1598005439-1326b994f1090c560653e496106b7ac8 (811216), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Для понижения его температуры до 40'С и тем самым конденсирования легких углеводородов и снижения содержания паров воды синтез-газ пропускают через очистную систему, состоящую из трех водных газоочистительных колонн. В этих газоочистительных колоннах из синтез-газа удаляются другие присутствующие в нем загрязняющие частички. Синтез-газ, выходящий из газоочистительных колонн, компримируется с атмосферного давления до давления 14 атм с помощью двух компрессоров мощностью 1400 кВт каждый и поступает в К,СО,— СО абсорбционную колонну. Затем поток газа, освобожденного от СОы идет в реакторное отделение. В колонне с насадкой при сниженном давлении и повышенной температуре из образующегося раствора бикарбоната калия удаляется СОз; СОз и пары НхО выпускаются в атмосферу.
Регенерированный раствор К,СО, рециркулирует в абсорбционной колонне, Оборудование реакторного отделения (табл. 4). Суспензия, состоящая из древесной массы и топливной жидкости, перекачивается из отделения подготовки древесины при температуре 200'С и давлении 230 атм с помощью диафрагменного насоса, охлаждаемого водой. Раствор катализатора соединяется с суспензией. Смесь загружается в реактор, состоящий в основном из двух частей: вертикального нагревателя, размещенного в цилиндрической выложенной кирпичом печи диаметром 4 м ымя 178 Часть Н 1г.
Таблица 4, Оборудование реакторного отделения Компрессор синтез-газа: с моторным приводом 1342 кВт Подогреватель: вертикальный змеевик, топочный газ, нагреваемый в аппарате с огнеупорной облицовкой, змеевик из инкоиеля Реактор: внутренний диаметр !00 мм х !5 м с внутренней футеровкой, стальная конструкция из нержавеющей стали 316 Горелка лэя синтез-газа Аппараты для ступенчатого испарения [21: внутренний диаметр 1800 мм х 5,5 м Уравнительные резервуары: внутренний диаметр 1800 мм х 5,5 м Воздуходувки [23: 700 и 280 и'/мин Сепаратор для разделения топливной жидкости и воды: 4000 л Колонна с распылителем: внутренний диаметр 1800 им х 9 м Расходомер типа трубы Вентури Циклонный сепаратор Резервуар для хранения воды: 75000 л Водяные насосы: 400 л/мии Насосы высокого давления для перекачки суспензии [23: 700 л/мин, 447 кВт и высотой 15 м, и вертикального автоклава диаметром 1,2 м и высотой 15,2 м.
Реакционная смесь в нагревателе реактора подогревается до 340'С. Затем она направляется в автоклав, где реакция протекает при температуре 340'"С и давлении 230 атм в течение 20 мнн. После этого реакционная смесь восстанавливается по давлению в двух последовательно установленных резервуарах для ступенчатого испарения.
Газы через уравнительный резервуар направляются в газоочистительные колонны, подобные тем, которые применяются в отделении по производству синтез-газа. Очищенные газы сжигаются в потоке воздуха при температуре 980"С, а продукты сгорания разбавляются рециркулируюшими газами из отделения по подготовке древесины. Смесь газов при температуре 815"С поступает в печь со змесвиковым подогревателем. Отходящие из печи газы имеют температуру 630'С Онн делятся на два потока: один поток направляется в отделение подготовки древесины для ее осушки, а другой поток-в отделение производства синтез-газа для снабжения технологическим теплом нагревателя регенерационной колонны К,СОз.
После резкого снижения давления реакционной смеси поток жидкости из второго ступенчатого испарителя разделяется на репиркулируюший поток и поток продуктовый. Первый направляется в отделение подготовки древесины для получения суспензии с дерсвесной массой, а второй для очистки и разделения. Учитывая кинетику процесса и данные, полученные в Питтсбургском энергетическом исследовательском центре и на олбанской опытной установке, можно полагать, что наиболее подходящим для сжижения биомассы является проточный реактор. Оборудование дли разделенна продуктов (табл.
5). Неочищенная жидкая фаза из реакционного отделения частично охлаждается водой и на- Способы получения энергии из биомассы Таблица 5. Оборудование для разделения продуктов Насосы для перекачки топливной жидкости: 200 л/мин. Охладитель топливной жидкости/аппарат ддя ступенчатого испарения: внутренний диаметр 2 х 4 и Котел, работающий на отходящем тепле: производительность пара ЮОО к1/ч Уравнительный резервуар для топливной жидкости: 75000 л Насосы для перекачки разбавителя [23; 600 л/мин Вакуумный барабанный фильтр; площадь !0 м' Теплообменник: 1О м', нержавеющая сталь Винтовой конвейер Коалесцирующий сепаратор: 2000 л Отпарная колонна. внутренний диаметр 2,5 х 26 м Резервуар для хранения разбавителя: 75000 Л Нагреватель колонны Различные насосы: 400 л/мии [23, 200 л/мин [21 и 40 л/мин [21 Теплообменник: 100 и' Электростатический коалесцирующий осадитель: 400 л Резервуары для хранении топливной жидкости [61: 75000 л правляется на ступенчатое испарение.
Вода снижает температуру фазы до ! 20'С, превращаясь в пар низкого давления. Охлажденная топливная жидкость для снижения се вязкости разбавляется ксилолом. Эта смесь, содержащая 1/2 — ! /3 топливной жидкости, пропускается через вакуумный фильтр. Твердые вещества с фильтра снимаются разбавителсм, который Рнс.
4. Общий вид установки производительностью 1000 т/сут по производству топливной жидкости из отходов. Часть и отганяется. Высушенные твердые вешества направляются в лечь дпя получения синтез-газа. После фильтрации смесь топливная жидкость-разбавитель вступает в контакт с водой для извлечения водорастворимого катализатора. Две остающиеся фазы разделяются в коалесцируюшем сепараторе: водная фаза направляется в печь для синтез-газа с целью регенерации катализатора, органическая фаза идет на отгонную колонну для удаления разбавителя и использования в рециркуляции. Остаток в колонне представляет собой продукт, получаемый на установке.
Дополнительное оборудование. Помимо основного оборудования проект гипотепсческой установки предусматривал оборудование для регенерации катализатора, обработки отходясцей воды и генерирования пара. Установка была размешана на участке плошадью около 350 х х 200 м (рис. 4). 3. К.П.Д. ПРОЦЕССА Чистый тепловой к.п.д. процесса превращения может быть определен путем деления энергоемкости получаемого продукта на общий расход энергии установкой (включая эквивалентную тепловую энергию, расходуемую на генерирование электроэнергии). На основании схем технологического процесса, приведенных на рис. 3, можно считать, что чистый к.п.д.
промышленной установки с учетом всех потерь находится в пределах 50-60%. На обший к.п.д. установки может существенно влиять неопределенность в отношении потребностей энергии при отделении продукта. 4. ЭКОНОМИЧНОСТЬ ГИПОТЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ПО СЖИЖЕНИЮ БИОМАССЫ Экономический анализ гипотетической установки по сжижению биомассы был выполнен автором работы Г83. При этом предполагалась, что производительность установки равна 1000 и 5000 т/сут. Кроме расходов на капитальное оборудование при анализе учитывались субподряды, рабочая сила, требующаяся на строительство установки, непроизводственные издержки на приобретение участка и расходы на технологические службы.
Обшне капитальные затраты составляют примерно 50 и 150 млн. долл. соответственно на установки производительностью 1000 и 5000 т/сут. Следует иметь в виду, что хотя имеются значительные возможности повышения экономичности за счет увеличения производительности, однако к.п.д. существенно зависит от стоимости доставки биомассы. Эксплуатационные расходы приведены в табл. 6. Согласно проведенному анализу, при !ООУ,-ном финансировании стоимость получаемой топливной жидкости будет изменяться в зависимости от производительности установки и стоимости доставки биомассы в пределах Таблица б. Эксплуатационные расходы в случае гипотетической установки по сжижению биомассы Рнналн не |видала пнанееалн|ееънаа|н катанаеве, ессзв 157 — 346 долл, за 1 мз.
Следовательно, мо|кна считать, что жидкое то- пливо, получаемое из биомассы путем вкижения, является экономиче- ски конкурентоспособным. Литература 1. Ававуваиз, Ба!иЬ~)пайоп оГ!о|ч кав1| соа1,мйЬ са|Ьап шопах|бе апд иа|ег, СЬев. 1па 1.ап|1оп, Нач. 22, 1969, )чо. 47. 2. Арре!1 Н.К., Ри 'е'.С., В1|8 Е.О., Бсес(кгав Г.%., М|йег Клх Санчесе|оп оГ се!!и!ак!с счнз)ев Са оа С).Б. Виг. М|пю Кер. 1пчек1.
8013 (1975). 3. Арре!! Н.К., Ри 1'.С., Рпп)вап Б., к'ачаскху Р.М., %епс)ег1. СопчеПвк Откав!с %кзсез са О11, 1).Б. Виг. ми|ее кер, 1пчекс, 7560 (1971). 4. Рс!ае)вап Б., ОйкЬегк Н.Н„%еваег 1., уачапху Р. Сап1|пиаик Санчесе!ап аГ 13ГЬап Кесизе со Ой С)з!вк Са|Ьап Милах!Ое, С) Б. Вигеаи аГ М!пек, Згс) Мизеса! %весе с)с!ьхас!ав Буп|роквп|, пт кезеа|сь рпкс!сию, сь!саяо, В1|поь, ма|сь 1972. 5. Каийпап Г.А., %е|м А.Н. Ба!И %аме Савчепюп; Се!1и1оке ЩиеГасс)ап, %а|сексе| Ро)усасЬвс )пксиисе Гог С).Б. Епч|гопвепса! Рсасесбоп Акепсу, ЕРА Самгас| 67072-75-031, РеЬ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
