Proceso de carbonización superficial del esquisto bituminoso
La carbonización de esquisto bituminoso a granel generalmente utiliza gas caliente o gas de carbonización caliente como gas portador de calor para ingresar al horno de carbonización para calentar el esquisto bituminoso de carbonización. Dado que el coeficiente de transferencia de calor del bloque de esquisto en sí es pequeño y la tasa de transferencia de calor desde la superficie del bloque de esquisto hasta su centro es lenta, el tiempo de retorta es de aproximadamente varias horas. Actualmente, los enormes hornos de retorta de esquisto bituminoso tipo Fushun utilizados en la producción industrial pueden producir 65.438+000 toneladas de esquisto bituminoso por día; Estonia tiene hornos Kievit, cada uno de los cuales puede procesar 200 y 1.000 toneladas de esquisto bituminoso por día. Brasil tiene hornos Petrossex, cada uno de los cuales procesa 1.500 y 6.000 toneladas de esquisto bituminoso por día.
La carbonización de esquisto granular generalmente utiliza cenizas de esquisto calentadas como portador de calor sólido, que se mezcla con esquisto para la carbonización calentada. El esquisto granular se calienta rápidamente debido a sus pequeñas partículas y tarda sólo unos minutos o más. La fuente de calor del portador de calor sólido generalmente proviene del gas de retorta de esquisto o del gas de combustión caliente generado por la combustión de semicoque de esquisto. Actualmente, entre los hornos de retorta de esquisto granular utilizados en la producción industrial se encuentran los hornos Glot de Estonia, cada uno de los cuales puede procesar 3.000 toneladas de esquisto bituminoso por día. Además, el horno de destilación de esquisto granular (ATP) de Tasek desarrollado en Canadá se ha ampliado para procesar 6.000 toneladas de esquisto bituminoso por día en Australia.
La retorta de esquisto en polvo generalmente se mezcla con polvo de ceniza de esquisto caliente en estado fluidizado para la retorta y el refinado. La fuente de cenizas de esquisto caliente generalmente proviene de la combustión fluidizada de coque de esquisto. El agente fluidizante utilizado para el autoclave fluidizado suele ser vapor o gas de autoclave. Debido al pequeño tamaño de las partículas de la lutita limosa, el tiempo necesario para la carbonización es sólo de 2 a 3 minutos. La temperatura de destilación seca es generalmente de 450°C. La mayor ventaja del horno de retorta de esquisto en polvo es su alta intensidad de retorta, pero el petróleo y el gas producidos en el estado fluidizado del horno de retorta tienden a generar mucho polvo cuando sale del horno, lo que dificulta su manejo. .
El esquisto utilizado en el enorme horno de retorta de esquisto requiere un cierto grado de trituración, pero el esquisto bituminoso en bruto se extrae de la mina y se somete a un cierto grado de trituración y cribado para producir entre un 10% y un 20% de fino. Las partículas no se pueden utilizar en hornos de retorta de esquisto masivos, lo que provoca pérdidas. El horno de retorta de esquisto granular o en polvo puede triturar y cribar todo el esquisto extraído al tamaño de partícula requerido y utilizarlo todo sin causar desperdicio de materias primas.
Figura 3-2 Horno de retorta Fushun
1 Horno de retorta Fushun
Horno de retorta de esquisto masivo Fushun, también conocido como horno de retorta térmica interna Fushun,
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Abreviado como horno Fushun (Figura 3-2). El horno de autoclave Fushun es uno de los cuatro principales procesos de autoclave de esquisto bituminoso del mundo. Se formó en la década de 1930, se desarrolló en la década de 1950 y maduró en la década de 1960. El horno Fushun es el punto de conexión entre la carbonización de esquisto bituminoso y la gasificación de semicoque de esquisto bituminoso.
El horno de retorta de esquisto masivo cilíndrico vertical tiene una sección de retorta ubicada en la parte superior y una sección de gasificación ubicada en la parte inferior. El horno Fushun procesa esquisto bituminoso masivo de 12 ~ 75 mm. El calor necesario para el autoclave lo proporcionan dos fuentes de calor: ① El gas de alta temperatura producido por la combustión de gasificación del semicoque de esquisto y el aire que contiene vapor de agua saturado introducido desde el fondo del horno (aire principal) ingresa a la sección del autoclave. hacia arriba para calentar la pizarra. Este es el tercer paso. Una fuente de calor (2) Además, el gas circulante caliente calentado por el regenerador fuera del horno de retorta se introduce en el medio del horno de retorta y sube a la sección de retorta. para calentar el esquisto, que es la segunda fuente de calor del horno de retorta de esquisto. El horno Fushun adopta un método de enfriamiento por lavado con agua. El horno Fushun puede utilizar el carbón fijado en el semicoque de esquisto y puede ser autosuficiente en calor cuando procesa esquisto bituminoso de baja calidad (contenido de aceite de más del 6%). Después de pruebas de producción industrial a largo plazo, es un horno de retorta de esquisto bituminoso con buena economía y alta confiabilidad.
El horno Fushun utiliza un sistema de recuperación de condensación por cada 20 equipos, llamado "departamento". Cada horno puede procesar 2.000 toneladas de esquisto bituminoso por día, con una producción anual de 3×104 toneladas de petróleo de esquisto.
El horno Fushun tiene una estructura simple, equipo duradero, fácil mantenimiento y gestión de operación, es adecuado para esquisto bituminoso de baja calidad, puede industrializarse a gran escala y tiene un largo período de puesta en marcha (350d /a).
La desventaja del horno Fushun es que la cantidad de mineral procesado es pequeña (100t/d) y la tasa de producción de petróleo es sólo el 65% de la de la retorta de aluminio. Solo puede procesar partículas de esquisto bituminoso de 12 a 75 mm, y la tasa de utilización de recursos es baja, la automatización del sistema es baja, el sistema de control está atrasado y la intensidad de mano de obra del operador es alta; no se ha solucionado del todo. Estas deficiencias han restringido el desarrollo y la promoción de las estufas Fushun.
Para superar las deficiencias anteriores, en los últimos años, la refinería de esquisto de Fushun Mining Group ha estudiado el plan de actualización y reconstrucción de los hornos Fushun y se está preparando para actualizar sus nueve hornos existentes. Al mismo tiempo, a partir de 2006, la refinería de esquisto de Fushun Mining Group también ha cooperado con el Instituto de Investigación y Diseño Metalúrgico de Shaanxi para desarrollar nuevos procesos de recuperación de petróleo de esquisto. Si bien conserva las ventajas del horno de retorta Fushun, el nuevo proceso trasplanta y utiliza una serie de equipos técnicos avanzados, maduros y eficientes en la producción de gas metalúrgico, optimizando su proceso tradicional de destilación en retorta de esquisto bituminoso. El nuevo proceso se ha utilizado con éxito en equipos piloto industriales a pequeña escala. Desde entonces, se han utilizado nuevas tecnologías en la construcción del proyecto de transformación tecnológica de refinación de esquisto bituminoso Parte E del Grupo Fushun con una capacidad de procesamiento anual de 200×104t y una capacidad de producción anual de 8×104t. El proyecto de refinación de esquisto bituminoso de la zona E consta de 40 hornos Fushun y adopta un sistema de recuperación de condensación. El proyecto comenzó en junio de 2007 y se puso en producción con éxito en septiembre de 2008. El grado de automatización del nuevo proceso se ha mejorado significativamente; el rendimiento máximo de aceite es del 80%, que es entre un 10% y un 15% mayor que el proceso tradicional y se acerca al nivel avanzado internacional. Produce menos aguas residuales y es más respetuoso con el medio ambiente; tiene la mitad de tamaño y ahorra más energía. La nueva tecnología básicamente ha logrado los objetivos esperados de conservación de energía, eficiencia y protección del medio ambiente.
2. Horno redondo Maoming
El horno redondo Maoming es similar al horno Fushun. También es un horno de carbonización de esquisto masivo calentado internamente con una sección de gasificación. La principal diferencia con la estructura del horno Fushun es que se utiliza una cámara de mezcla de gas en el medio del horno de retorta, que tiene una estructura de distribución de gas multifacética. El flujo del proceso es el mismo que el del horno Fushun. La pizarra bituminosa se alimenta desde la parte superior del horno y se gasifica mediante carbonización por etapas en el horno. El aire principal ingresa por la parte inferior del horno. El carbono fijado en el semicoque de esquisto bituminoso se quema y gasifica en la sección de gasificación para proporcionar parte del calor necesario para la carbonización del esquisto bituminoso, y el calor restante lo proporciona el gas del ciclo térmico. El gas generado en la sección de gasificación se mezcla con el gas caliente en circulación, se expulsa por el orificio de la boquilla en el medio de la sección de retorta y se calienta, fluye hacia arriba y contacta la esquisto bituminoso en contracorriente para el intercambio de calor, por lo que entra en retorta. Los productos de carbonización se extraen de la parte superior del horno y las cenizas de esquisto se descargan desde la parte inferior del horno. La capacidad de procesamiento diario de mineral de esquisto bituminoso es de 100 toneladas y el rendimiento de petróleo es el 65 % del de la retorta de aluminio (Luo, 1991; Lin, 1988).
Figura 3-3 Horno cuadrado Maoming
3 .Estufa cuadrada Maoming
La vaporera cuadrada Maoming se utilizó por primera vez en la década de 1960. El horno cuadrado Maoming, también conocido como horno cuadrado de gas Maoming, es un enorme horno de retorta de esquisto bituminoso calentado internamente que utiliza combustión de gas circulante para proporcionar calor a la esquisto bituminoso de retorta (Figura 3-3). El gas circulante mezclado uniformemente y el aire ingresan al centro del horno y experimentan reacciones de combustión y reducción en la capa de semicoque de esquisto de alta temperatura. El calor requerido para la carbonización de esquisto bituminoso es proporcionado por el gas portador de calor de alta temperatura generado por el horno. reacción. Al utilizar calefacción de gas, hay suficiente calor y una capa gruesa de alta temperatura en el horno para garantizar que la pizarra bituminosa se retorne por completo. La capacidad de procesamiento diario de 300 toneladas de esquisto bituminoso es ligeramente mayor que la del horno de anillo de Maoming y aproximadamente el 70% de la del horno de retorta de aluminio.
El gas circulante frío con vapor de agua saturado introducido desde el fondo del horno no solo puede intercambiar calor con cenizas de esquisto de alta temperatura y recuperar la mayor parte de su calor sensible, sino también reducir la temperatura de las cenizas descargadas. desde el fondo del horno hasta Por debajo de 300 ° C, su vapor de agua puede reducir parcialmente el carbono fijo en el semicoque de esquisto en la capa de alta temperatura sobre la sección de enfriamiento de cenizas, lo que es beneficioso para aumentar el poder calorífico del gas. (Luo, 191; Lin, 1988).
En la década de 1990, Shenmu County Sanjiang Coal Chemical Company transformó el horno de retorta cuadrado Maoming en un horno de retorta vertical cuadrado SJ, que se utilizó en el proceso de retorta de carbón de Shenmu. . Shenmu Sanjiang Coal Chemical Company posee una planta piloto de horno de retorta cuadrado SJ (capacidad de procesamiento de mineral de 1 t/h) y una planta industrial (capacidad de procesamiento de mineral de 10 t/h, 20 t/h), y tiene casi 20 años de experiencia en desarrollo de tecnología. En la actualidad, se han puesto en producción más de 300 hornos de retorta cuadrados SJ de diferentes modelos, y los hornos de retorta cuadrados SJ con diferentes capacidades de procesamiento se utilizan ampliamente en Shaanxi.
En la actualidad, el horno de autoclave cuadrado SJ se ha utilizado con éxito en el proceso de autoclave de esquisto bituminoso. Se probaron dos tipos diferentes de esquisto bituminoso y la tasa media de producción de petróleo superó el 80%. El requisito de partículas de esquisto bituminoso para el horno de retorta cuadrado SJ es de 8 ~ 60 mm
4, refutó el estonio Kievit.
El horno de retorta Kiviter tiene una forma cilíndrica vertical (Figura 3-4) que procesa pizarra bituminosa masiva. El horno consta de una carcasa de placa de acero y un revestimiento refractario. Hay cámaras de combustión rectangulares en el centro de la parte superior de la estufa y a ambos lados de la parte media de la estufa. Un quemador introduce aire y gas en circulación en la retorta para la combustión. Los gases de combustión calientes generados ingresan lateralmente en dos cámaras de retorta rectangulares con secciones transversales paralelas en la parte superior del horno, calentando la pizarra bituminosa de arriba a abajo (formando una capa delgada de retorta), y el petróleo y el gas generados se exportan a través de la cámara de escape.
El semicoque de esquisto se enfría mediante el gas de carbonización del ciclo frío que ingresa a la parte inferior del horno y luego se descarga a través del sello de agua. El calor latente del semicoque no se utiliza por completo y la eficiencia térmica no es alta (alrededor del 70%). El petróleo y el gas a la salida del horno se diluyen con los gases de combustión generados por la combustión en el horno y el poder calorífico. La producción de los hornos de retorta de Kievit no es alta y cada horno de retorta tiene una capacidad de procesamiento diaria de 1000 toneladas. Su rendimiento de aceite es del 75% al 80% del de las retortas de aluminio de laboratorio (Yefimov et al., 1999; Sonne). et al., 2003; Qian Jialin, 2006).
Figura 3-4 Horno de retorta Kievit
Figura 3-5 Horno de retorta Petelaud Sikes
5. . Horno de retorta Essex en Petelaud, Brasil
Petrosix en Petelaud, Brasil El horno de retorta es actualmente el horno de retorta de esquisto masivo más grande del mundo (Figura 3-5 y Figura 3-6). 6.000 toneladas de esquisto bituminoso por día. El diámetro interior del horno es de 11 m. La parte superior es la sección de retorta de esquisto bituminoso y la parte inferior es la sección de enfriamiento de semicoque de roca. El horno de calentamiento ingresa por el centro del horno de retorta, y la pizarra bituminosa en la parte superior se calienta y se replica, pirolizando así el petróleo, el gas y el semicoque de esquisto, y el petróleo y el gas se conducen desde la parte superior y se recuperan mediante condensación. El sistema recupera el petróleo de esquisto. Parte del gas de retorta de esquisto se calienta mediante el horno de calentamiento tubular y luego circula hasta el centro del horno de retorta. El semicoque del horno ingresa a la parte inferior del horno y se enfría con el frío. El gas que circula en el fondo del horno y se descarga después del enfriamiento, el rendimiento del aceite de retorta de esquisto alcanza del 85% al 90% del aceite de retorta de aluminio. El poder calorífico del gas de retorta es alto, pero el valor calorífico del carbono fijo. el semicoque descargado no se utiliza (Qian Jialin et al., 2006; Martignoni et al., 2002 Año, 2006
Figura 3-6 Flujo de proceso de la planta de Pete Laud Sikes
6. Horno de bomba de roca de United Petroleum Company
United Petroleum Company de los Estados Unidos El proceso UnionB es diferente del horno de retorta de esquisto masivo general (Figura 3-7, Figura 3-8)
De abajo hacia arriba, la lutita es alimentada secuencialmente por dos bombas de roca en la parte inferior de la bomba de roca. Después de ingresar al horno para la carbonización, el semicoque de lutita generado está a aproximadamente 510 °C y se descarga. Desde la parte superior, el gas del ciclo térmico calentado (540 °C) ingresa a la parte superior del horno tipo B, y la esquisto se calienta y carboniza de arriba a abajo. Se saca del fondo del horno y luego. el enfriamiento, el aceite y el agua se separan, desulfuran y purifican, y pueden usarse como gas de carbón de alta temperatura. La tasa de producción de petróleo del horno tipo B es cercana al 100% de la capacidad medida de esquisto bituminoso. t/d, era el horno más grande del mundo, pero cerró en 1990 (Barnett, 1982; Callaghan, 1983).
7. El horno Gretel de Estonia
El horno Galoter. En Estonia hay un horno rotatorio de carbonización de esquisto granular con portador de calor sólido (Figura 3-9). La ceniza de esquisto caliente se utiliza como portador de calor sólido y se mezcla con esquisto granular en el horno rotatorio para producir aceite de esquisto. -El coque y las cenizas de esquisto se queman con aire en el tubo de inyección, y parte de las cenizas de esquisto producidas se reciclan como portador de calor. Cada horno puede procesar 3.000 toneladas de esquisto bituminoso granulado por día, y el rendimiento de petróleo es aproximadamente el 85% del. el del vaporizador de aluminio %~90%. La tecnología está básicamente madura.
Figura 3-7 Horno de bomba de roca
Figura 3-8 Flujo del proceso del dispositivo de horno de bomba de roca
Ya en 1945, el Instituto de Energía de la Academia de Ciencias de la antigua Unión Soviética, es decir, hoy el Instituto Ruso de Investigación Energética (ENIN) en Moscú ha desarrollado el horno tipo Grote. El equipo de laboratorio se construyó en 1946 y se expandió gradualmente a escala de producción industrial más de medio siglo después. Los dispositivos de prueba piloto e industriales fueron diseñados principalmente por el Instituto de Diseño de Leningrado de la Unión Soviética y el actual Instituto de Diseño de Energía Atómica de San Petersburgo, incluidos UIT-25, UIT-50, UIT-100, UIT-200, UIT-500 y UIT- 3000.
Figura 3-9 Flujo del proceso de la fábrica de Glot
En 1984, la central eléctrica de esquisto bituminoso de Narva en Estonia construyó dos réplicas de Glot con una producción diaria de 3.000 toneladas de dispositivo de esquisto granular (UIT-. 3000) y ha estado funcionando hasta el día de hoy. Debido a que la escala del dispositivo aumenta, el proceso es complejo y hay muchos equipos y maquinaria rotativa, la operación es difícil de dominar. Sus operadores gastan mucha energía y recursos materiales para mejorarlo y perfeccionarlo continuamente. Según los informes, la situación operativa actual se ha normalizado, con un tiempo de funcionamiento anual de 6200 a 7200 horas (el tiempo de funcionamiento anual de diseño es de 6800 horas).
Según la operación de procesamiento de esquisto bituminoso para utensilios de cocina, si el contenido de aceite de la retorta de aluminio en el laboratorio es del 14%, se estima que el contenido de aceite de la retorta de aluminio puede ser del 12%, que es aproximadamente el 86%. El poder calorífico volumétrico del gas de retorta es de 46 000 kJ/m3, contiene un 30 % de olefinas y puede utilizarse como materia prima química o gas doméstico (Golmshtok et al., 2007).
Actualmente, la central eléctrica de esquisto bituminoso de Narwa está cooperando con OUTOTEC de Finlandia para desarrollar una nueva generación de tecnología Enefit (horno Glot mejorado, Figura 3-10). El propósito del diseño es fortalecer la recuperación de calor residual, reducir los equipos mecánicos, reducir las emisiones y obtener una mayor tasa de producción y utilización de petróleo. El diseño de la primera fábrica está en marcha y la construcción está a punto de comenzar, cuya finalización está prevista para 2012. El horno Glot mejorado se llama Enefit280, y la capacidad de producción de esquisto bituminoso del horno de retorta mejorado se ha incrementado de 3.000 t/d (140 t/h) a 6.000 t/d (280 t/h). La combustión ascendente del semicoque original se cambia a combustión en lecho fluidizado circulante. El calor generado por la combustión del semicoque se utiliza para la carbonización y el calor residual se utiliza para la generación de energía. Se agrega una caldera de recuperación de calor residual para mejorar la eficiencia térmica. del proceso de carbonización. El petróleo y el gas producidos por la carbonización ingresan directamente a la torre de fraccionamiento. El petróleo de esquisto se divide en petróleo liviano y petróleo pesado; las cenizas calientes descargadas se enfrían en un lecho fluidizado para obtener calor (Weber, 2009). Enefit280 es la única tecnología que maximiza la producción de petróleo, la eficiencia energética y la utilización de subproductos.
Figura 3-3-10 Esquema del equipo ene fit 280 Caloter 280
Ventajas del horno Enefit280 Galoter:
(1) Bajo impacto ambiental: bajo nivel de humo y emisiones de polvo; no hay materia orgánica residual en las cenizas y el contenido es inferior al 65438 ± 0%; no se requiere agua en el proceso de refinación.
(2) Flexibilidad: también se puede utilizar para esquisto bituminoso con bajo poder calorífico y partículas finas (se puede utilizar todo el esquisto bituminoso extraído, sin desperdiciar el esquisto bituminoso); utilizar combustible externo (como gas natural, petróleo, electricidad); fácil de aplicar a otras lutitas bituminosas, no existe ningún límite técnico sobre el contenido de petróleo de la lutita bituminosa, fácil de controlar y es fácil de modificar el proceso si ciertos equipos; (como el secado) no es necesario.
(3) Alta eficiencia: la eficiencia química de este proceso es del 80% en comparación con Fisher, la tasa de producción de petróleo es del 103%; la eficiencia térmica supera el 80%; 90%).
(4) Utilización integral: el consumo anual de esquisto bituminoso es de 226 × 104 t, la producción anual de petróleo de esquisto es de 29 × 104 t, la producción anual de gas natural es de 7500 × 104 m3 y la capacidad de generación de energía es de 35 MW .
(5) Alta calidad del producto: aceite de esquisto bituminoso: baja viscosidad (1,2 Lietor, +15 ℃), bajo contenido de azufre (< 0,7 %), bajo punto de fluidez (-15 ℃, alto valor de calor); el gas de retorta se puede utilizar para la producción de hidrógeno y la generación de energía.
8. Horno Taciuk Canadá-Australia
El horno Taciuk de Canadá, también conocido como Proceso Alberta Taciuk (conocido como horno ATP), lleva el nombre de William Taciuk, el inventor del UMATAC canadiense. Empresa de ingeniería. El ATP también pertenece al horno de retorta con portador de calor sólido de esquisto granular. El desarrollo de los hornos ATP comenzó en 1977 y tiene una historia de desarrollo de más de 40 años. En 1986, la South Pacific Petroleum Company/Central Pacific Mining Company (SPP/CPM) de Australia decidió utilizar la tecnología ATP, amplificada unas 30 veces, diseñada para la retorta de esquisto bituminoso en Queensland, Australia, y construyó una planta en Australia con un Capacidad de procesamiento diaria de 6.000 toneladas de esquisto bituminoso.
El dispositivo fue diseñado por la empresa australiana Bechtel y fabricado por la empresa alemana Krupp Polysius, con una inversión total aproximada de 280 millones de dólares australianos. La construcción comenzó en 1997 y la operación de prueba se completó en 1999. La unidad se puso en funcionamiento de prueba durante 5 a 6 años, arrancando y deteniéndose, y la tasa de operación anual fue del 60% (Schmidt, 2003; McFarland, 2003, 2004. El efecto de la operación no fue muy bueno, había olor). y las organizaciones ecologistas locales protestaron.
En 2004, SPP vendió el dispositivo y los recursos de esquisto bituminoso relacionados a Queensland Energy Company de los Estados Unidos. El dispositivo se cerró a mediados de 2004.
Este dispositivo está diseñado para llevar a cabo tres procesos de secado de esquisto bituminoso, carbonización y combustión de semicoque en un horno rotatorio cilíndrico horizontal (Figura 3-11). para controlar.
Se importó un horno Tasek (6000t/d) de Fushun, China, y se pondrá en servicio antes de finales de 2010.
Figura 3-11 Horno Tasek
En general, la tecnología ATP es inmadura y la tasa de operación es del 60%. El ATP se ha ampliado directamente desde una planta piloto con una capacidad de procesamiento de 240 t/d a una producción con una capacidad de procesamiento de 6000 t/d. Australia ha renunciado al ATP y ha vendido su fábrica de ATP a una empresa estadounidense. El equipo es demasiado grande: 60 m de largo y 11 m de diámetro.
9. El horno Lurgi-Luhrgas de Alemania
El proceso Lurgi-Luhrgas (LG) de Alemania fue desarrollado conjuntamente por Lurgi y Luhrgas en la década de 1950. Este proceso se puede utilizar para la destilación seca de esquisto bituminoso granular y carbón y la pirólisis de petróleo pesado. Cuando este proceso se utiliza para la carbonización de carbón o esquisto bituminoso, se utiliza semicoque caliente o ceniza de esquisto caliente como portador de calor sólido, se mezcla con carbón o esquisto en un mezclador de doble tornillo y se calienta, y luego se completa en un reactor de lecho móvil. . El petróleo, el gas y el semicoque generados se envían al tubo ascendente por aire y se queman de abajo hacia arriba. Parte del semicoque caliente o ceniza de esquisto generado se devuelve al mezclador en espiral para su reciclaje (Figura 3-12).
Figura 3-12 El flujo del proceso de la planta de Lucci-Lorgas
Carbonización de carbón, un conjunto de equipos para procesar 240 toneladas de carbón bituminoso por día fue construido en Dorston, Alemania desde 1957. hasta 1961. De 1963 a 1968, Yugoslavia construyó una planta de procesamiento de lignito de 1.600 toneladas por día; de 1975 a 1978 se construyó en Batlo una instalación para procesar 350 toneladas de carbón bituminoso por día. De 1977 a 1979, el Reino Unido construyó un dispositivo capaz de procesar 700 toneladas de carbón bituminoso por día. En términos de esquisto bituminoso, el esquisto bituminoso procedente de Estados Unidos, Australia, Jordania y China (Rammler, 1982) tiene una capacidad de procesamiento diario de 12 t en Herten, Alemania, 8 t en Essen y 24 t en Frankfurt.
10. Horno de retorta con portador de calor sólido de la Universidad Tecnológica de Dalian
En 1984, la Universidad Tecnológica de Dalian desarrolló una nueva tecnología para la retorta de carbón y esquisto con partículas de portador de calor sólido, denominada "Grande". Método de ingeniería "Tecnología de retorta" (Figura 3-13). El proceso principal del nuevo método de carbonización es similar al proceso alemán Lurgi-Rueges (LG), pero la forma y estructura del equipo clave son desarrolladas, diseñadas y fabricadas por la Universidad Tecnológica de Dalian.
En 1984, la Universidad Tecnológica de Dalian construyó un nuevo dispositivo de prueba continua de retorta de esquisto bituminoso con una capacidad de 5 ~ 10 kg/hora y completó la prueba de molde en frío. Durante 1985 ~ 1986, se llevaron a cabo experimentos en esquisto de Huadian, esquisto de Maoming, lignito de Yunnan, lignito de Pingzhuang de Mongolia Interior y lignito de Huangxian. La Oficina de Minería de Pingzhuang estableció un dispositivo de prueba de procesos con una capacidad de procesamiento diario de 150 toneladas de lignito entre 1990 y 1992, y realizó pruebas entre 1992 y 1993, logrando un éxito inicial.
Figura 3-13 Flujo del proceso de la nueva unidad de retorta de la Universidad Tecnológica de Dalian
El principio del proceso de retorta a gran escala es hacer reaccionar esquisto bituminoso granular y ceniza de esquisto como portador de calor. en una retorta de lecho móvil. Se mezcla en un recipiente, se calienta y se destila para producir gas y petróleo de esquisto bituminoso y semicoque. La mezcla de semicoque y ceniza de esquisto se pulveriza hacia arriba mediante aire en el tubo ascendente de calentamiento (tubo de combustión de chorro). El semicoque contiene carbono fijo y otra materia orgánica, que se quema para generar ceniza de esquisto. Parte de la ceniza de esquisto se separa y recupera mediante el separador rotatorio, se mezcla con la esquisto en la hélice en espiral (comienza a ocurrir la reacción de pirólisis de esquisto), ingresa al reactor de retorta para calentar la esquisto de retorta y se produce el petróleo y el gas de esquisto. y condensado para recuperar el petróleo de esquisto. Parte de las cenizas de esquisto se descarga y otra parte continúa reciclándose (Qian, 2008; Laboratorio de Ingeniería Química del Carbón de la Universidad Tecnológica de Dalian, 1986).
Para el esquisto bituminoso con alto poder calorífico y alto contenido de aceite, la materia orgánica del semicoque de esquisto se quema en el tubo ascendente, lo que es suficiente para calentar el esquisto retornado, y no hay necesidad de complementar combustible externo calentando la parte inferior del tubo ascendente. Para el esquisto bituminoso de bajo poder calorífico, el calor generado por la combustión de materia orgánica de carbono fijo en el semicoque de esquisto no es suficiente para proporcionar una retorta, y es necesario agregar gas y aire de retorta a la cámara de combustión en el extremo inferior del elevador para complementar el calor.
Se realizó una prueba piloto (10 kg/h) en esquisto bituminoso de Huadian y esquisto bituminoso de Maoming utilizando el nuevo método de Dagong.
La tasa de recuperación de petróleo crudo de las cuatro muestras es del 90% al 94%, la producción de gas de retorta es de 40 ~ 60 m3/t y el poder calorífico es superior a 18130 kJ/m3 (Guo et al., 660 kJ/m3). p>
11. Horno de carbonización fluidizada de esquisto en polvo
Maoming Petroleum Company llevó a cabo una carbonización fluidizada de doble recipiente (carbonización fluidizada de esquisto en polvo, combustión fluidizada de semicoque en polvo) en la década de 1970 y logró el éxito inicial. (Luo, 1984, 1981; Luo, 1988) (Figura 3-14).
En los últimos años, China Coal Longhua Harbin Coal Chemical Company ha estado realizando una prueba a mediana escala de carbonización fluidizada de esquisto bituminoso del río Darian en el condado de Yilan, provincia de Heilongjiang (procesamiento diario de esquisto bituminoso de 50 toneladas), y ha logró resultados iniciales después de una larga operación continua de 192 horas, el rendimiento de aceite alcanzó el 80% de la carbonización del aluminio (Wang et al., 2009).
La ventaja del sistema de carbonización fluidizada de China Coal Longhua es que puede aprovechar al máximo los recursos de esquisto bituminoso, es decir, moler el esquisto bituminoso hasta obtener partículas de polvo de esquisto bituminoso de menos de 3 mm y luego procesar se procesa en un horno de carbonización; los productos incluyen petróleo de esquisto, gas natural y cenizas (que pueden usarse como materia prima para cemento, ceramsita y albañilería). El costo de producción del petróleo de esquisto es de aproximadamente 2.000 yuanes/t, y el costo del procesamiento profundo (hidrogenación para producir gasolina y diesel) es de 2.700 yuanes/t. El proceso de China Coal Longhua es innovador en el mundo y su capacidad de procesamiento es grande. alcanzando las 2.000t/horno. El proceso Longhua de China Coal es superior al horno Fushun. El horno Fushun fue desarrollado por los japoneses en 1929, con sólo 100 t/horno; y el horno Fushun sólo puede procesar partículas grandes, no partículas pequeñas (partículas < < 12 mm).
En comparación, el trabajo piloto de China Coal Longhua es mucho más profundo que el de PetroChina Daqing. El primero tiene una mayor tasa de producción de petróleo y un mayor aumento que el segundo. Sin embargo, el primero tiene más polvo fluidizado que el segundo y es difícil de manejar.
Figura 3-14 Flujo del proceso de la unidad de carbonización fluidizada de Maoming