用于从煤中清除中间馏分燃料的零排放路线的工艺概念
已经开发了一种新颖的工艺配置,用于从煤中生产清洁的中间馏分燃料,并且排放最少。宾夕法尼亚州立大学EMS能源研究所开发并测试了一种用于制造烟煤液体的溶剂萃取工艺,并证明了这些燃料在小型喷气发动机,柴油发动机皮卡车和固体氧化物燃料电池中的成功应用。该工艺的核心包括用轻循环油提炼煤,炼油厂副产品,分离残留固体,加氢处理液体以除去硫,氢化以消除芳香化合物,最后蒸馏以获得燃料产品,这代表了大部分液体产量。在三个提取阶段后,原始提取物的最佳产率高达75%。从加氢处理和氢化提取物中回收中间馏分燃料高达80%。溶剂流将再循环回到工艺的前端。
液体产品作为航空燃料特别受关注。它似乎适合作为JetA或JP-8燃料的潜在替代品。此外,它在高温下比JetA或JP-8具有更高的耐热解性。可以考虑将燃料用于高性能飞机(如F-35)的热管理。中间馏分也与传统的石油衍生柴油完全兼容,适用于轻型道路车辆等轻型应用。它尚未在其他柴油应用中进行过测试。
煤转化为液体燃料存在许多潜在的环境问题。已经开发了一种概念性工艺设计,其中成功展示的萃取,分离,加氢处理和加氢以及蒸馏的核心工艺已经通过选择的其他操作进行了增强,以将总工艺排放降低至接近零。加氢处理和氢化步骤所需的大部分氢气将通过使用非碳电(例如来自光伏电池)电解水来产生。加氢处理提取物不可避免地产生硫化氢。H2的新催化过程建议使用S分裂来销毁这种材料,将氢气再循环回到工艺中,并将硫磺作为可销售的副产品回收。通过气化在最终提取步骤后回收的残留的部分提取的煤可以产生额外的氢气。高温气化会熔化煤的矿物成分,使得到的炉渣玻璃化成玻璃状产品,可用作例如道路建筑的填充材料。来自CO2捕获的重质蒸馏残余物或生物质材料也可以共同进料到气化单元。
在将原料气体转移到CO2-H2混合物并分离所需的氢气之后,可能的CO2来源包括来自燃烧过程加热器和来自气化单元的排放物。碳捕获的预期方法将使用藻类光生物反应器。将收获藻类用于生产可与煤衍生的油产品混合的生物油。“废”藻类将在气化装置中消耗。
该过程的总体投入是煤,水,非碳电和用于提取的补充溶剂。输出将是清洁的液体燃料,带有生物成分,适用于喷气式或柴油发动机;硫磺用于各种化学应用,以及玻璃化炉渣。其他排放量很小。
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