản ứng khử Nhiệt khí (nhiệt độ khoảng 500 ¸ 700oC) cung cấp cho than vùng bán cốc Nếu than dùng cho khí hóa than biến tính thấp (như than nâu, than bùn…) bị bán cốc hóa, sản phẩm phân huỷ than chứa nhiều hydrocacbon khí CO2… Kết khí sản phẩm khơng chứa CO, H2, CO2 mà cịn có hợp chất hữu khác sản phẩm khí thuận lợi dùng làm nhiên liệu khơng thuận lợi cho q trình tổng hợp hóa học + Vùng 5: Vùng chưng than (vung sấy) Ở xảy q trình chưng khơ than thường gọi vùng chuẩn bị Đỉnh vùng chuẩn bị vùng sấy (đôi coi vùng II, III vùng chuẩn bị) + Vùng 6: Không gian tự Ở xảy q trình chưng khơ than thường gọi vùng chuẩn bị Đỉnh vùng chuẩn bị vùng sấy (đôi coi vùng II, III vùng chuẩn bị) -Do có phân bố vùng phản ứng nên từ lên vùng cháy có nhiệt độ cao nhất, tiếp vùng khử có nhiệt độ thấp có phản ứng thu nhiệt, vùng bán cốc có nhiệt độ thấp tiếp vùng sấy có nhiệt độ thấp phải tiêu tốn nhiệt vào q trình bốc nước Có thể tóm tắt nhiệt độ vùng sau: to vùng oxy hóa > to vùng khử > to vùng bán cốc > to vùng sấy -Khi từ xuống dưới, trọng lượng kích thước hạt than giảm dần than tham gia vào phản ứng phân huỷ nhiệt (bán cốc), phản ứng khử, phản ứng cháy Hàm lượng cacbon lại xỉ lại tương đối Tại vùng xỉ, hàm lượng tác nhân O2 H2O lại cao gió vào từ đáy lị chuyển động ngược chiều với than Trên số đặc điểm q trinh khí hóa thuận, ngồi cịn q trinh khí hóa nghịch khí hóa liên hợp -Q trinh khí hóa thuận: Q trình khí hóa nghịch tiến hành lị khí hóa, than đổ từ đỉnh lị xuống dưới, gió từ phía lị chiều với than xuống phía Sản phẩm khí q trình khí hóa phía đáy lị Do khí hóa thực khác nên phân bố vung lò thay đổi -Khí hóa liên hợp: Q trình khí hóa liên hợp q trình kết hợp phương pháp khí hóa thuận phương pháp khí hóa nghịch thiết bị Q trình khí hóa nghịch có ưu điểm sản phẩm có hàm lượng nhựa bé, khuyết điểm có phần than chưa tham gia hồn tồn vào phản ứng khí hóa bị thải Q trình khí hóa thuận có ưu điểm than tham gia hoàn toàn vào phản ứng cháy khử * Ưu điểm trinh khí hóa tầng cố định: Nhờ xếp vùng phản ứng lò, vùng vùng kia, nên nhiệt độ lò giảm dần từ lên trên, than xuống nóng Phương pháp khí hóa tầng cố định, phương pháp khí hóa nghịch liên hợp, có ưu điểm sử dụng tất loại nhiên liệu ban đầu khác (về độ ẩm độ tro) mà khơng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng khí than Than từ vùng sấy qua vùng bán cốc nên ẩm chất bốc thoát hết, đến vùng khử vùng cháy than giữ nhiệt độ cần thiết cho phản ứng khử phản ứng cháy, chất lượng khí sản phẩm tốt Chính phương pháp cho phép khí hóa tất loại than, từ than non đến than già, kể loại đá dầu có hàm lượng tro cao (đến khoảng 50% tro) củi gỗ, (có độ ẩm đến 30%) Phương pháp không dùng loại than cám than bụi Phương pháp cho phép sản xuất khí than có chứa nhiều hidrocacbon nên khí sản phẩm có nhiệt cháy cao, có lợi sử dụng làm khí đốt Khí hóa than tầng sơi Trong khai thác than mỏ, khối lượng than cám than bụi nhiều, tới 50% tổng số lượng than khai thác Vì việc áp dụng cơng nghệ thích hợp để sử dụng loại than có kích thước hạt nhỏ cần thiết Than cám than bụi có kích thước hạt nhỏ – 10mm – 2mm, xếp loại than vào lị khí hóa trở lực lớp than lớn Vì khí hóa dạng chặt tầng cố định phải dùng tốc độ gió lớn khắc phục trở lực để đảm bảo cho lị có suất định Nhưng tăng tốc độ gió khơng tránh khỏi có số hạt than “sơi” lên, số hạt có kích thước nhỏ lại bay lơ lửng khí bay ngồi lị phản ứng Như chế độ khí hóa kiểu tầng cố định khơng cịn giữ ngun chế độ hoạt động Do loại than cám, than bụi phải áp dụng phương pháp khí hóa khác, phương pháp khí hóa than theo phương pháp tầng sơi dạng dòng * Đặc điểm ưu điểm: - Than liên tục chuyển vào lị khí hóa - Than đảo trộn lớp sơi nên q trình truyền nhiệt cao, điều làm cho phân bố nhiệt độ đồng theo chiều cao lò - Cấu tạo lị đơn giản, chi phí thấp - Khi thổi gió vào lị, hạt lớn tập trung đáy lị Các hạt nhỏ phía dễ dàng bay ngồi lị theo gió để làm giảm lượng bụi than bay theo gió ngồi người ta đưa than gió bậc khoảng lị để tăng cường q trình khí hóa Nhưng gió bậc thổi từ đáy lò lên chủ yếu - Khi khí hóa tầng sơi, nhiên liệu gió hướng từ đáy lị, than tiếp xúc với vùng có nhiệt độ cao Quá trình sấy, bán cốc xảy vùng Lượng chất bốc sinh gặp oxy gió cháy hết thành CO2 H2O, phần nhỏ khác bị nhiệt phân Vì khí sản phẩm khỏi đỉnh lị khơng có sản phẩm lỏng, khơng có loại hyđrocacbon nên khí sạch, dùng cho tổng hợp hóa học có lợi - Vì khí hóa tầng sơi nên hạt than ln chuyển động lị khơng có ranh giới rõ rệt vùng phản ứng (như vùng cháy, vùng khử, vùng nhiệt phân… khí hóa tầng cố định) nhiệt độ trung bình lị giảm xuống Vì đặc điểm nên nhiệt độ lò phương pháp khí hóa tầng sơi đạt từ 900 đến 1000oC * Nhược điểm: - Để nâng cao nhiệt độ lị, dùng thêm oxy nước vào gió, khơng thể nâng nhiệt độ phản ứng cao 1150oC, nhiệt độ làm chảy xỉ Do nhiệt độ lị khơng nâng cao nên loại than già, than antraxit có tốc độ phản ứng C với tác nhân khí khơng đủ lớn khơng thích hợp cho q trình khí hóa tầng sơi Phương pháp khí hóa tầng sơi dùng than có độ biến tính thấp than nâu, than bùn vài loại than đá có đặc tính thích hợp - Các loại than biến tính thấp loại than có tính chảy dẻo, nâng cao nhiệt độ chúng bị bết lại tạo thành cục to nên khơng thể dùng cho khí hóa tầng sơi Lị khí hố dịng a Ngun lý khí hóa than dạng lơi Khí hóa than dịng tương tự khí hóa than tầng sơi nhiệt độ cao, sử dụng cho than bụi, cám có đường kính ÷ 2mm Theo cơng nghệ người ta phải tăng áp cửa vào lò dòng Trong q trình khí hóa áp suất tăng lên Dưới nêu phương pháp khí hóa than dạng kiểu Koppers – Totzek: Theo phương pháp nguyên liệu than nguyên liệu chứa cacbon thể rắn lỏng Người ta khí hóa than oxy nước áp suất khí Quy trình có thời gian coi phương pháp điển hình để khí hóa than dạng dịng (bụi) Đến năm 1970 giới có 37 lị khí hóa kiểu xây dựng Than nguyên liệu, có độ tro < 40%, nghiền mịn đến kích thước < 0,1mm, độ ẩm khơng – 8% than nâu, – 2% với than đá Sấy nghiền thực cơng đoạn Lị khí hóa thiết bị trịn nằm ngang, phía lót vật liệu chịu nhiệt Vòi phun để chuyển nhiên liệu, oxy, nước (cịn gọi đầu khí hóa) bố trí đối diện Than bụi chuyển vào Bunke nạp liệu 1, nhờ dịng khí nitơ, từ vít xoắn chuyển vào vịi phun với oxy nước Tỷ lệ oxy, than bụi nước cho nhiệt lò cao nhiệt độ chảy lỏng tro, từ 1500 – 1600 oC Khí hóa điều kiện đạt mức chuyển cacbon cao Khi sản phẩm tạo thành có hàm lượng CO cao Than vào lò trước hết tác dụng với oxy để tạo nhiệt độ cao cho phản ứng khử khác Hơi nước khí hóa 1m oxy ~ 0,05kg than nâu 0,5kg than đá Hình (1): Q trình khí hóa than dạng Hiện phương pháp khí hóa dạng (bụi) kiểu Koppers - Totzek dùng để sản xuất khí tổng hợp amiac Phương pháp khí hóa nhiệt độ cao đạt hiệu suất nhận khí tổng hợp cao, tất chất hữu than chuyển thành CO 2, CO, H2, H2O Do làm lạnh khí khơng cần có cơng đoạn tách chất nhựa, dầu, benzen, phenol Nhờ q trình làm khí nói chung đơn giản Lị khí có trang bị vỏ áo để làm lạnh tường lị khí hóa áp lực cao tăng suất lị suất lị khí hóa tăng lên tỷ lệ với tăng áp suất Do nhiệt độ lò phản ứng cao nên phải làm lạnh tường phía lị để khỏi bị q nhiệt Thường làm lạnh vỏ áo nước hay ống nước xếp cạnh tường lò b Giới thiệu cấu trúc số lị khí hóa kiểu dịng lơi cuốn: Khởi đầu cơng nghệ lị Đức: KT.Koppers – Totzek Hình (2): Cấu tạo loại lị Đức dây chuyền cơng nghệ Ống dẫn khí than, nồi hơi; Bunke than; Bộ phận làm lạnh xỉ; Thùng chứa xỉ; Tháo xỉ; Hình (3): Dây chuyền công nghệ Bunke than; Bộ phận phát sinh nước; Lò Koppers Totzek; Nồi nhiệt thừa; Tháp rửa làm khí; Làm lạnh khí Với loại lị ngun liệu dạng bột than bùn chất khí hóa phun đỉnh vào đỉnh lò tạo lửa cháy mạnh, nhiệt độ tâm lưới lửa lên tới 2000oC Trong dòng chảy hạt huyền phù Kích thước hạt than cở 0,1mm Tồn phá trình khí hóa kết thúc miền cự ly 0,5m cách miệng phun, thời gian phản ứng cở giây Ở thực tạo dòng chảy liên tục Xỉ hóa lỏng phun nước làm lạnh tạo viên, 70% tách khỏi đáy lị, cịn 30% theo khí, lị làm việc áp suất thường Q trình khí hóa tiêu thụ oxy 0,39 – 0,45 m3/1m3 hỗn hợp CO + H2 Hiệu suất trình khí hóa tính theo tỉ số nhiệt cháy hỗn hợp khí sản phẩm CO + H2 cho nhiệt cháy than 72% Thành phần khí theo trình sản xuất khí dạng dịng (bụi) kiểu Koppers – Totzek: CO ( 57,2%); H2 (30,7%); CO2 (10,5%); CH4 (0,1%); N2 (1,2%); H2S +SO2 (0,3%) Nhiệt cháy khí Q = 11,2 kJ/m Hiện nhiều công ty cải tiến nhằm nâng cao cường độ suất lị Có dạng cơng nghệ khí hóa than kiểu dòng sử dụng rộng rãi ngày nay, cơng nghệ hãng DOW, TEXACO, GSP, PREFLO, SHELL Mỗi cơng nghệ có đặc trưng yêu cầu riêng nguyên liệu chế độ vận hành Phương pháp nạp liệu kiểu vữa than công nghệ DOW TEXACO với xoay chiều dịng vữa khác (cơng nghệ DOW vữa phun từ lên cịn cơng nghệ TEXACO vữa phun từ xuống) Cơng nghệ mà hãng cịn lại (GSP, PREFLO, SHELL) áp dụng dùng nguyên liệu bột than nghiền khơ chiều dịng than cấp vào khác (cơng nghệ PREFLO SHELL dịng ngun liệu từ lên GSP nguyên liệu từ xuống Dây chuyền cơng nghệ SHELL: Hình (3) Cấu tạo lò Shell – Coppers làm việc áp suất cao Thân lò đốt Cụm vòi phun Vòi phun oxy Nước làm lạnh Nước làm lạnh Gạch chịu lửa Buồng làm lạnh Bộ phận chứa xỉ Thùng trộn than tạo bùn than Dây chuyền công nghệ TEXACO: Hiện TEXACO hãng có phạm vi ứng dụng nhiều có tới khu vực hoạt động Mỹ, đức, Nhật Nam Phi, công suất nhà máy cỡ 1000 than/ ngày sở sử dụng cơng nghệ làm lạnh khí tổng hợp thu khí Trong năm qua, TEXACO chiếm tới 75% thị phần tồn cầu Hình (4): Dây chuyền cơng nghệ TEXACO Gầu than Buồng làm lạnh Bunke Xỉ Thùng bụi than Nồi Bình trộn Bơm cao áp 10 Tháp rửa 11 Gom buồn Buồng đốt Theo công nghệ than nghiền mịn tạo bùn có nồng độ cao đơi cịn pha thêm số phụ gia đá vơi, dolomit nhằm nâng cao nhiệt độ nóng chảy xỉ, oxy phun vào lò qua vòi phun, thường dùng loại vịi phun có lớp Ống trung tâm pha 15% lượng oxy, khe ống bún than, vỏ ngồi phun 85% oxy cịn lại Thành lị lát gach chịu nhiệt lửa đặc biệt: Nhiệt độ cao, chịu bào mòn chịu ăn mòn xỉ Qua phản ứng nhiệt độ lên tới 2600 oC Xỉ hóa lỏng; Khí than trực tiếp gián tiếp làm lạnh xuống 700 oC để sản xuất nước cao cấp – qua nồi hạ nhiệt tiếp từ 700 oc xuống 300oC, sau dùng nước làm lạnh trực tiếp xuống 200oC Năng suất thường cỡ 6,35 than/giờ, hiệu suất cháy than đạt ... chuyển hóa than thành khí đốt từ than cốc Và vào năm 1816 cơng ty sản xuất khí hóa than thành lập Đến năm 1850 quy trình sản xuất khí hóa than có nước phát minh Châu Âu Than cốc chuyển hóa hồn... thành phát triển khí hóa than Tình hình khí hóa than giới Khí hóa than Việt Nam: III Tổng quan cơng nghệ sản xuất khí hóa than .5 Cở sở lý thuyết: ... quan cơng nghệ sản xuất khí hóa than Cở sở lý thuyết: Khí hóa than q trình dùng oxy (hoặc khơng khí, khơng khí giàu oxy, oxy thuần, nước hydro, nói chung gọi chất khí hóa) phản ứng với than nhiệt