缩写:HHV,高热值;HHV t,产品的高热值;HHV 0,原料的高热值;T i ,着火温度;T f ,最大燃烧速率对应的温度;M t ,时刻t的产品质量;M 0 ,原料的初始质量;db,干基;EC,电导率;TG,热重法;DTG,导数热重法;V max ,最大燃烧速率;T f ,最大燃烧速率时的温度;FR,燃料比,CI,燃烧性指数;VI,挥发性可燃性;D i ,着火指数;S,燃烧特性指数;,质量产率比;,能量产率比;PM,颗粒物;HC,碳氢化合物;NO x ,氮氧化物;PAH,多环芳烃;CSR,反应后焦炭强度;CRI,焦炭反应性指数; VM,挥发性物质;BF,高炉;BDF,生物质衍生燃料;RDF,垃圾衍生燃料;CGE,冷煤气效率;HE,热煤气效率;CCE,碳转化效率;ECE,能源转换效率;SER,单位能源需求;m 合成气,合成气质量流速;M 合成气,摩尔质量
油价将出现短暂上涨,但这种情况不会持续太久,因为全球石油供应的航运网络非常发达,区域供需重新平衡是可能的。由于海运石油与管道运输石油之间的差异,可能会产生增量成本,但这种情况不太可能持续。天然气问题更大,因为俄罗斯的管道基础设施比海运液化天然气更完善。合成气也可以由煤炭制成,如果俄罗斯的天然气供应无法恢复,这些合成气和水力压裂法可能会提供解决方案。在因政治或环境原因而停用核电机组的国家,核能发电也是可能的。但这些问题与政治决策、经济或技术决策一样密切。
在 Fritz Haber 的基础研究工作的基础上,Carl Bosch 及其工程团队利用 Alwin Mittasch 及其同事发现的经过改进的铁基催化剂,将氨合成技术发展到了技术可操作性。从那时起,合成反应本身并没有发生根本性的变化。即使在今天,每家工厂的基本配置都与第一家工厂相同。氢氮混合物在 400 – 500 °C 的高温(最初高达 600 °C)下在铁催化剂上发生反应,操作压力高于 100 bar,在除去所形成的氨后,未转化的合成气部分被再循环,并补充新鲜的合成气以补偿转化为氨的氮和氢的量。
一氧化碳(CO)和H 2 气体,类似于气化产生的合成气(syngas)。然后进行水煤气变换(WGS)反应,以尽可能增加产品气体中的H 2 含量。
甲醇是一种透明液体化学品,可溶于水,易于生物降解。1 甲醇由四份氢、一份氧和一份碳组成,是一类称为醇的有机化学品中最简单的一种。如今,甲醇主要以工业规模生产,主要原料是天然气。甲醇用于生产其他化学衍生物,而这些衍生物又用于生产与我们日常生活息息相关的数千种产品,例如建筑材料、泡沫、树脂、塑料、油漆、聚酯以及各种健康和医药产品。甲醇也是一种清洁燃烧、可生物降解的燃料。甲醇的环境和经济优势日益使其成为一种颇具吸引力的替代燃料,用于为车辆和船舶提供动力、烹饪食物和供暖行业。甲醇可以由多种原料制成,是当今最灵活的化学商品和能源之一。要制造甲醇,首先需要制造合成气,它是 CO、CO2 和氢气的混合物。虽然天然气在全球经济中最常用,但甲醇具有“多联产”的独特优势,因为甲醇可以由任何可以转化为合成气的资源制成。使用成熟的气化技术,合成气可以从任何工厂生产。这包括生物质、农业和木材废物、城市固体废物和其他几种原料。图 1 显示了甲醇原料、产品和用途。
气化是将固体或液体原料转化为气体产品的过程。气体产品可用于许多不同的应用,从热能和电力到运输燃料和化学品。根据所选技术,气体可分为包含所有类型碳氢化合物的发生炉煤气(低温 - 中温转化)或主要包含 CO 和 H 2 的合成气(合成气;高温转化)。这种合成气在清洁和调整成分比例后可用于生产各种产品。气化允许共同生产有价值的副产品,某些技术旨在利用炭(未转化的生物质),其他技术则专注于气体成分并共同生产生物 CO 2 、氢气、苯、甲苯和乙烯。基于气化可以建立的价值链非常广泛,图 1 虽然简化了所有可能性,但确实表明该技术能够服务于不同的市场。
凭借在氢气和合成气业务领域的长期经验,CALORIC 能够提供定制解决方案。CALORIC 的预装配和自动化工厂专注于客户需求,可满足最具挑战性的要求——从创意到工业实现。
粗钢是钢熔炼后的第一种固态,适合进一步加工和转化,可通过两种方式生产(图 1)。这两种工艺通常都遵循两个步骤:1)炼铁——用还原剂将铁矿石(氧化铁)还原为铁;2)炼钢——在炉中将铁转化为钢。更具体地说,这两种工艺使用:1)煤、高炉 (BF)、生铁(纯铁产品)和碱性氧气顶吹转炉 (BOF) 或 2) 合成气(合成气)——氢气 (H2) 和一氧化碳 (CO) 的混合物、竖炉或回转窑、直接还原铁 (DRI) 和电弧炉 (EAF)。目前,大约三分之二的粗钢是通过 BF-BOF 工艺生产的,该工艺使用高炉生产铁,然后使用 BOF 将铁转化为粗钢——其中很大一部分是高品质原始(非回收)粗钢。其余三分之一的粗钢由电弧炉生产。尽管电弧炉使用废钢生产当今大部分再生钢,但它们也可以使用直接还原铁生产原钢。