Войти
Рафинированный уголь является продуктом применения технологии обогащения угля, которая удаляет влагу и некоторые загрязнители из углей более низкого ранга, такие как полубитуминозный и бурый уголь (бурый), и повышающие их теплотворную способность. Технологии рафинирования или повышения качества угля обычно представляют собой предварительную обработку и / или процессы, которые изменяют характеристики угля перед его сжиганием. Цели технологий обогащения угля перед сжиганием заключаются в повышении эффективности и сокращении выбросов при сжигании угля. В зависимости от ситуации, технология предварительного сжигания может использоваться вместо или в качестве дополнения к технологиям последующего сжигания для контроля выбросов от котлов, работающих на угле. Основным преимуществом рафинированного угля является способность сокращать чистый объем выбросов углерода, которые в настоящее время выбрасываются генераторами энергии, а также сокращение объема выбросов, которые предлагается регулировать с помощью новых методологий связывания углерода. Технологии переработки угля в основном были разработаны в Соединенных Штатах, несколько аналогичных технологий были исследованы, разработаны и испытаны в Виктории, Австралия, включая технологию уплотненного угля (Coldry Process ) разработан для изменения химических связей бурого угля для создания продукта, который является более чистым, стабильным (не подверженным самовозгоранию), пригодным для экспорта и имеет достаточно высокую теплотворную способность, чтобы быть эквивалентом черного угля.
Технология обогащения угля относится к классу технологий разработан для удаления влаги и некоторых загрязнителей из углей низкого сорта, таких как битуминозный уголь и лигнит (бурый уголь ) и повышают их теплотворную способность. Компании, расположенные в Австралии, Германии и США, являются основными движущими силами исследований, разработки и коммерциализации этих технологий.
Около 30 стран в совокупности используют более 1400 бурых углей. сожгли электростанции по всему миру. Электростанции на буром угле, которые не могут экономически обезвоживать бурый уголь, неэффективны и вызывают высокие уровни выбросов углерода. Электростанции с высоким уровнем выбросов, в частности электростанция Хейзелвуд в Австралии, привлекают экологическую критику. Многие современные экономики, включая Грецию и Викторию (Австралия), сильно зависят от бурого угля для выработки электроэнергии. Улучшение экологических показателей и необходимость стабильной экономической среды создают стимулы для инвестиций, чтобы существенно снизить негативное воздействие на окружающую среду сжигания сырого («добытого») бурого угля.
Технологии обогащения угля удаляют влагу из бурого угля «как добытый» и переводят теплотворную способность бурого угля в «более чистый» статус горения, относительно эквивалентный высокотемпературному черному углю. Некоторые процессы обогащения угля приводят к получению продукта уплотненного угля, который считается продуктом эквивалента черного угля, подходящим для сжигания в котлах на каменном угле.
Бурый уголь Викторианской эпохи с характерным содержанием влаги 60% по весу считается «самым влажным» бурым углем в мире. Высокое содержание влаги - ключевая причина, по которой три основных электростанции штата считаются самыми грязными источниками выбросов углерода в мире. Исследования, проведенные Университетом Мельбурна и Университетом Монаша, подтверждают, что при удалении влаги из бурого угля викторианской эпохи естественный низкий уровень золы, серы и других элементов делает его одним из самые чистые угли в мире. После обезвоживания модернизированный бурый уголь может конкурировать на экспортном рынке по ценам, сопоставимым с черным углем.
В связи со значительными объемами добычи бурого угля во всем мире и увеличением объемов добычи необходимость в технологиях обогащения угля стала более очевидной. Эти технологии помогут решить глобальную экологическую проблему роста выбросов в результате сжигания бурого угля и предоставят альтернативные виды топлива для быстро развивающихся экономик, таких как Вьетнам, которые сталкиваются с трудностями в конкуренции за черный уголь с Китаем, Индией, Японией и другими странами.
| Страна | 1970 | 1980 | 1990 | 2000 | 2001 |
|---|---|---|---|---|---|
 Германия | 369,3 | 388,0 | 356,5 | 167,7 | 175,4 |
 Россия | 127,0 | 141,0 | 137,3 | 86,4 | 83,2 |
 США | 5,4 | 42,3 | 82,6 | 83,5 | 80,5 |
 Австралия | 24,2 | 32,9 | 46,0 | 65,0 | 67,8 |
 Греция | 8,1 | 23,2 | 51,7 | 63,3 | 67,0 |
 Польша | 32,8 | 36,9 | 67,6 | 61,3 | 59,5 |
 Турция | 4,4 | 15,0 | 43,8 | 63,0 | 57,2 |
 Чешская Республика | 67,0 | 87,0 | 71,0 | 50,1 | 50,7 |
 Китайская Народная Республика | 13,0 | 22,0 | 38,0 | 40,0 | 47,0 |
 СФР Югославия | 26,0 | 43,0 | 60,0 | - | - |
 Сербия и Черногория | - | - | - | 35,5 | 35,5 |
 Румыния | 14,1 | 27,1 | 33,5 | 17,9 | 29,8 |
 Северная Корея | 5,7 | 10,0 | 10. 0 | 26,0 | 26,5 |
| Итого | 804,0 | 1,028,0 | 1214,0 | 877,4 | 894,8 |
Из-за присущего им высокого содержания влаги все лигниты необходимо сушить перед сжиганием. В зависимости от типа технологии сушка осуществляется либо за счет дискретной операции, либо как часть процесса. В сравнительной таблице указаны различные технологические методы сушки, которые разрабатываются в разных странах, и приводится качественное сравнение.
| Вариант | Drycol | ZEMAG | Coldry Process | RWE-WTA | HTFG | WEC- BCB | UBC | Exergen CHTD | MTE | Kfuel | LCP |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Страна происхождения | США | Германия | Австралия | Германия | Китай | Австралия | Индонезия / Япония | Австралия | Австралия | США | Китай |
| Описание процесса | Сушка в микроволновой печи Drycol | непрямая контактная сушка в трубчатых сушилках | экзотермическая реакция. естественное испарение. ускоренная сушка при 25-30 ° C | сушка в потоке в псевдоожиженном слое | Сушка в псевдоожиженном слое дымовых газов при высокой температуре | мгновенно высушенная угольная мелочь. использовать давление для образования брикетов | смешивание измельченного угля с маслом, нагрев смеси до 130-160 ° C под давлением 19-19,5 бар, отделение шлама от масла с помощью центрифуги, а затем сушка и брикетирование | Непрерывная реакция декарбоксилирования гидротермального обезвоживания в виде суспензии при 300 ° C и 100 бар с последующим разделением газ / жидкость / твердое вещество и сушкой под прессом | нагревание и сжатие при 250 ° C и 125 бар, экспресс вода из угля | нагреть и отжать при 200 ° C и 100 бар | пиролитический процесс, который использует тепло и давление в бескислородной среде для продолжения процесса углефикации, который происходит естественным образом в земле |
| Сушка Описание | Сушка в микроволновой печи с поддержанием температуры угля ниже 90 ° C | сушка достигается с использованием пара низкого давления макс. 180 ° C, 4 бар | сушка достигается с использованием низкотемпературного отходящего тепла для обеспечения испарительной сушки | сушка достигается с использованием пара низкого давления>100 ° C | сушка достигается с использованием>900 ° C дымовой газ для сушки сырого угля 0–50 мм с концентрацией O2 в системе 2-4% при небольшом положительном давлении | сушка достигается за счет воздействия потока горения под высоким давлением (мгновенная сушка) | сушка достигается выдержкой при 130-160 ° C под давлением 19-19,5 бар в масляной суспензии | сушка, достигаемая воздействием высокого давления и температуры в вертикальном автоклаве с последующей стадией испарения | сушки достигается за счет сжатия при высоком давлении и температуре | сушка достигается за счет сжатия при высоком давлении и температуре | В процессе не используются добавки и удаляется как поверхностная, так и собственная влага. |
| Степень нагрева, используемая для сушки | Очень низкая | Низкая | Низкая | Средняя | Низкая | Высокая | Средняя | Средняя | Высокая | Высокая | Средняя |
| Альтернативные варианты использования энергии, потребляемой при сушке | Нет | производство электроэнергии | нет | производство электроэнергии | продажа угля (штрафы, используемые для сжигания | продажа угля (штрафы, используемые для сжигания | n/a | электрическая энергия | электрическая энергия | электрическая энергия | выработка электроэнергии |
| Требования к предварительной обработке | Размеры для погрузочно-разгрузочных работ | дробление / грохочение (нормальное) | (нормальное) плюс механическое растирание и экструзия | (нормальное) | дробление / грохочение до 50 мм | ( нормально) | дробление и смешивание с | ||||
| воздействием CO2 | н / д | н / д | Снижение содержания CO2 до 40%. Чистое выгодное положение CO2 из-за низкого нагрева и низкого давления | Снижение выбросов CO2 в котле до 30-40% (потеря энергии пара, используемой в сушилке с псевдоожиженным слоем, не учитывается) | Снижение выбросов CO2 от котла до 25-35% | нулевое чистое улучшение за счет энергии для сушки - сжигание угля | н / д | Вверх до 40% снижения CO2 | ~ 15% сокращение CO2 при сгорании (подробный анализ недоступен). Нулевое чистое улучшение за счет энергии, используемой для нагрева и сжатия | ~ 15% снижение выбросов CO2 при сгорании (подробный анализ недоступен). Использует энергию для нагрева и сжатия | нет данных |
| Потоки отходов, образующиеся при сушке | чистой воды | нет | нет | нет | нет | нет | поток сточных вод | нет | поток сточных вод | поток сточных вод | нет |
| Возможны потоки побочных продуктов | нет | нет | деминерализованная вода | нет | нет | нет | n/a | деминерализованная вода | нет | нет | гудрон |
| Описание выходящего потока угля | Прямой использовать | для брикетирования / экспорта или производства электроэнергии | угольные окатыши для использования и экспорта | исходный уголь только для выработки электроэнергии | уголь для продажи или производства электроэнергии | угольные брикеты для использования и экспорта | угольные брикеты для использования и экспорта | уголь для использования и экспорта | исходный уголь только для выработки электроэнергии | исходный уголь только для выработки электроэнергии | экспортный уголь для выработки электроэнергии |
| влажность угля на выходе | 10-30% | 5- 20% | 12-14% | 12-14% | 6-30% | 10-15% | н / a | 5-10% | ~ 18% | ~ 20% | 1-15% |
| Добыча угля - транспортируемая или экспортируемая | междугородний транспорт | междугородний транспорт | непирофорный | только непосредственно к котлу | междугородний транспорт | непирофорный | непирофорный | непирофорный | пирофорный | пирофорный | гидрофобный, транспортабельный и экспортный |
| Промышленный зрелость | Технология в пищевой промышленности 35 лет | хорошо зарекомендовавшая себя и проверенная технология, промышленные предприятия мощностью до 3 млн тонн в год, работающие в Германии и Чехии | , пилотные установки, работающие 7 лет; обширная база данных глобального тестирования; начало промышленной эксплуатации в полном объеме к 2014 г. | коммерческие операции в нескольких местах | С 1955 г. он использовался для сушки коксования на более чем 200 промывочных цехах | одна установка промышленного масштаба, эксплуатация не превышает 30% от номинальной мощности | опытная установка в эксплуатации, демонстрационная установка 2008-2011 гг. | опытная установка 2002–2008, готовая к коммерциализации. Испытано на викторианском и индонезийском углях | пилотный завод заброшен | пилотный завод работает | Завод 1 млн. Тонн в год во Внутренней Монголии полностью работает с 2012 года |
Самый известный производитель рафинированного угля - компания, базирующаяся в Денвере, штат Колорадо, под названием Evergreen Energy Inc. Компания торгуется на открытом рынке и зарегистрирована на NYSE Arca обмен. Согласно веб-сайту компании и ее форме 10-K, хранящейся в Комиссии по ценным бумагам и биржам США, она была основана в 1984 году с целью коммерциализации технологии обогащения угля, впервые разработанной в лаборатории Стэнфордского университета. от. Взяв букву K у имени Коппельмана, Evergreen, ранее известная как KFx Inc., назвала свой продукт очищенного угля «K-Fuel».
Большая часть угля на западе США известна как уголь «низшего сорта», который попадает в категории «полубитуминозный» и «бурый уголь». Эти угли имеют высокий уровень влажности и могут содержать от 20 до 30 процентов воды. Это относительно высокое содержание влаги по сравнению с углями «более высокого сорта», такими как битуминозные и антрацитовые угли, делает угли более низкого сорта менее эффективными. Среднее теплосодержание полубитуминозного угля, потребляемого в Соединенных Штатах, составляет примерно 8 500 британских тепловых единиц (БТЕ) на фунт. Процесс K-Fuel (R) использует тепло и давление для удаления примерно 30 процентов влаги из сырого низкосортного угля и повышает его термическое содержание примерно до 11000 БТЕ на фунт. Помимо повышения теплотворной способности угля, значительное количество, до 70 процентов, элементарной ртути, содержащейся в угле, удаляется, а благодаря более высокой эффективности достигается более низкий уровень выбросов хлоридов и оксидов азота из расчета на один киловатт-час..
Преимуществами процесса переработки рафинированного угля являются более эффективная транспортировка и способность коммунальных предприятий переключаться на топливо, состоящее из 100% очищенного угля или смеси сырых и очищенных углей, чтобы снизить выбросы и увеличить эффективность. Недостатком является то, что отрасль требует значительных субсидий. Анализ правительственных данных показывает, что в 2007 году на каждый произведенный мегаватт-час очищенный уголь получил 29,81 доллара федеральной поддержки, солнечная энергия получила 24,34 доллара, энергия ветра получила 23,37 доллара, а ядерная энергетика получила 1,59 доллара.
Производитель уплотненного угля в Австралии - компания, базирующаяся в Мельбурне, позвонила Виктория Environmental Clean Technologies Limited (ECT Limited) Компания является публичной и котируется на Австралийской фондовой бирже (ASX). Компания была зарегистрирована в 2005 году с основной целью коммерциализации методологии обогащения угля Coldry Process, впервые разработанной в химической лаборатории Мельбурнского университета доктором Б. А. Джоном в 1980-х годах. Название процесса происходит от Calleja Group, которая приобрела технологию в 1994 году и разработала технологию для пилотной демонстрации на Maddingley Mine, Bacchus Marsh, Victoria в 2004 году, прежде чем передать лицензию на технологию компании ECT Limited для дальнейшей коммерциализации в 2005 году.
Штат Виктория содержит примерно 25% известных мировых запасов бурого угля (лигнита). Этот уголь также является одним из самых «влажных» углей в мире, с типичным содержанием влаги 60% по весу. Высокое содержание влаги делает викторианский бурый уголь неэффективным источником топлива и является основной причиной того, что электростанция Hazelwood в долине Латроб считается самой грязной угольной электростанцией в мире. В процессе Coldry используется механический сдвиг под низким давлением для создания естественной экзотермической реакции внутри угля, которая затем естественным образом удаляет 80% влаги. Затем удаляемая влага улавливается и восстанавливается в виде дистиллированной воды. Викторианский бурый уголь, переработанный с помощью процесса Coldry, имеет повышенное термическое содержание 5874 ккал / кг, что сопоставимо с большинством австралийских черных углей экспортного качества.
Преимущество процесса Coldry заключается в том, что он позволяет производителям электроэнергии переключаться на смесь сырого, добытого бурого угля и окатышей Coldry, для достижения более низких выбросов в существующих неэффективных котлах или достижения значительно меньших выбросов за счет введения сажи. угольные котлы и использование 100% рафинированных угольных гранул Coldry в качестве эквивалента каменного угля. Процесс Coldry дает дополнительное преимущество в виде создания новых потоков доходов для производителей электроэнергии за счет производства продукта, который можно экспортировать в другие страны в качестве замены каменного угля. В отличие от других процессов переработки угля, процесс Coldry представляет собой коммерческую методологию, не требующую субсидий.
Evergreen Energy построила полномасштабный угольный завод около Gillette, Wyoming, который начал работу в конце 2005 года. чтобы быть коммерческим предприятием, предприятие столкнулось с проблемами проектирования и эксплуатации. Evergreen остановила производство в марте 2008 года и вместо этого использовала завод в качестве платформы для разработки процессов вместе со своим подрядчиком по проектированию, строительству и снабжению Bechtel Power Corporation.
Evergreen в настоящее время стремится построить угольный завод с использованием улучшенной конструкции Bechtel в местах на Среднем Западе Соединенных Штатов и в Азии.
Calleja Group построила полностью оборудованный завод. масштаб 16000 тонн в год, пилотная демонстрационная установка в JBD Business Park на руднике Мэддингли недалеко от Бахус Марш, Виктория, которая начала работу в начале 2004 года. С 2005 года ECT Limited модернизировала объект, добавив процесс восстановления воды при финансировании правительства Виктории в 2007 году и вместе со своим партнером по проектированию ARUP эксплуатировал завод в качестве платформы для разработки процессов. В 2009 году компания ECT Limited заключила соглашение с Thang Long Investment Company (Tincom) из Вьетнам о завершении коммерческой оценки перед строительством экспортного завода мощностью 2 млн. Тонн в год. к 2014 г. и экспорт 20 миллионов тонн в год к 2020 г. ECT Limited использует улучшенную конструкцию ARUP для обеспечения лицензионных соглашений с поставщиками бурого угля в Китае, Индии, Индонезии, Польша, Греция и Россия.
GBCE построила и теперь эксплуатирует первую в мире промышленную установку по обогащению угля.. Он имеет мощность по переработке 1 млн тонн угольного сырья в год и расположен в Холинголе, Внутренняя Монголия, крупнейшем регионе по добыче лигнита в Китае. Уголь обычно имеет высокую влажность (35-40% TM) и 3200-3400 ккал в год. В зависимости от требований рынка, он производит 5000–5500 ккал угля (гар) со значительно пониженным содержанием влаги (< 10% gar). The plant uses LCP технология обогащения угля, который представляет собой пиролитический процесс, в котором для продолжения работы используются тепло и давление в бескислородной среде. процесс углефикации, который происходит естественным образом в земле. Обработанный с помощью этой технологии уголь является гидрофобным и транспортируемым, что означает, что он не будет реабсорбировать влагу или распадаться на порошок во время транспортировки.
Energy portal 