0912779266 - khiemmikado@gmail.com
Khí Hóa Than
Khí hóa than là ph ng pháp toàn di n và s ch nh t đ chuy n hóa than, m t ngu n nguyên li u r ươ ệ ạ ấ ể ể ộ ồ ệ ẻ
ti n và s n có v i tr l ng kh ng l nhi u n i trên th gi i, ho c các v t li u có ch a cacbon (k ề ẵ ớ ữ ượ ổ ồ ở ề ơ ế ớ ặ ậ ệ ứ ể
c sinh kh i, rác th i sinh ho t và ph th i công nghi p) thành các nguyên li u hoá ch t quan tr ng ả ố ả ạ ế ả ệ ệ ấ ọ
nh CO, Hư 2, và các d ng năng l ng nh nhi t năng, đi n năng.ạ ượ ư ệ ệ
Khác v i vi c đt than tr c ti p, công ngh khí hóa chuy n hóa than - th c t là nguyên li u cacbonớ ệ ố ự ế ệ ể ự ế ệ
- thànhcác thành ph n hoá ch t c b n. Trong thi t b khí hóa hi n đi, than đc ti p xúc v i không ầ ấ ơ ả ế ị ệ ạ ượ ế ớ
khí (ho c oxy) và h i n c áp su t và nhi t đ cao đc ki m soát ch t ch . Trong nh ng đi u ki nặ ơ ướ ở ấ ệ ộ ượ ể ặ ẽ ữ ề ệ
đó, các phân t cacbon trong than s tham gia các ph n ng hoá h c t o ra h n h p CO, H2 và các khí ử ẽ ả ứ ọ ạ ỗ ợ
thành ph n khác.Hydro và các lo i khí khác có trong khí than có th đc s d ng làm nguyên li u đ ầ ạ ể ượ ử ụ ệ ể
s n xu t nhi u s n ph m hoá ch t quan tr ng nh amoniăc, phân urê, các s n ph m h u c ,... ho c ả ấ ề ả ẩ ấ ọ ư ả ẩ ữ ơ ặ
dùng làm nhiên li u cho các tuabin phát đi n. Khí hóa than cũng là ph ng pháp t t nh t đ s n xu t ệ ệ ươ ố ấ ể ả ấ
nhiên li u hydro s ch cho xe ôtô c a t ng lai và cho pin nhiên li u dùng đ phát đi n.ệ ạ ủ ươ ệ ể ệ
Công ngh khí hóa than còn mang l i ích l i l n v m t môi tr ng trong vi c s d ng than, nh kh ệ ạ ợ ớ ề ặ ườ ệ ử ụ ờ ả
năng làm s ch đn 99% các t p ch t gây ô nhi m trong khí than. Ví d , l u hu nh trong than có th ạ ế ạ ấ ễ ụ ư ỳ ể
đc chuy n thành d ng H2S và đc thu gi ho c chuy n hóa thành l u hu nh th ng ph m. T ngượ ể ạ ượ ữ ặ ể ư ỳ ươ ẩ ươ
t , nit có trong khí than s đc chuy n hóa thành amoniăc và ch t này có th đc dùng đ s n xu tự ơ ẽ ượ ể ấ ể ượ ể ả ấ
phân bón ho c các hoá ch t khác.ặ ấ
Nhìn chung, kh năng s n xu t m t cách hi u qu đi n năng, hyđro và các nguyên li u hoá ch t khác, ả ả ấ ộ ệ ả ệ ệ ấ
cũng nh kh năng c t gi m khí gây ô nhi m, đang làm cho công ngh khí hóa than tr thành m t trongư ả ắ ả ễ ệ ở ộ
nh ng công ngh h a h n nh t cho các ngành năng l ng và hoá ch t c a t ng lai, nh t là khi giá cácữ ệ ứ ẹ ấ ượ ấ ủ ươ ấ
ngu n nguyên li u d u khí có xu h ng dao đng m nh tr c nh ng bi n đng kinh t , chính tr trên ồ ệ ầ ướ ộ ạ ướ ữ ế ộ ế ị
th gi i và ngày càng tr nên khan hi m h n.B ng cách khí hoá than có th chuy n hoá đc các lo i ế ớ ở ế ơ ằ ể ể ượ ạ
nhiên li u r n ch t l ng th p, ch a nhi u m, tro, nhi t cháy th p thành nhiên li u th khí có ch t ệ ắ ấ ượ ấ ứ ề ẩ ệ ấ ệ ể ấ
l ng cao ho c t o thành khí t ng h p dùng trong công ngh hoá h c. Do có th s d ng các lo i than ượ ặ ạ ổ ợ ệ ọ ể ử ụ ạ
có ch t l ng th p đ s n xu t khí than có giá tr công nghi p nên khí hóa than s m ra m t tri n ấ ượ ấ ể ả ấ ị ệ ẽ ở ộ ể
v ng t t cho các vùng than ch t l ng th p đ phát tri n công nghi p. đc bi t các t nh phía B c ọ ố ấ ượ ấ ể ể ệ ặ ệ ở ỉ ắ
n i có nhi u than cám, than b i ( Qu ng Ninh) cũng nh t i các vùng than nh khác Tây B c chúng ơ ề ụ ở ả ư ạ ỏ ở ắ
ta cũng c n nghiên c u tr l ng đ có th đa vào s n xu t.ầ ứ ữ ượ ể ể ư ả ấ
T p tài li u v khí hoá than này tr.nh bày tóm t t nh ng v n đ ch y u nh t c a công ngh khí hóaậ ệ ề ắ ữ ấ ề ủ ế ấ ủ ệ
than, trong đó u tiên tr.nh bày v nghiên c u và s n xu t khí than dùng cho t ng h p hoá h c v i m c ư ề ứ ả ấ ổ ợ ọ ớ ụ
đích s n xu t phân bón. Trong tài li u s trình bày m t s v n đ lí thuy t c a quá trính khí hoá, công ả ấ ệ ẽ ộ ố ấ ề ế ủ
ngh s n xu t khí t ng h p áp su tệ ả ấ ổ ợ ở ấ
cao, là công ngh hi n đang đc dùng nhi u trên th gi i.ệ ệ ượ ề ế ớ
1. GI I THI U CHUNGỚ Ệ
Khí hóa than là quá trình t ng c ng c a các ph n ng đng th và d th c a nhiên li u r n ch a ổ ộ ủ ả ứ ồ ể ị ể ủ ệ ắ ứ
cacbon. Ph thu c vào m c đích c a quá tr.nh khí hóa, có th nh n đc s n ph m khí ch a CO, H2 ụ ộ ụ ủ ể ậ ượ ả ẩ ứ
và CH4. H n h p khí s nỗ ợ ả ph m ch a CO + H2 có các t l khác nhau gi a các c u t có th đc ẩ ứ ỷ ệ ữ ấ ử ể ượ
dùng cho các quá tr.nh t ng h p hóa h c.ổ ợ ọ
N u coi trong than ch ch y u ch a cacbon và không tính đn các thành ph n khác nh N,S và khí tr ế ỉ ủ ế ứ ế ầ ư ơ
thì quá trình khí hóa đc coi nh g m các ph n ng sau:ượ ư ồ ả ứ
C + O2 CO2 (1)→
C + CO2 2CO (2)→
C + H2O CO + H2 (3)→
0912779266 - khiemmikado@gmail.com
C + 2H2 CH4 (4)→
T t c nh ng ph n ng đ t o ra các s n ph m khí nêu trên đu là các ph n ng d th .ấ ả ữ ả ứ ể ạ ả ẩ ề ả ứ ị ể
CO2 là s n ph m khí b c nh t có th ti p t c t ng tác v i cacbon có trong vùng ph n ng. đng th iả ẩ ậ ấ ể ế ụ ươ ớ ả ứ ồ ờ
v i quá trình trên là quá trình chuy n hóa đng th các s n ph m khí b c nh t t o thành trong các quá ớ ể ồ ể ả ẩ ậ ấ ạ
trình đu tiên.ầ
CO + 3H2 CH4 + H2O (5)→
CO + H2O CO2 + H2 (6)→
Nh v y các quá trình x y ra trong quá trình khí hóa than đc mô t đy đ b ng các ph ng trình ư ậ ả ượ ả ầ ủ ằ ươ
ph n ng t (1) đn (6).ả ứ ừ ế
Các ph n ng đng th (5-6) và d th (1-4) x y ra kèm theo s thay đi m nh năng l ng c a h ả ứ ồ ể ị ể ả ự ổ ạ ượ ủ ệ
th ng. Các s li u v h ng s cân b ng và entanpi c a h th ng các ph n ng quan tr ng th ng ố ố ệ ề ằ ố ằ ủ ệ ố ả ứ ọ ườ
đc d n ra trong các s tay hóa lýượ ẫ ổ
d n ra trong các s tay hóaẫ ổ
Trên c s các hàm nhi t đng, có th tính toán lý thuy t đc thành ph n cân b ng c a các khí trong ơ ở ệ ộ ể ế ượ ầ ằ ủ
quá trình khí hóa ph thu c vào nhi t đ. Th ng các tính toán d a trên các đi u ki n lý t ng, song ụ ộ ệ ộ ườ ự ề ệ ưở
th c t l i không đt đc các đi u ki n đó.ự ế ạ ạ ượ ề ệ
Trong lò ph n ng có nhi u ph n ng x y ra. Vì v y c n tính thành ph n c a các khí tr ng thái cân ả ứ ề ả ứ ả ậ ầ ầ ủ ở ạ
b ng đi v i m i ph ng pháp s n xu t và trên c s đó có th so sánh u, nh c đi m c a m i ằ ố ớ ỗ ươ ả ấ ơ ở ể ư ượ ể ủ ỗ
ph ng pháp khí hóa theo thành ph n c a s n ph m.ươ ầ ủ ả ẩ
2. NGUYÊN LÝ CHUNG V CÁC KI U CÔNG NGH KHÍ HÓA THANỀ Ể Ệ
Khi s n xu t khí than, ng i ta ph i cân nh c hai y u t :ả ấ ườ ả ắ ế ố
a) Th lo i và ch t l ng than s d ng làm nguyên li u khí hóa.ể ạ ấ ượ ử ụ ệ
b) M c tiêu s d ng các s n ph m khí thu đc.ụ ử ụ ả ẩ ượ
M i lo i than có th s d ng làm nguyên li u cho nhi u ph ng pháp khí hóa than khác nhau. Tùy ỗ ạ ể ử ụ ệ ề ươ
thu c kích c c a than đa vào lò khí hóa mà có th áp d ng m t trong ba ki u công ngh khí hóa ph ộ ỡ ủ ư ể ụ ộ ể ệ ổ
bi n hi n nay là: khí hóa than t ng c đnh; khí hóa than t ng sôi và khí hóa than dòng cu n.ế ệ ầ ố ị ầ ố
- Than c c to, đng kính 10 - 100mm: thích h p ki u công ngh khí hóa than t ng c đnh.ụ ườ ợ ể ệ ầ ố ị
- Than c c nh , đng kính 0 - 10mm: thích h p công ngh khí hóa than t ng sôi.ụ ỏ ườ ợ ệ ầ
- Than cám, đng kính 0 - 2mm: thích h p công ngh khí hóa than d.ng cu n (khô và t).ườ ợ ệ ố ướ
C ba công ngh khí hóa than nói trên đu có th cho ra các s n ph m khí, đó là: khí than khô; khí l n;ả ệ ề ể ả ẩ ẫ
khí than t; khí than giàu oxy, v.v... Ng c l i, m t ph ng pháp khí hóa nh t đnh cũng có th khí ướ ượ ạ ộ ươ ấ ị ể
hóa đc nhi u lo i than khác nhau, ví d ph ng pháp khí hóa t ng c đnh có th dùng các lo i ượ ề ạ ụ ươ ầ ố ị ể ạ
nhiên li u khác nhau nh than g , g , than nâu,ệ ư ỗ ỗ
than antraxit, v.v...
D i đây là các ki u công ngh khí hóa than.ướ ể ệ
2.1. Khí hóa than t ng c đnhầ ố ị (đng kính c c than 10 ÷ 100 mm)ườ ụ
2.1.1. Quá trình khí hóa thu nậ
Theo ph ng pháp này th. than đc n p vào t trên đnh lò xu ng phía d i, gió (không khí, h i ươ ượ ạ ừ ỉ ố ướ ơ
n c...) đi vào lòướ t đáy lò còn s n ph m khí đi ra c a lò phía trên. Nh v y gió và than đi ng c ừ ả ẩ ở ử ư ậ ượ
chi u nhau. Quá trinh có m t sề ộ ố đc đi m sau (hình 1):ặ ể
a) Phân chia chi u cao lò thành t ng vùng ph n ng, vùng n k ti p vùng kia. D i cùng là vùng x ề ừ ả ứ ọ ế ế ướ ỉ
(7), ti p đó là vùng cháy (6), vùng kh (vùng t o ra s n ph m khí hóa) (5)vùng bán c c (4), vùng s y ế ử ạ ả ẩ ố ấ
than (3) và trên đó là t ng không đnh lòầ ỉ
b) Do có s phân b các vùng ph n ng nh v y nên n u đi t d i lên thì vùng cháy có nhi t đ cao ự ố ả ứ ư ậ ế ừ ướ ệ ộ
nh t, ti p đó là vùng kh có nhi t đ th p h n do có các ph n ng thu nhi t, vùng bán c c có nhi t đấ ế ử ệ ộ ấ ơ ả ứ ệ ố ệ ộ
0912779266 - khiemmikado@gmail.com
th p h n n a và ti p đó là vùng s y có nhi t đ càng th p h n n a do ph i tiêu t n nhi t vào quá trìnhấ ơ ữ ế ấ ệ ộ ấ ơ ữ ả ố ệ
b c h i n c.ố ơ ướ
Có th tóm t t nhi t đ các vùng nh sau:ể ắ ệ ộ ư
to vùng cháy > to vùng kh > tửo vùng bán c c > tốo vùng s yấ
Nh v y nhi t l ng vùng cháy đã phân ph i cho các vùng khác đ th c hi n quá trình khí hóa.ư ậ ệ ượ ố ể ự ệ
S truy n nhi t t vùng nhi t đ cao đn vùng nhi t đ th p ch y u b ng con đng đi l u, cân ự ề ệ ừ ệ ộ ế ệ ộ ấ ủ ế ằ ườ ố ư
b ng các con đng khác (nh b c x và d n nhi t) thì ít quan tr ng h n.ằ ườ ư ứ ạ ẫ ệ ọ ơ
c) Khi đi t trên xu ng d i, tr ng l ng và kích th c h t than gi m d n vì than đã tham gia vào các ừ ố ướ ọ ượ ướ ạ ả ầ
ph n ng phân hu nhi t (bán c c), ph n ng kh , ph n ng cháy. Hàm l ng cacbon còn l i trong x ả ứ ỷ ệ ố ả ứ ử ả ứ ượ ạ ỉ
còn l i t ng đi ít.ạ ươ ố
T i vùng x , hàm l ng tác nhân O2 và H2O l i cao do gió vào t đáy lò và chuy n đng ng c chi u ạ ỉ ượ ạ ừ ể ộ ượ ề
v i than.ớ
Khi xem xét quá trình khí hóa theo chi u cao lò ta th y:ề ấ
B t đu gió đi t ghi lò (đáy lò đng th i là vùng x lò), ti p theo vùng cháy, vùng kh ... và cu i cùng làắ ầ ừ ồ ờ ỉ ế ử ố
đn t ng không đnh lòế ầ ỉ
*Vùng xỉ: Vùng này ch y u là ch a x đ chu n b đa ra kh i lò nhi t đ đây t ng đi th p, tuy ủ ế ứ ỉ ể ẩ ị ư ỏ ệ ộ ở ươ ố ấ
nhiên oxy cũng có ph n ng v i ph n than còn l i trong x còn nóng nên hàm l ng oxy gi m đi chút ít.ả ứ ớ ầ ạ ỉ ượ ả
vùng này ch y u không khí đc gia nhi t đ đi ti p vào vùng cháy.Ở ủ ế ượ ệ ể ế
*Vùng cháy: Trong vùng cháy x y ra ph n ng ả ả ứ C + O2 CO + CO2→; CO v a t o ra l i ph n ng ti pừ ạ ạ ả ứ ế
v i oxy t do c a gió đ t o ra ớ ự ủ ể ạ CO2 (2CO + O2 2CO2→). Trong vùng này nhi t to ra m nh, l ng ệ ả ạ ượ
nhi t này dùng đ cung c p cho các ph n ng trong vùng kh và các vùng khác.ệ ể ấ ả ứ ử
*Vùng khử: Trong vùng này CO2 và h i n c đi t vùng cháy vào có th gây ra các ph n ng sau:ơ ướ ừ ể ả ứ
C + CO2 = 2CO − Q1
C + H2O = CO + H2 − Q2
C + 2H2O = CO2 + 2H2 − Q3
Đây là 3 ph n ng quan tr ng nh t vùng kh vì chính 3 ph n ng này t o ra các khí có th ho c ả ứ ọ ấ ở ử ả ứ ạ ể ặ
dùng làm khí đt ho c dùng làm nguyên li u cho công nghi p t ng h p hóa h c (CO và H2) trong s n ố ặ ệ ệ ổ ợ ọ ả
xu t phân đm và các hóa ch t khác...ấ ạ ấ
* Vùng bán c cố (nhi t phân): Khí ra kh i vùng kh có nhi t đ th p h n vùng kh do nhi t ph i c p ệ ỏ ử ệ ộ ấ ơ ử ệ ả ấ
cho các ph n ng kh . Nhi t c a khí (nhi t đ kho ng 500 ÷ 700ả ứ ử ệ ủ ệ ộ ả oC) đc cung c p cho than vùng ượ ấ ở
bán c c. N u than dùng cho khí hóa là than bi n tính th p (nh than nâu, than bùn...) thì khi b bán c c ố ế ế ấ ư ị ố
hóa, các s n ph m phân hu c aả ẩ ỷ ủ
than ch a nhi u hydrocacbon và khí CO2... K t qu là khí s n ph m không ch ch a CO, H , CO2 mà ứ ề ế ả ả ẩ ỉ ứ
còn có c các h p ch t h u c khác và s n ph m khí này ch thu n l i khi dùng làm nhiên li u ch ả ợ ấ ữ ơ ả ẩ ỉ ậ ợ ệ ứ
không thu n l i cho các quá trình t ng h p hóa h c.ậ ợ ổ ợ ọ
N u than dùng cho quá trình khí hóa là than antraxit thì s cho s n ph m khí CO, H2 có đ tinh khi t ế ẽ ả ẩ ộ ế
cao, thu n l i cho quá trình t ng h p hóa h c.ậ ợ ổ ợ ọ
2.1.2. Quá trình khí hóa ngh chị
Quá trình khí hóa ngh ch đc ti n hành trong các lò khí hóa, đó than đ t trên đnh lò xu ng d i, ị ượ ế ở ổ ừ ỉ ố ướ
gió cũng đi t phía trên c a lò và đi cùng chi u v i than xu ng phía d i. S n ph m khí c a quá trình ừ ủ ề ớ ố ướ ả ẩ ủ
khí hóa thoát ra phía đáy lò (hình 2).ở
Do khí hóa th c hi n trong các đi u ki n nh v y nên chúng có các đc đi m sau:ự ệ ề ệ ư ậ ặ ể
a/ Phân b l i các khu v c trong lò ng c v i quá trình khí hóa thu n (nh ph n trên đã trình bày):ố ạ ự ượ ớ ậ ư ầ
Theo đng gió vào, t trên xu ng d i bao g m các vùng sau:ườ ừ ố ướ ồ
Vùng s y khô Vùng bán c c Vùng cháy Vùng kh Vùng tro và x .→ → → →ấ ố ử ỉ
0912779266 - khiemmikado@gmail.com
Than b nhi t phân, sau đó cháy ngay và đi ti p vào vùng kh . S n ph m c a quá tr.nh nhi t phân ị ệ ế ử ả ẩ ủ ệ ở
vùng bán c c không thoát ra ngoài mà ti p t c đi qua vùng cháy, vùng kh và vùng tro x r i m i thoát ố ế ụ ử ỉ ồ ớ
ra ngoài cùng v i khí than.ớ
b) Hình th c trao đi nhi t trong lò khí hóa ngh chứ ổ ệ ị
Trong lò khí hóa ngh ch, vùng có nhi t đ cao nh t là vùng cháy, nó có xu h ng trao đi nhi t v i các ị ệ ộ ấ ướ ổ ệ ớ
khu v cự
xung quanh. Nhi t truy n cho vùng kh ch y u do quá tr.nh đi l u, c.n nhi t truy n lên phía trên ệ ề ử ủ ế ố ư ệ ề
(vùng c c hóa) ch y u là do b c x và d n nhi t.ố ủ ế ứ ạ ẫ ệ
c) nh h ng c a quá trình bán c c (nhi t phân than) đi v i quá trình khí hóa ngh chẢ ưở ủ ố ệ ố ớ ị
Trong lò khí hóa ngh ch, s n ph m c a quá trình nhi t phân (bán c c) thoát ra ph i đi qua khu v c cháy,ị ả ẩ ủ ệ ố ả ự
đó có d oxy và nhi t đ cao nên đi b ph n khí và ch t l ng nhi t phân b cháy và b phân h y ở ư ệ ộ ạ ộ ậ ấ ỏ ệ ị ị ủ
ti p, nên s n ph m c a quá trình khí hóa ngh ch ch y u ch có CO, H2, H2O, và m t l ng nh các ế ả ẩ ủ ị ủ ế ỉ ộ ượ ỏ
lo i nh a, hydrocacbon... Hàm l ng nh a trong quá trình khí hóa ngh ch là th p, không quá 0,3 ÷ 0,5 ạ ự ượ ự ị ấ
g/m3, trong khi khí s n xu t theo quá trình khí hóa thu n có hàm l ng nh a cao, đn 30 ÷ 40 g/m3. ả ấ ậ ượ ự ế
S n ph m khí t quá trình khí hóa ngh ch có ch t l ng t t h n t quá trình khí hóa thu n nên khí đó ả ẩ ừ ị ấ ượ ố ơ ừ ậ
có th dùng đ ch y các đng c đt trong ho c ch bi n hóa h c.ể ể ạ ộ ơ ố ặ ế ế ọ
2.1.3. Khí hóa liên h pợ
Quá trình khí hóa liên h p là quá trình k t h p ph ng pháp khí hóa thu n và ph ng pháp khí hóa ợ ế ợ ươ ậ ươ
ngh ch trên cùng m t thi t b .ị ộ ế ị
Than đi t đnh lò xu ng, gió cũng đi t trên xu ng cùng chi u v i than t o đi u ki n cho quá trình khí ừ ỉ ố ừ ố ề ớ ạ ề ệ
hóa ngh ch. Trong quá trình này than đi qua vùng s y 1, vùng bán c c 2, vùng cháy 3, vùng kh 4 (đây làị ấ ố ử
vùng t o s n ph m khí), sau đó s n ph m khí ra ngoài theo ng II. đng th i gió cũng đa vào theo ạ ả ẩ ả ẩ ố ồ ờ ư
h ng t d i lên, đi qua vùng x 7, đn vùng cháy 6 và vùng kh 5. đây s n ph m khí đc t o ướ ừ ướ ỉ ế ử Ở ả ẩ ượ ạ
thành và cũng đi ra c a II cùng v i s n ph m khí c a quá trình khí hóa ngh ch.ở ử ớ ả ẩ ủ ị
u nh c đi m c a ph ng pháp khí hóa liên h pƯ ượ ể ủ ươ ợ : Quá trình khí hóa ngh ch có u đi m là trong s n ị ư ể ả
ph m có hàm l ng nh a r t bé, nh ng khuy t đi m là có m t ph n than ch a tham gia hoàn toàn vào ẩ ượ ự ấ ư ế ể ộ ầ ư
các ph n ng khí hóa đã b th i đi. Quá trình khí hóa thu n có u đi m là than tham gia hoàn toàn vào ả ứ ị ả ậ ư ể
các ph n ng cháy và kh .ả ứ ử
Quá trình khí hóa liên h p kh c ph c đc nh c đi m c a c hai quá trình khí hóa. Song khó khăn ợ ắ ụ ượ ượ ể ủ ả
l n nh t c a ph ng pháp liên h p này là n u v n t c gió đa t d i lên quá l n chúng s có kh ớ ấ ủ ươ ợ ế ậ ố ư ừ ướ ớ ẽ ả
năng th a oxy, thoát lên trên gây cháy các s n ph m khí CO, H2. N u v n t c gió quá bé, l ng than ừ ả ẩ ế ậ ố ượ
c.n l i trong tro x l i tăng lên.ạ ỉ ạ
Do v y tuy ph ng pháp khí hóa liên h p tuy có u đi m nh ng đc dùng r t h n ch , ch đc ậ ươ ợ ư ể ư ượ ấ ạ ế ỉ ượ
dùng đ s n xu t khí ch y đng c t nh ng lo i than có đ tro cao và than bùn.ể ả ấ ạ ộ ơ ừ ữ ạ ộ
2.1.4. u nh c đi m c a các quá trình khí hóa t ng c đnhƯ ượ ể ủ ầ ố ị
Nh s p x p các vùng ph n ng trong lò vùng n k ti p vùng kia, nên nhi t đ trong lò gi m d n t ờ ắ ế ả ứ ọ ế ế ệ ộ ả ầ ừ
d i lên trên, than càng đi xu ng d i càng nóng.ướ ố ướ
Ph ng pháp khí hóa t ng c đnh, nh t là ph ng pháp khí hóa ngh ch ho c liên h p, có u đi m là ươ ầ ố ị ấ ươ ị ặ ợ ư ể
có th s d ng đc t t c các lo i nhiên li u ban đu khác nhau (v đ m và đ tro) mà không nh ể ử ụ ượ ấ ả ạ ệ ầ ề ộ ẩ ộ ả
h ng nhi u đn ch t l ng khí than. Than đi t vùng s y qua vùng bán c c nên m và ch t b c đã ưở ề ế ấ ượ ừ ấ ố ẩ ấ ố
thoát h t, do v y khi đn vùng kh và vùng cháy than v n gi đc nhi t đ c n thi t cho các ph n ế ậ ế ử ẫ ữ ượ ệ ộ ầ ế ả
ng kh và ph n ng cháy, vì th ch t l ng khí s n ph m đây v n t t.ứ ử ả ứ ế ấ ượ ả ẩ ở ẫ ố
Chính vì v y ph ng pháp này cho phép khí hóa đc t t c các lo i than, t than non đn than già, kậ ươ ượ ấ ả ạ ừ ế ể
c lo i đá d u có hàm l ng tro cao (đn kho ng 50% tro) và c i g , (có đ m đn 30%). Ph ng ả ạ ầ ượ ế ả ủ ỗ ộ ẩ ế ươ
pháp không dùng đc đi v i các lo i than cám và than b i.ượ ố ớ ạ ụ
Ph ng pháp khí hóa t ng c đnh cho phép s n xu t khí than có ch a nhi uhydrocacbon, vì v y khí ươ ầ ố ị ả ấ ứ ề ậ
s n ph m có nhi t cháy cao, r t có l i khi dùng vào m c đích làm khí đt.ả ẩ ệ ấ ợ ụ ố
0912779266 - khiemmikado@gmail.com
M t mát cacbon theo x than ph ng pháp này t ng đi ít, vì theo chi u chuy n đng c a than t ấ ỉ ở ươ ươ ố ề ể ộ ủ ừ
trên xu ng d i thì n ng đ các tác nhân khí nh O2, H2O tăng lên còn n ng đ cacbon trong pha r n ố ướ ồ ộ ư ồ ộ ắ
gi m d n. Nh c đi m c a ph ng pháp này là m t mát nhi t theo x khá nhi u v. vùng tro x ti p xúcả ầ ượ ể ủ ươ ấ ệ ỉ ề ỉ ế
tr c ti p v i vùng cháy, là vùng có nhi t đ cao, do đó hi u su t nhi t c a quá trình không cao.ự ế ớ ệ ộ ệ ấ ệ ủ
2.2. Khí hóa than t ng sôi (Đng kính c c than t 0 - 10mm)ầ ườ ụ ừ
2.2.1. Đt v n đặ ấ ề
Trong khai thác than các m , kh i l ng than cám và than b i khá nhi u, có th t i 50% t ng s ở ỏ ố ượ ụ ề ể ớ ổ ố
l ng than khai thác. Vì v y vi c áp d ng các công ngh thích h p đ s d ng các lo i than có kích ượ ậ ệ ụ ệ ợ ể ử ụ ạ
th c h t nh là r t c n thi t.ướ ạ ỏ ấ ầ ế
Than cám và than b i có kích th c h t khá nh 0 - 10mm và 0 - 2mm, n u x p các lo i than này vào lòụ ướ ạ ỏ ế ế ạ
khí hóa thì tr l c c a l p than s khá l n. Vì v y n u khí hóa d ng ch t t ng c đnh thì ph i dùng ở ự ủ ớ ẽ ớ ậ ế ở ạ ặ ầ ố ị ả
t c đ gió l n m i kh c ph c đc tr l c đó đ đm b o cho lò có năng su t nh t đnh. Nh ng n u ố ộ ớ ớ ắ ụ ượ ở ự ể ả ả ấ ấ ị ư ế
tăng t c đ gió s không tránh kh i cóố ộ ẽ ỏ
m t s h t than "sôi" lên, m t s h t có kích th c nh h n l i bay l l ng trong khí ho c bay ra ngoàiộ ố ạ ộ ố ạ ướ ỏ ơ ạ ơ ử ặ
lò ph n ng. Nh v y ch đ khí hóa ki u t ng c đnh không còn gi nguyên ch đ ho t đng. Do ả ứ ư ậ ế ộ ể ầ ố ị ữ ế ộ ạ ộ
v y đi v i các lo i than cám, than b i ph i áp d ng ph ng pháp khí hóa khác, đó là ph ng pháp khíậ ố ớ ạ ụ ả ụ ươ ươ
hóa than theo ph ng pháp t ng sôi vàươ ầ
d ng dòng cu n.ạ ố
2.2.2. T c đ gió trong khí hóa d ng t ng sôiố ộ ạ ầ
- Xét v n t c gió trong lò ph n ng:ậ ố ả ứ
N u t c đ gió còn nh thì than trong lò còn d ng lèn ch t. Nh ng n u tăng d n t c đ gió lên thì ế ố ộ ỏ ở ạ ặ ư ế ầ ố ộ
than đang tr ng thái lèn ch t d n d n bi n thành tr ng thái chuy n đng và khi t c đ gió đt t i ở ạ ặ ầ ầ ế ạ ể ộ ố ộ ạ ớ
m t giá tr nh t đnh thì than s tr ng thái "sôi" (hi n t ng sôi c a các h t r n trong dòng khí).ộ ị ấ ị ẽ ở ạ ệ ượ ủ ạ ắ
T c đ gió (Wgió) lúc b y gi g i là t c đ sôi (Wsôi).ố ộ ấ ờ ọ ố ộ
V. v y khi Wgió = Wsôi th. ph ng pháp khí hóa g i là khí hóa t ng sôi.ậ ươ ọ ầ
Ti p t c tăng v n t c gió t i gi i h n nh t đnh s đt đc tr ng thái cân b ng gi a l c đy c a ế ụ ậ ố ớ ớ ạ ấ ị ẽ ạ ượ ạ ằ ữ ự ẩ ủ
gió và tr ng l c c a than. T c đ gió lúc đó đc g i là t c đ t i h n, đc xác đnh theo công th c:ọ ự ủ ố ộ ượ ọ ố ộ ớ ạ ượ ị ứ
4g . T . dγ
Wt i h n = m/giâyớ ạ
3 . C . khíγ
T : Tr ng l ng riêng c a thanγọ ượ ủ
khí : Tr ng l ng riêng c a khíγọ ượ ủ
d : Kích th c h t thanướ ạ
C : H s ph thu c vào h.nh d ng c a h t thanệ ố ụ ộ ạ ủ ạ
và ph thu c vào Reụ ộ
N u Wgió > Wt i h n th. than s bay ra ngoài lò theo khí. Vì v y Wgió không cho phép v t quá Wt i ế ớ ạ ẽ ậ ượ ớ
h n. Nh v y than có kích th c d l n th. Wạ ư ậ ướ ớ t i h n ớ ạ cũng càng l n.ớ
- Khí hóa t ng sôi th ng dùng kích th c h t 0,5 - 3mm.ầ ườ ướ ạ
2.2.3. Đc đi m và u đi m c a quy tr.nh khí hóa t ng sôiặ ể ư ể ủ ầ
- Than liên t c chuy n vào lò khí hóa.ụ ể
- Than đc đo tr n trong l p sôi nên quá trình truy n nhi t r t cao, đi u đó làm cho s phân b nhi tượ ả ộ ớ ề ệ ấ ề ự ố ệ
đ đng đu theo chi u cao lòộ ồ ề ề
- C u t o l. đn gi n, v n đu t th p.ấ ạ ơ ả ố ầ ư ấ
- Khi th i gió vào lò các h t l n s t p trung đáy lò Các h t nh phía trên và d dàng bay ra ngoài ổ ạ ớ ẽ ậ ở ạ ỏ ở ễ
lò theo gió. đ làm gi m l ng b i than bay theo gió ra ngoài ng i ta đa than gió b c 2 kho ng ể ả ượ ụ ườ ư ậ ở ả
gi a lò đ tăng c ng quá trình khí hóa. Nh ng gió b c 1ò th i t d i đáy lò lên v n là ch y u .ữ ể ườ ư ậ ổ ừ ướ ẫ ủ ế
