Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Каррик процесі – көміртекті материалдарды төмен температурада карбонизациялау (LTC) және пиролиз процесі. Негізінен көмірді карбонизациялауға арналған болғанымен, мұнайлық палевка, қоңыр көмір немесе кез келген көміртекті материалды өңдеуге де қолданылуы мүмкін. Бұл материалдар ауаның болмауында синтетикалық отын – дәстүрлі емес мұнай және синтез-газды айыру үшін қыздырылады. Оны көмірді сұйыту және жартылай кокс өндіру үшін де пайдалануға болады. Бұл процесті 1920 жылдары АҚШ Тау-кен бюросында мұнайлық палевка технологы Льюис Касс Каррик жасаған.
The Karrick process is a low temperature carbonization (LTC) and pyrolysis process of carbonaceous materials. Although primarily meant for coal carbonization, it also could be used for processing of oil shale, lignite or any carbonaceous materials. These are heated at to in the absence of air to distill out synthetic fuels–unconventional oil and syngas. It could be used for a coal liquefaction as also for a semi coke production. The process was the work of oil shale technologist Lewis Cass Karrick at the United States Bureau of Mines in the 1920s.
Тарих
Каррик процесін 1920 жылдары Льюис Касс Каррик ойлап тапты. Каррик көмірдің LTC технологиясын өзі ойлап таппаса да, ол қолданыстағы технологияларды жетілдіріп, Каррик процесін құрды. Каррик процесі үшін қолданылатын реторта Невада-Техас-Юта ретортының негізінде жасалған, ол шифер майын өндіруге арналған. Австралияда Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Каррик процесі зауыттары Жаңа Оңтүстік Уэльсте шифер майын өндіру үшін пайдаланылды. 1950-1970 жылдары технологияны Rexco компаниясы Англияның Лестерширдегі Коулвилл қаласындағы Снибстон зауытында қолданды.
The Karrick process was invented by Lewis Cass Karrick in the 1920s. Although Karrick did not invent coal LTC as such, he perfected the existing technologies resulting the Karrick process. The retort used for the Karrick process based on the Nevada–Texas–Utah Retort, used for the shale oil extraction. In Australia, during World War II the Karrick process plants were used for shale oil extraction in New South Wales. In 1950s–1970s, the technology was used by the Rexco Company in its Snibston plant at Coalville in Leicestershire, England.
Процесс
Каррик процесі – герметикалық ретортты пайдаланатын төмен температуралық карбонизация процесі. Көмірмен толтырылған реторттың үстіне үлкейтілген бу үздіксіз жіберіледі. Бастапқыда, салқын көмірге тигенде, бу суға конденсацияланып, тазалаушы агент ретінде қызмет етеді. Көмірдің температурасы көтерілген кезде, құрылымдық ыдырау басталады. Соның нәтижесінде пайда болатын су, май, көмір шайыры және синтез газы реторттың төменгі жағындағы шығу клапандары арқылы ретортадан шығады. Қалдық (көк немесе жартылай кокс) ретортта қалады. Каррик LTC процесі көмірқышқыл газын өндірмейді, бірақ көміртек оксидінің көп мөлшерін шығарады.
The Karrick process is a low temperature carbonization process, which uses a hermetic retort. Superheated steam is injected continuously into the top of a retort filled by coal. At first, in contact with cool coal, the steam condenses to water acting as a cleaning agent. While temperature of coal rises, the destructive distillation starts. Resulting water, oil and coal tar, and syngas moves out from retort through outlet valves at the bottom of the retort. The residue (char or semi coke) remains in the retort. The Karrick LTC process generates no carbon dioxide, but it does produce a significant amount of carbon monoxide.
Өнімдер
Каррик процесінде 1 қысқа тонна көмірден 1 баррельге дейін мұнай және көмір шайыры (салмағының 12%) алынады, сондай-ақ бай көмір газы және түтінсіз қатты көмір немесе жартылай кокс өндіріледі (бір метрикалық тонна үшін 0,175 м³ мұнай және көмір шайыры, 95 м³ газ және 750 кг жартылай кокс). Ішкі жану қозғалтқыштарында қуаттың жоғарылауы және бірдей жұмыс жағдайларында отынның шамамен 20%-ға үнемделуі мүмкін. Жартылай кокс коммуналдық қазандықтарда және болат қорыту заводтарында кокс көмірі ретінде қолданылуы мүмкін, ол шикі көмірге қарағанда көбірек жылу береді және су газына айналдырылуы мүмкін. Су газын Фишер-Тропш процесі арқылы мұнайға айналдыруға болады. Каррик LTC-ден алынған көмір газы табиғи газға қарағанда жоғары энергетикалық құндылыққа ие. Фенолдық қалдықтар химия өнеркәсібінде пластик сияқты өнімдер үшін шикізат ретінде қолданылады. Электр қуатын минималды жабдық құнымен бірге өндіруге болады.
In the Karrick process, 1 short ton of coal yields up to 1 barrel of oils and coal tars (12% by weight), and produces of rich coal gas and of solid smokeless char or semi coke (for one metric ton, 0.175 m3 of oils and coal tars, 95 m3 of gas, and 750 kg of semi coke). More power is developed in internal combustion engines and an increase in fuel economy of approximately 20% is obtainable under identical operating conditions. Semi coke can be used for utility boilers and coking coal in steel smelters, yields more heat than raw coal and can be converted to water gas. Water gas can be converted to oil by the Fischer–Tropsch process. Coal gas from Karrick LTC yields greater energy content than natural gas. Phenolic wastes are used by the chemical industry as feedstock for plastics, etc. Electrical power can be cogenerated at nominal equipment cost.
Экономикалық тиімділік
Мұнай, соның ішінде мұнай, көмірден ұзақ жылдар бойы өндіріліп келеді. Өндіріс орналастырулар 1880 жылдары жабылды, себебі шикі мұнай көмірді сұйытудан арзанға түсті. Дегенмен, мұндай мүмкіндік ешқашан жойылған жоқ. Karrick жүргізген сегіз жылдық пилоттық сынақтар мемлекеттердің, қалалардың және тіпті кішкентай қалалардың өзінің газын және электр энергиясын өндіре алатынын көрсетеді. 30 тонналық өсімдік және мұнай өңдеу зауыты барлық операциялық және капиталдық шығындардан асып түсетін пайда әкеледі, ал өнімдер ұқсас өнімдерге тартымды бағамен сатылады. Жеке секторға субсидиялар қажет емес, бірақ көмірден мұнайды өндіріп, қалдық түтінсіз отынды электр станцияларына сататын компаниялармен бәсекелеспеуі керек. Көмiрден алынған ең арзан сұйық отын LTC технологиясымен сұйық отын мен электр энергиясын өңдеу арқылы қол жеткізіледі. Көмірді тазарту процесінің қосалқы өнімі ретінде электр энергиясын жабдықтың минималды құнымен өндіруге болады. Күнделікті 1 килотонна көмірді өңдейтін Karrick LTC зауыты, электр жабдықтарына капиталдық инвестициялар мен турбиналар арқылы бу температурасының жоғалуын ескермегенде, 100 000 киловатт-сағат электр энергиясын өндіруге жеткілікті бу шығарады. Буды өндіру құны төмен болуы мүмкін, себебі бұл бу қазандықтың төмен қуаттылық кезеңдерінен немесе орталық электр станцияларындағы турбиналардан алынуы мүмкін. Соның салдарынан, бу мен қыздыруға қажетті отынның құны төмендейді.
Oils, including petroleum, have long been extracted from coal. Production plants were merely shut down in the 1880s because crude oil became cheaper than coal liquefaction. The capability itself, however, has never disappeared. Eight years of pilot plant tests by Karrick attest that states, cities or even smaller towns, could make their own gas and generate their own electricity. A 30 ton plant and oil refinery will show a profit over and above all operating and capital costs and the products will sell at attractive prices for equivalent products. The private sector should require no subsidies, but not in competition with those who skim off the oil from coal and sell the residual smokeless fuel to power plants. The cheapest liquid fuel from coal will come when processed by LTC for both liquid fuels and electric power. As a tertiary product of the coal distilling process, electrical energy can be generated at a minimum equipment cost. A Karrick LTC plant with 1 kiloton of daily coal capacity produces sufficient steam to generate 100,000 kilowatt hours of electrical power at no extra cost excepting capital investment for electrical equipment and loss of steam temperature passing through turbines. The process steam cost could be low since this steam could be derived from off peak boiler capacity or from turbines in central electric stations. Fuel for steam and superheating would subsequently be reduced in cost.
Артықшылықтары мен кемшіліктері
Бергиус процесімен салыстырғанда Каррик процесі арзан, аз су қажет етеді және жылулық құндылығын аз жояды (Бергиус процесінен екі есе аз). Түтінсіз жартылай кокс отыны ашық ошақта немесе қазандықтарда жаққанда шикі көмірге қарағанда 20%-дан 25%-ға дейін көбірек жылу береді. Көмір газы, бірлік жылуға табиғи газға қарағанда көбірек жылу беруі керек, себебі оның құрамында көміртек көп және жану газдары су буымен аз араласады.
Compared to the Bergius process, the Karrick process is cheaper, requires less water and destroys less the thermal value (one half that of the Bergius process). The smokeless semi coke fuel, when burned in an open grate or in boilers, delivers 20% to 25% more heat than raw coal. The coal gas should deliver more heat than natural gas per heat unit contained due to the greater quantity of combined carbon and lower dilution of the combustion gases with water vapor.