Другим направлением дальнейшего развития способа Lurgi является газификация топлив воздухом (вместо кислорода). Этот принцип под названием процесс KDV комбинируют с газовой турбиной; в настоящее время проводятся его испытания [19] на демонстрационной установке фирмы Kellerman — Kraftwerke der Steag в Вестфалии. Образующийся синтез-газ содержит, конечно, очень много азота и используется только как топливо для электростанций.
Типичные расходные показатели и состав сырого газа при газификации твердых топлив под давлением по способу Lurgi представлены в табл. 20. Примечательно, что исходное сырье мало влияет на состав сырого газа. В газе содержание СО высоко, и во многих случаях его нужно снижать. Это осуществляется, как уже указывалось, путем последующей конверсии сырого газа.
Состав сырого газа, получаемого в газогенераторе со стационарным слоем под давлением и с жидким шлакоудалением, такой в % (об.):
| CO | 58,0 |
| Н2 | 25,6 |
| CO2 | 6,3 |
| CH4 | 9,1 |
| N2 | 1,0 |
Таблица 20. Типичные расходные показатели и состав сырого газа при газификации различных углей под давлением по способу Lurgi
| Показатели | Бурый уголь | Газопламенный уголь | Коксовый уголь |
| Расход на 1 ГДж тепла, содержащегося в сыром газе |
|
|
|
| кислород, м3 | 8,1 | 14,3 | 18,9 |
| пар, кг | 55,2 | 56,6 | — |
| уголь, кг | 44,4 | 37,3 | — |
| Состав сырого газа, % (мольн.) |
|
|
|
| СО | 19,7 | 23,0 | 17,2 |
| H2 | 37,2 | 39,0 | 39,2 |
| СО2 | 30,2 | 27,0 | 32,4 |
| CnHm | 0,4 | 0,4 | 0,8 |
| CH4 | 11,8 | 9,9 | 9,0 |
| N2 | 0,7 | 0,7 | 1.4 |
| QB газа, МДж/м3 | 12,3 | 12,0 | 11,1 |
Его теплота сгорания равна QB = 14,2 МДж/м2. Эти значения получены на небольшой опытной установке.
Главная цель работ по дальнейшему усовершенствованию процесса газификации под давлением (работы фирм Ruhrgas, Ruhrkohle, Steag и Lurgi в г. Дорстен)—создание процесса с более высоким давлением — до ≈8 МПа. Это позволит повысить производительность. Кроме того, газ, полученный в таком газогенераторе, после соответствующей очистки можно подводить к системе дальнего газоснабжения, эксплуатируемой в настоящее время под высоким давлением, без дополнительного промежуточного компрессора. При использовании более высокого давления высшие углеводороды будут интенсивно подвергаться гидрогенизационному расщеплению, и в идеальном случае должен получаться сырой газ, в котором содержится только один углеводород — метан.
Важнейшим элементом и второй целью разработок является конструирование такого оборудования, где можно избежать нежелательного изменения результатов процесса при подаче углей с большим содержанием мелочи. Идеальное решение — возможность подавать рядовой уголь, от которого отделены только очень большие куски, например >30 мм.
Третья цель — создание промышленного процесса термического расщепления сырого газа. Речь идет о том, чтобы путем дополнительного автотермического расщепления нагретого сырого газа при использовании противотока можно было устранить нежелательные побочные продукты и вещества, загрязняющие подсмольную воду *.
------------
* В Советском Союзе в 1955—1957 гг. были проведены лабораторные исследования [101] процесса получения синтез-газа кислородной конверсией парогазовых продуктов газификации твердых топлив под давлением.