Kömürden katran çıkarma ve sentetik gaz üretimi entegrasyonu (CCSI) teknolojisinde önemli bir ilerleme kaydedildi

Thread Content

Kömür kullanımı ve enerji endüstrisindeki devrimin anahtarı olan kömürden katran çıkarma ve sentez gazı üretimi entegrasyonu (CCSI) teknolojisinde önemli bir ilerleme kaydedildi. Son zamanlarda, Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd.’nin Karbonhidratların Verimli Kullanımı Teknolojileri Araştırma Merkezi tarafından bağımsız olarak geliştirilen bu teknolojide önemli bir atılım gerçekleşti. On bin ton kapasiteli endüstriyel test cihazı 144 saat boyunca kesintisiz ve sorunsuz bir şekilde çalıştı; kömür katranı verimi %16,23’e, sentez gazının etkin gaz oranı ise %35’in üzerine çıktı. Tüm göstergeler, tasarlanan değerlerin altında veya ona eşit seviyede oldu. 36t/g CCSI endüstriyel test cihazı, CCSI endüstriyel test cihazının çalışma alanı. Şu an ülkemizde kömür kullanımı esas olarak doğrudan yakma ve tek tip dönüşüm yoluyla gerçekleşmektedir; sadece kömürün ısı değeri ve bazı bileşenleri kullanılmaktadır. Bu durum, hem bazı faydalı bileşenlerin israf edilmesine ve ekonomik kayıplara yol açmakta, hem de bazı kaynakların çevreyi kirleten atıklara dönüşmesine neden olmaktadır. Kömürün kaliteye göre kullanımı ve kömüre dayalı çoklu üretim teknolojilerindeki yenilikler, kömürün verimli ve temiz bir şekilde dönüştürülmesini ve yakıt hammaddesi olarak kullanılmasını sağlamanın önemli yollarıdır. CCSI teknolojisi, bir reaktör içinde kömürün termal parçalanma ve gazlaştırma reaksiyonlarını gerçekleştirerek kömürü doğrudan kömür naftası ve ham sentez gazına dönüştürür; böylece kömür kaynaklarının kullanım oranını, dönüşüm verimliliğini ve ek değerini en üst düzeye çıkararak kömürün nitelikli kullanım teknolojisini daha yüksek bir seviyeye taşır. Gelecekte, CCSI teknolojisi öncülüğünde kömürün verimli ve temiz bir şekilde yağa (kömür katranı) ve gaza (sentetik gaz) dönüştürülmesi, ardından sıvı yakıt üretimi, kimyasal madde üretimi ve elektrik üretimi sektörleriyle entegre edilmesi yoluyla kömür, petrol ve elektrik üretiminin bir arada gerçekleştirildiği yeni bir enerji gelişim modeli oluşturulacaktır. Bu durum, düşük petrol fiyatları altında kömür kimyasalları üretimi ve enerji kullanım yapısını önemli ve derin bir şekilde etkileyecek; kömür endüstrisi ile enerji kimyasalları endüstrisinin işleyiş biçimlerinde değişime yol açacaktır. Önemli teknolojik yenilikler ve endüstriyel avantajlar 5 alanda kendini göstermektedir: Teknoloji yaklaşımı yenilikçidir. Geleneksel kömürün farklı kalitelerde kullanım yöntemlerini değiştirmek amacıyla, kömür piroliz teknolojisi, kömür pirolizi-yakma entegre teknolojisi gibi yöntemler kullanılır. Piroliz tekniği, tozlu kok gazlaştırma tekniğiyle organik bir şekilde bütünleştirilerek kömür, tek bir reaktör içinde doğrudan gaz ve sıvı fazlı ürünlere dönüştürülür. Böylece sadece yüksek oranda kömür naftası elde edilmez, aynı zamanda tozlu kokun da verimli bir şekilde dönüştürülmesi sağlanır; böylece kömür tam anlamıyla değerlendirilmiş olur ve dönüşüm verimliliği ile ürünlerin ek değeri artar. Enerji dönüşümü yüksek verimlidir. Reaktörün benzersiz akışkanlaştırma alanı, sıcaklık alanı ve akış kanallarının tasarımı ile yüksek sıcaklıktaki katı parçacıkların yüksek oranda dolaşımı, iyi bir sıcaklık gradyanı oluşturur ； Gazlaştırma-piroliz reaksiyonlarının birleşimi, döngüsel ve kapalı bir sistem oluşturur; her iki reaksiyon arasında malzeme ve ısı enerjisi karşılıklı olarak kullanılır, reaksiyon sistemi kendiliğinden ısı dengesine ulaşır ve enerjinin kapsamlı dönüşüm verimliliği önemli ölçüde artar. Çevre koruma faydaları belirgindir. CCSI teknolojisi, elektrik üretim endüstrisiyle birleşerek kömür katranının çıkarılması sırasında “gaz” (sentez gazı) kullanılarak kömür yerine elektrik üretilmesini sağlar ve böylece kömürün temiz ve verimli dönüştürülmesi – kömür katranının derin işlenmesi – yeşil enerji üretimi olmak üzere entegre bir yeni tip kömür-yağ-elektrik çoklu üretim sistemi oluşturulur. Sentez gazı, cıva, arsenik gibi ağır metal kirleticiler içermez ve elektrik üretiminden önce desülfürizasyon, dekarbonizasyon ve toz giderme işlemlerine tabi tutulabilir. Böylece mevcut kömürle çalışan termik santrallerin yüksek maliyetli ve düşük verimli duman arıtma tesislerinin sorunları ortadan kaldırılır ve kirletici emisyonları üretim zincirinin başında çözülerek “Mavi Gökyüzü Hareketi” uygulanmış olur. Ekonomik faydası yüksek. Yeni tip nafta-elektrik çoklu üretim modelinin yüksek getirisi ve son derece düşük emisyonları, mevcut kömürle çalışan elektrik üretimi endüstrisinin dönüşümünü ve gelişimini kesinlikle büyük ölçüde teşvik edecektir. Şu an ülkemizde her yıl yaklaşık 2 milyar ton kömürle elektrik üretimi yapılmaktadır ve bu tesislerin yaklaşık %70’inde subkritik kazanlar kullanılmaktadır. Eğer bunların tamamı CCSI teknolojisiyle dönüştürülürse, elektrik üretim verimliliği büyük ölçüde artarken aynı zamanda yaklaşık 200 milyon ton daha fazla kömür katranı elde edilecek; bu da ham petrol ithalatının %50’sinden fazlasının yerini alabilecektir. Ayrıca, yeni inşa edilen aşırı düşük emisyonlu elektrik santrallerinde CCSI-gaz türbini enerji üretim modu kullanıldığından, büyük ölçekli oksijen üretim tesislerine ihtiyaç duyulmamaktadır. Bu da IGCC yatırım maliyetlerini önemli ölçüde azaltarak, IGCC’nin ülkemizde daha erken bir tarihte ticari olarak kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Pazar geniş. CCSI, teknolojik yeniliklerle nafta ve elektrik üretiminin bir arada geliştirilmesine olanak tanımış; kömür tabanlı çoklu üretim teknolojilerinin sürekli olarak iyileştirilmesini hem derinlik hem de genişlik açısından teşvik etmiştir. Böylece ekonomik faydalar ile çevre korumanının bir arada sağlanmasını mümkün kılmış ve çeşitli sektörler arasında endüstriyel kümeler ile döngüsel ekonomi gelişim modelleri oluşturulmasına katkıda bulunmuştur. Anlaşıldığı üzere, CCSI teknolojisinin geliştirilmesine 2012 Ekim’inde başlanmış; küçük ölçekli deneyler, soğuk durum simülasyonları ve 36 t/g kapasiteli endüstriyel test cihazının tasarımı ve inşası gibi aşamalardan geçilmiştir. Endüstriyel test cihazının inşaatı 2015 Ağustos’unda tamamlanmış, aynı yılın Kasım ayında tüm süreç işletime alınmış ve son zamanlarda önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Şu an, bu teknolojiye dayalı olarak yılda 1 milyon ton (günde 3600 ton) kapasiteli CCSI endüstrileşme tesisi için gerekli proses paketlerinin hazırlanması çalışmaları eş zamanlı olarak yürütülmektedir. “On Üçüncü Beş Yıllık Plan” döneminde endüstriyel uygulama ve teknolojinin yaygınlaştırılması çalışmalarının başlatılması öngörülmektedir.