1598005503-634bb8193a0a063d19abf81fb6d27ecd (811219), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Поэтому получающийся газ содержит продукты пиролиза, хотя при указанной температуре в среде водяного пара опн частично разлагаются. Часть образовавшегося полу- кокса поступает в собственно кипящий слой газификатора. В верхнюю часть слоя поступает регенерированный лоломит с температурой около 1300 К. В нижнюю часть слоя подается паровое дутье. Образующаяся в результате реакции с водяным паром двуокись углерода вступает в ре- акциюсСаО,образуя доломит и поставляя теплоту дляэндотермической реакции угля с водяным паром. более крупные и тяжелые частицы СаСОз постепенно опускаются в нижнюю часть слоя.
Непрореагировавший уголь и зо- 63 ла уносятся газами вверх, а СаСОа выводится из газификатора и направляется на регенерацию. Регенерация представляет собой эндотермичвский процесс, происходящий при температуре около 1300 К: СаСОа=СаО+СО,. В регенераторе также организуется кипящий слой. Здесь теплоту для реакции регенерации поставляет сжигание в воздухе части полукокса, выводимого из камеры термического разложения (см. рис. 2.5). Регенерированный доломит возвращается в газификатор, а дымовые газы из регенера. тора вместе с золой направляются на утилизацию теплоты, в частности на производство водяного пара в котле-утнлизаторе.
Таким образом, в конечном итоге теплоту для эндотермической реакции газификации угля водяным паром поставляет горение того же угля, но так как продукты сгорания не смешиваются с продуктами газификации, может быть использовано дешевое воздушное дутье. Недостатком процесса СОа — акцептор является сравнительно низкая температура газификации, лимитируемая термической стойкостью доломита ( 1123 К). Из-за этого в газе, как уже отмечалось, остаются продукты пиролиза и требуется специальная очистка как газов, так и воды. Газ, получаемый по этому методу, содержит (по объему); 16 о/а СО "11 в!а СОа 56 в1а Нг, 15 о1а СН4 (прочие компоненты — около 2 а)а) Таким образом, содержание водорода достаточно велико, но велико и содержание метана, связанное с высоким давлением. 2.3.
Экономические показатели 'процессов ' получения водорода с помощью угля Как уже отмечалось, для получения водорода с помощью угля пригоден любой способ газификации. Продуктом газификации является синтез-газ (смесь СО и На), состав которого лишь в незначительной степени зависит от способа гнзификации и свойств исходного угля.
Отличительной особенностью процесса газнфикации, направленного на получение водорода, является необходимость проведения реакции сдвига (2.8), превращающей в пределе синтез-газ в чистый водород. Сегодня в нашей стране нет действующих промышленных установок для получения из угля синтез-газа, что не позволяет привести надежные экономические характеристики соответствующих процессов, 04 1$,03 5,77 23,8 ,Чля гааификаиии, ГДж на 1000 ма Для иронаволетва анергии, ГДж иа 1000 ма И т о г о, ГДтк на 1000 м' . Отметим, что зто соответствует довольно низкому КПД процесса, равному 46а1а, Стоимость предприятия составляет 280 млн. марок ФРГ (вместе со всеми вспомогательными установками, необходимыми для работы предпоиятия (кислородной установкой, электростанпией и пп.) 1 без учета средств на социальные сооружения, мастерские, центральну1о лабораторию н т.
п. В опеночных расчетах обычно принимается, что удельнаи стоимость продукции (апалог расчетных затрат апатией системе зкономических подсчетов) может быть определена по формуле э — — +Ьс, 0,24К П где т( — стоимость предприятия; П вЂ” годовая продукция предприятия; Ь вЂ” расход сырья на единицу продукции; с в стоимость единицы сырья. 5 — 12 55 В то же время за рубежом, и прежде всего в США и ФРГ, подобные установки имеются, и в литературе приводятся их экономические показатели. Несмотря на то, что система подсчета стоимости производства какого-либо продукта в нап1ей стране н за рубе».ом различна, а также на то, что в разных источниках приводятся подчас расходящиеся данные, использование зарубежных экономических показателей позволяет получить некоторые оценки, которые могут помочь судить о потенциальных возможностях метода получения водорода с помощью угля.
За рубежом достаточно распространены установки для получения различных продуктов из угля, основанные на газификации по методу Копперс-Тотцека, Западногерманская фирма «Крупп — Копперс» построила и продолжает сооружать заводы по производству из угля синтетических жидких топлив, аммиака, метанола, водорода с газификаторами Копперс-Тотцека во многих странах мира.
Единичная производительность такого газификатора достигла 50000 м'ч — ' по синтез-газу. Применительно к получению водорода в 1181 приводится расход сырого угля предприятием, производящим 2 400000 ма водорода в сутки: Рис. 2.6. Зависимость стоимости газообразных продуктов газификации от стоимости угля: ! ззчсннтель природного гнза с теплотой ссор»ння 88 820 кдж1нч 2- водород; г — топпннный газ с теплотой сгорания 1! 715 клжгм' 500 жээ ЧОО Ъ| ж Р500 ~ адад й н 100 ЧО Способ гзэнфнлзинп Ппнзззт»нь 50 й 55 гд 15 к.т Л7РГН Тексако 3,60 3,80 5 70 5,70 6,70 2,245 5,45 !2,67 1,2! 6,30 !2,26 1,63 — 0,62 6,34 12,00 1,38 Итого ! 9,33 24,16 21,57 26,97 !9,72 24,64 Коэффициент 0 24 учитывает процент с капитала, отчисления на амор- О 1 г 5 Ч ' 5 тизацню, стоимость текуОтоимпсть Угля, марки ФРГ1ГДЖ щих ремонтов и оплату персонала.
С учетом приведенных выше цифр стоимость водорода (аналог расчетных затрат), полученного из угля на пред. приятии с газификаторами Копперс-Тотцека, приведена на рис. 2.6. Так, для бурого угля стоимостью 3 марки ФРГ1ГДж и каменного угля стоимостью 6 марок ФРГ1ГДж стоимость водорода составляет соответственно 150 н 240 марок ФРГ за 1000 м', В [231 приведена стоимость получения синтез-газа из различного сырья, в том числе из угля. В табл. 2.5,заимствованной из этого источника, приводится сравнение стоиТа бл ица 2.5. Стоимостные показатели процессов производства синтез-газн Расход угля в установке в пересчете на условное топливо, 10»т год Количество производимого газа, млрд.
мз год Стоимость установки, млрд. марон ФРГ Стоимость синтез-газа, марок ФРГ за Гдж 0";1 калита,чьвая составляющая стоимость угля* зксплуатациоииые расходы продажа побочных продуктов Стонмость синтез-газа»', пфеннигов аа 1 ма " Стол нпсть гглн а переодеть на талонное ожпнеэ принята рзэнпй 287.5 лмрнн Фрт» н ценах !882 г. " В 1 марке !00 муснннгпэ. мости получения синтез-газа из угля при использовании газификаторов Лурги, которые установлены на южноафриканском заводе Сасол, газификаторов Копперс-Тотцека (К-Т), описанных выше, н процесса Тексако, который пока находится в стадии опытного освоения, Обратим внимание на то, что капитальная составляющая, приведенная в табл.
2.5, принята равной всего 17 010 удельной стоимости установки, а не 24 010, как в 1181. Отчасти это связано с тем, что в 123] отдельно учитываются эксплуатационные расходы, которые в 1181 учтены как доля удельной стоимости установки. Если эти расходы сложить !с капитальной составляющей, то вместе они составят 21127 удельной стоимости установки. Остаю!цееся различие, по-внднмому, связано с тем, что автор 1181 исходит из деления капитала на собственный (30 010) и посторонний (70 010), определяя для последнего годовые отчисления всего в 9 010.
Различия в методике подсчета стоимости производства, подобные тем, которые проанализированы выше, затрудняют сопоставление экономических показателей, приводимых в различных работах. Стоимость продукта, марки ФРГ/ГДж 58 56 50 55 50 18 26 лрч 1г 10 0 66 Ч 2 О 100 500 500 ЧОО 500 600 700 71аулта, марки(т Рнс. 2,7. Зависимость стоимости синтез-газа от стоимости сырья 5* Таким образом, стоимость синтез-газа мадо Зависит от способа газификации, причем стоимость угля составляет более половины стоимости продукта. Это последнее обстоятельство связано с тем, что в приведенных выше расчетах стоимость угля принята очень высокой. Соотношение составляющих стоимости сушественно изменилось бы для более дешевых углей.
В частности, в предыдушем примере стоимость бурого угля в пересчете на условное топливо принята 90, а каменного — 180 марок ФРГ/т. На рис. 2.7 стоимость синтез-газа приведена в функции стоимости сырья (по ценам ФРГ), причем для сопоставления показана стоимость синтез-газа, полученного из природного газа и нафты. Стоимость синтез-газа, полученного из природного газа ценой 0,35 марки/мз, лишь немногим ниже, чем полученного из угля.
Представляет интерес оценить стоимость синтез-газа в случае, когда теплота эндотермической реакции газификации водяным паром покрывается не за счет сжигания части угля, а за счет ядерного источника энергии. В !23] эти значения стоимости приведены на основании проекта Ргчр (кпрототнпная ядерная технологическая установкав), предполагающего газификацию угля водяным паром (табл.
2.6). Некоторые экономические характеристики процессов получения водорода из угля приведены в (19). В частности, указано значение КПД процесса получения водорода из угля, равное 57%, вне зависимости от способа газификации (водород получается под давлением 20 МПа для использования в качестве моторного топлива). Это соответствует расходу теплоты угля 1,75 ГДж на ! ГДж водорода. Удельные капитальные вложения в производство водорода в соответствии с [19) составляют 15,26 доллара США за 1 ГДж На в год, или 27,47 марки ФРГ за 1 ГДж Нт в год (в ценах первой половины 1979 г.). Относительный вклад капитальной составляющей равен 24,2% удельных капиталовложений, причем эта цифра складывается из следующих составляющих: 15,2% — процент на капп. тал с учетом графика капитальных вложений в период строительства и дисконтирования 10% в год за период жизни установки !5 лет; Зо — текущие и капитальные ремонты; 2,5% — заработная плата; 1 % — прибыль с оборотного капитала; 2%р — страхование и местные налоги; 0,5% — катализаторы и химикалии.
Абсолютный вклад капитальной составляющей в стои- 68 Таблица 2.6. Стоимостные показатели пРоЦессов пРоизводства синтез-газа с использованием ядерного источника ввергни Способ гззвбпкзпю~ с кагззпззтп. рам пс.ошам щпм прспззадм гсзьпссть пз с кзгздсзатп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
