Avanço significativo na tecnologia de integração da extração de alcatrão de carvão com a produção de gás sintético (CCSI)

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A chave para o uso do carvão e para a revolução na indústria energética – a tecnologia de extração de alcatrão de carvão e produção de gás sintético de forma integrada (CCSI) – alcançou um grande avanço. Recentemente, o Centro de Pesquisa em Tecnologias de Uso Eficiente de Hidrocarbonetos, pertencente à Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., conseguiu desenvolver essa tecnologia. Um dispositivo industrial capaz de processar milhares de toneladas de carvão funcionou de forma contínua e estável por 144 horas. A taxa de produção de alcatrão de carvão foi de 16,23%, enquanto a concentração de gás sintético foi superior a 35% (gaseificação com ar). Todos os indicadores atingiram ou superaram os valores previstos no projeto. Dispositivo de teste industrial CCSI de 36 t/d – Local de operação do dispositivo de teste industrial CCSI. Atualmente, na China, o carvão é utilizado principalmente por meio da queima direta e de processos de conversão simples. Só se aproveita seu valor calorífico e alguns de seus componentes, o que resulta no desperdício de substâncias úteis e em perdas econômicas. Além disso, parte dos recursos é transformada em emissões que poluem o meio ambiente. Através do uso diferenciado do carvão e de inovações tecnológicas em processos de produção combinada a partir do carvão, é possível alcançar uma conversão eficiente e limpa do carvão, além de seu uso como matéria-prima para combustíveis. A tecnologia CCSI permite que as reações de pirólise e gasificação do carvão ocorram em um único reator, transformando diretamente o carvão em alcatrão de carvão e gás sintético bruto. Isso maximiza a eficiência no uso dos recursos de carvão, bem como seu valor agregado, elevando assim a tecnologia de utilização seletiva do carvão a um nível superior. No futuro, com a tecnologia CCSI como base, será possível transformar o carvão de maneira eficiente e limpa em óleo (alcatrão de carvão) e gás (gás sintético). Isso, por sua vez, poderá ser combinado com a produção de combustíveis líquidos, produtos químicos e energia elétrica. Dessa forma, será criado um novo modelo de desenvolvimento energético, o que terá um impacto significativo e duradouro no desenvolvimento da indústria química baseada no carvão e na estrutura de uso de energia, além de impulsionar mudanças nos modelos da indústria do carvão e da indústria química energética. As principais inovações tecnológicas e vantagens industriais se manifestam em 5 aspectos: roteiro tecnológico inovador. É necessário mudar os métodos tradicionais de utilização do carvão, como a tecnologia de pirólise do carvão e a tecnologia de integração entre pirólise e combustão. A tecnologia de pirólise deve ser integrada de forma eficaz com a tecnologia de gaseificação do coque em pó. Dessa maneira, o carvão pode ser transformado diretamente em produtos gasosos e líquidos dentro de um único reator. Isso permite obter altas taxas de produção de alcatrão de carvão, além de uma conversão eficiente do coque em pó. Assim, é possível “utilizar todo o carvão”, aumentando assim a eficiência da conversão e o valor agregado dos produtos obtidos. Conversão de energia eficiente. O campo de fluidização único do reator, o design dos campos de temperatura e das configurações dos canais de fluxo, além da alta taxa de circulação das partículas sólidas a altas temperaturas, contribuem para a formação de um bom gradiente de temperatura ； A combinação da reação de vaporização com a de pirólise forma um sistema fechado em ciclo, no qual os materiais e a energia térmica são utilizados mutuamente. Assim, o sistema de reação atinge um equilíbrio autogerado, e a eficiência geral na conversão de energia aumenta significativamente. Os benefícios ambientais são significativos. A tecnologia CCSI, combinada com a indústria de geração de energia, permite que, ao mesmo tempo em que se extrai o alcatrão de carvão, o “gás” (gás sintético) seja utilizado para gerar energia, substituindo assim o carvão. Isso resulta em um novo modelo de produção integrada de energia e produtos derivados do carvão, caracterizado pela conversão limpa e eficiente do carvão, pelo processamento avançado do alcatrão de carvão e pela geração de energia verde. O gás sintético não contém poluentes pesados como mercúrio e arsênio. Além disso, é possível removê-lo de enxofre, carbono e poeira antes de sua utilização para geração de energia. Isso permite superar os altos custos e a baixa eficiência dos sistemas atuais de tratamento de gases emitidos pelas usinas a carvão. Dessa forma, é possível resolver o problema das emissões poluentes já na fase inicial da cadeia produtiva, contribuindo assim para a “Ação Céu Azul”. Há bons benefícios econômicos. O novo modelo de produção combinada a partir de querosene e eletricidade, com seus altos lucros e emissões extremamente baixas, certamente contribuirá significativamente para a transformação e modernização da indústria de geração de energia a carvão existente. Atualmente, o país consome cerca de 2 bilhões de toneladas de carvão por ano para geração de energia. Cerca de 70% das usinas elétricas utilizam caldeiras subcríticas. Se todas essas usinas fossem modernizadas com a tecnologia CCSI, seria possível aumentar significativamente a eficiência na geração de energia. Além disso, seria produzido um adicional de 200 milhões de toneladas de alcatrão de carvão, o que poderia substituir mais de 50% das importações de petróleo bruto. Além disso, para as novas usinas de emissões ultra-baixas, o uso do modo de geração por turbinas a gás CCSI elimina a necessidade de instalações complexas para separação do ar, reduzindo significativamente o custo de investimento em IGCC. Isso permite que a tecnologia IGCC seja comercializada no nosso país com antecedência. O mercado é vasto. A inovação tecnológica da CCSI abriu caminho para o desenvolvimento integrado de tecnologias relacionadas ao querosene e à eletricidade. Isso permitiu uma otimização contínua e inovadora das tecnologias de produção múltipla baseadas em carvão, promovendo assim um desenvolvimento simultâneo dos benefícios econômicos e da proteção ambiental. Além disso, isso possibilitou a formação de clusters industriais e modelos de desenvolvimento circular em vários setores. Segundo consta, a tecnologia CCSI começou a ser desenvolvida em outubro de 2012. Ao longo desse período, foram realizados estudos experimentais em pequena escala, simulações em condições de frio, além do projeto e construção de um equipamento experimental industrial com capacidade de 36 t/d. Em agosto de 2015, a construção do equipamento experimental foi concluída. Em novembro do mesmo ano, todo o processo foi testado com sucesso. Recentemente, foram alcançados avanços significativos nesse projeto. Atualmente, os trabalhos de elaboração do pacote tecnológico para a instalação industrial de CCSI com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano (3.600 toneladas por dia), desenvolvida com base nessa tecnologia, já estão em andamento. Espera-se que as demonstrações industriais e a disseminação da tecnologia sejam realizadas durante o período “13º Plano Quinquenal”.