Karrick process

Karrick Process, från US Patent #1,958,918

Karrick -processen är en lågtemperaturförkolning (LTC) och pyrolysprocess av kolhaltiga material . Även om den främst är avsedd för kolförkolning , kan den också användas för bearbetning av oljeskiffer, brunkol eller andra kolhaltiga material. Dessa värms upp vid 450 °C (800 °F) till 700 °C (1 300 °F) i frånvaro av luft för att destillera ut syntetiska bränslen – okonventionell olja och syngas . Det skulle kunna användas för en kolvätskeproduktion som också för en halvkoksproduktion . Processen var ett arbete av oljeskifferteknologen Lewis Cass Karrick vid United States Bureau of Mines på 1920-talet.

Historia

Karrickprocessen uppfanns av Lewis Cass Karrick på 1920-talet. Även om Karrick inte uppfann kol-LTC som sådan, perfekterade han den befintliga tekniken som resulterade i Karrick-processen. Retorten som användes för Karrick-processen baserad på Nevada-Texas-Utah Retort, som användes för utvinning av skifferolja .

1935 byggdes en Karrick LTC-pilotanläggning i kolforskningslaboratoriet vid University of Utah . Bearbetningsanläggningar i kommersiell storlek drevs under 1930-talet i Colorado , Utah och Ohio . Under andra världskriget drevs liknande bearbetningsanläggning av den amerikanska flottan . I Australien, under andra världskriget, användes Karricks processanläggningar för av skifferolja i New South Wales. Under 1950-1970-talen användes tekniken av Rexco Company i dess Snibston-fabrik i Coalville i Leicestershire , England.

Bearbeta

Karrick-processen är en lågtemperaturförkolningsprocess som använder en hermetisk retort. För tillverkning i kommersiell skala skulle en retort med en diameter på cirka 3 fot (0,91 m) och en höjd av 20 fot (6,1 m) användas. Förkolningsprocessen skulle ta cirka 3 timmar.

Överhettad ånga injiceras kontinuerligt i toppen av en retort fylld med kol. Till en början, i kontakt med kallt kol, kondenserar ångan till vatten som fungerar som ett rengöringsmedel. Medan temperaturen på kolet stiger börjar den destruktiva destillationen . Kol värms vid 450 °C (800 °F) till 700 °C (1 300 °F) i frånvaro av luft. Förkolningstemperaturen är lägre jämfört med 800 °C (1 500 °F) till 1 000 °C (1 800 °F) för framställning av metallurgisk koks. Den lägre temperaturen optimerar produktionen av stenkolstjära som är rikare på lättare kolväten än vanlig stenkolstjära, och därför är den lämplig för bearbetning till bränslen. Resulterande vatten, olja och stenkolstjära och syngas rör sig ut från retorten genom utloppsventiler i botten av retorten. Återstoden ( kol eller halvkoks) finns kvar i retorten. Medan de producerade vätskorna mestadels är en biprodukt, är halvkoksen huvudprodukten, ett fast och rökfritt bränsle.

Karrick LTC-processen genererar ingen koldioxid , men den producerar en betydande mängd kolmonoxid .

Produkter

I Karrick-processen ger 1 kort ton kol upp till 1 fat olja och stenkolstjära (12 viktprocent) och producerar 3 000 kubikfot (85 m ³ ) rik kolgas och 1 500 pund (680 kg) fast rökfri kol eller halvkoks (för ett metriskt ton , 0,175 m³ oljor och stenkolstjära, 95 m³ gas och 750 kg semi-koks). Utbyten i volym av cirka 25 % bensin , 10 % fotogen och 20 % bra kvalitets eldningsolja kan erhållas från kol. ^{Bensin erhållen som} från kol genom Karrick-processen i kombination med krackning och raffinering är lika i kvalitet tetraetylblybensiner . Mer kraft utvecklas i förbränningsmotorer och en ökning av bränsleekonomin på cirka 20 % kan uppnås under identiska driftsförhållanden.

Halvkoks kan användas till brukspannor och kokskol i stålsmältverk, ger mer värme än råkol och kan omvandlas till vattengas . Vattengas kan omvandlas till olja genom Fischer-Tropsch-processen . Kolgas från Karrick LTC ger större energiinnehåll än naturgas . Fenolavfall används av den kemiska industrin som råvara för plast etc. Elkraft kan samgenereras till nominell utrustningskostnad.

Ekonomisk bärkraft

Oljor, inklusive petroleum, har länge utvunnits ur kol. Produktionsanläggningar stängdes bara av på 1880-talet eftersom råolja blev billigare än flytande av kol. Själva förmågan har dock aldrig försvunnit. Åtta år av tester av pilotanläggningar av Karrick intygar att stater, städer eller till och med mindre städer kunde göra sin egen gas och generera sin egen el.

En 30-tons anläggning och oljeraffinaderi kommer att visa vinst utöver drift- och kapitalkostnader och produkterna kommer att säljas till attraktiva priser för likvärdiga produkter. Den privata sektorn ska inte kräva några subventioner, men inte i konkurrens med dem som skummar av oljan från kol och säljer det rökfria bränslet som finns kvar till kraftverk.

Det billigaste flytande bränslet från kol kommer när det bearbetas av LTC för både flytande bränslen och elkraft. Som en tertiär produkt från koldestillationsprocessen kan elektrisk energi genereras till en minimal utrustningskostnad. En Karrick LTC-anläggning med 1 kiloton daglig kolkapacitet producerar tillräckligt med ånga för att generera 100 000 kilowattimmar elektrisk kraft utan extra kostnad förutom kapitalinvesteringar för elektrisk utrustning och förlust av ångtemperatur som passerar genom turbiner. Kostnaden för processånga kan vara låg eftersom denna ånga kan härledas från pannkapacitet under låga toppar eller från turbiner i centrala elstationer. Bränsle för ånga och överhettning skulle därefter minska i kostnad.

Fördelar och nackdelar

Jämfört med Bergius-processen är Karrick-processen billigare, kräver mindre vatten och förstör mindre det termiska värdet (hälften av Bergius-processen). Det rökfria halvkoksbränslet, när det förbränns i ett öppet galler eller i pannor, levererar 20 % till 25 % mer värme än råkol. Kolgasen bör leverera mer värme än naturgas per ingående värmeenhet på grund av den större mängden kombinerat kol och lägre utspädning av förbränningsgaserna med vattenånga.

Se även

externa länkar