Se logra un avance significativo en la tecnología de integración para la extracción de alquitrán de carbón y la producción de gas sintético (CCSI)

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La clave para el uso del carbón y la revolución en la industria energética: se logra un gran avance en la tecnología de extracción de alquitrán de carbón y producción de gas sintético (CCSI). Recientemente, el Centro de Investigación en Tecnologías de Uso Eficiente de Hidrocarburos, perteneciente a Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., logró un importante avance en esta tecnología. Un dispositivo industrial capaz de procesar miles de toneladas de carbón funcionó de manera continua durante 144 horas, con una tasa de producción de alquitrán de carbón del 16,23% y un contenido de gas sintético superior al 35% (gasificación con aire). Todos los indicadores alcanzaron o superaron los valores previstos en el diseño del sistema. Dispositivo de pruebas industrial CCSI de 36 t/d. Sitio de operación del dispositivo de pruebas industrial CCSI. Actualmente, en nuestro país, el carbón se utiliza principalmente mediante su combustión directa o mediante procesos de transformación simples. Solo se aprovecha su valor calorífico y algunos de sus componentes, lo que no solo genera desperdicio de componentes útiles y pérdidas económicas, sino que también hace que parte de los recursos se conviertan en sustancias que contaminan el medio ambiente. A través de la utilización diferenciada del carbón y de las innovaciones tecnológicas en la producción combinada a partir del carbón, se logra una transformación eficiente y limpia del carbón, así como su uso como materia prima para combustibles. La tecnología CCSI permite llevar a cabo tanto la reacción de pirólisis como la de gasificación del carbón en un único reactor, convirtiendo directamente el carbón en alquitrán de carbón y gas sintético bruto. De este modo, se maximiza el uso eficiente de los recursos de carbón, así como su eficiencia de conversión y su valor agregado, elevando así la tecnología de utilización diferenciada del carbón a un nivel superior. En el futuro, gracias a la tecnología CCSI, será posible transformar de manera eficiente y limpia el carbón en aceite (alquitrán de carbón) y gas (gas sintético). Esto, a su vez, permitirá combinarlo con la producción de combustibles líquidos, productos químicos y energía eléctrica. De este modo, se creará un nuevo modelo de desarrollo energético que tendrá un impacto significativo y profundo en el desarrollo de la industria química basada en el carbón y en la estructura general del uso de la energía, especialmente en contextos de bajos precios del petróleo. Este enfoque liderará cambios en los modelos de la industria del carbón y de la industria química energética. Las principales innovaciones tecnológicas y ventajas industriales se manifiestan en 5 aspectos: una ruta tecnológica novedosa. Se debe cambiar la forma tradicional de utilizar el carbón de manera diferenciada, por ejemplo, mediante tecnologías de pirólisis del carbón o tecnologías que integran la pirólisis con la combustión. Al integrar de manera óptima las técnicas de pirólisis con las técnicas de gasificación del coque en polvo, el carbón puede transformarse directamente en productos en fase gaseosa y líquida dentro de un mismo reactor. De este modo, no solo se obtiene una alta tasa de rendimiento en la producción de alquitrán de carbón, sino que también se logra una conversión eficiente del coque en polvo. De esta forma, se aprovecha al máximo el carbón, lo que aumenta tanto la eficiencia de la conversión como el valor agregado de los productos obtenidos. Conversión de energía eficiente. El diseño único del campo de fluidez, el campo de temperatura y la configuración de los canales en el reactor, junto con la alta tasa de circulación de partículas sólidas a altas temperaturas, permiten la creación de un buen gradiente de temperatura ； La combinación de las reacciones de gasificación y pirólisis forma un sistema cerrado en ciclo, donde los materiales y la energía térmica se utilizan mutuamente. De este modo, el sistema de reacción alcanza un equilibrio autotérmico, lo que permite una mejora significativa en la eficiencia general de conversión de energía. Los beneficios ambientales son significativos. La tecnología CCSI, al combinarse con la industria de generación de energía, permite obtener alquitrán de carbón y, al mismo tiempo, utilizar el “gas” (gas sintético) como sustituto del carbón para generar energía. De esta manera, se logra una producción integrada de petróleo y energía a partir del carbón, mediante una transformación limpia y eficiente del carbón, un procesamiento avanzado del alquitrán de carbón y la generación de energía verde. El gas sintético no contiene contaminantes pesados como mercurio o arsénico. Además, se puede desulfurar, descarbonizar y desempolarizar antes de su uso para generar energía, lo que permite superar los altos costos y la baja eficacia de las instalaciones existentes para tratar los gases de escape en las centrales eléctricas a base de carbón. De esta manera, se resuelven los problemas de emisión de contaminantes desde la fase inicial de la cadena industrial, contribuyendo así a la implementación de la “Acción por Cielos Azules”. Buena rentabilidad económica. El nuevo modelo de cogeneración a base de queroseno y electricidad, con sus ventajas de altos ingresos y emisiones extremadamente bajas, seguramente impulsará en gran medida la transformación y modernización de la industria actual de generación de energía a partir del carbón. Actualmente, en nuestro país se utilizan aproximadamente 2 mil millones de toneladas anuales de carbón para la generación de energía eléctrica. De estas, alrededor del 70% de las centrales eléctricas emplean calderas subcríticas. Si todas estas calderas se modernizaran utilizando la tecnología CCSI, no solo se aumentaría significativamente la eficiencia en la generación de energía, sino que también se producirían unas 2 mil millones de toneladas adicionales de alquitrán de carbón. Esto permitiría sustituir más del 50% de las importaciones de petróleo crudo. Además, en las nuevas centrales eléctricas de emisiones ultra bajas, al utilizar el modelo de generación con turbinas de gas CCSI, no es necesario construir instalaciones grandes para la separación del aire. Esto reduce significativamente la inversión necesaria para implementar tecnologías IGCC, lo que permite que estas tecnologías se utilicen comercialmente en nuestro país con mayor antelación. El mercado es amplio. La innovación tecnológica de CCSI ha abierto un camino para el desarrollo conjunto de la química y la electrificación basadas en el queroseno. De esta manera, se fomenta una optimización continua e innovadora de las tecnologías de producción múltiple a base de carbón, lo que a su vez contribuye al desarrollo simultáneo de los beneficios económicos y de la protección del medio ambiente. Esto permite la creación de cadenas industriales y modelos de desarrollo circular entre diferentes sectores. Según se sabe, la tecnología CCSI comenzó a desarrollarse en octubre de 2012. Se llevaron a cabo estudios preliminares, simulaciones en condiciones de frío, así como el diseño y construcción de un dispositivo de prueba a escala industrial con una capacidad de 36 t/d. En agosto de 2015 se completó la construcción del dispositivo de prueba industrial. En noviembre del mismo año, se logró completar todo el proceso, y recientemente se han registrado avances significativos. Actualmente, se está llevando a cabo simultáneamente la elaboración del paquete de procesos para la instalación industrial de CCSI con una capacidad de 1 millón de toneladas al año (3600 toneladas al día), desarrollada gracias a esta tecnología. Se espera que durante el período “13.º Plan Quinquenal” se realicen pruebas industriales y se promueva esta tecnología.