Teknologi proses murni-M untuk pengeringan batubara peringkat rendah

Teknologi proses murni-M untuk pengeringan batubara peringkat rendah

Teknologi proses murni-M untuk pengeringan batubara peringkat rendah sedang dikembangkan oleh Clean Coal Technologies, Inc. (CCTI). Ini adalah teknologi yang dipatenkan untuk mengubah batubara mentah peringkat rendah menjadi bahan bakar yang lebih bersih dengan pembakaran yang lebih efisien. Ini menjawab kebutuhan akan batubara dengan kadar air rendah yang ekonomis untuk diangkut, stabil dalam pengangkutan dan tidak menyerap kembali uap air. Pristine-M adalah teknologi dewatering batubara berbiaya rendah yang telah berhasil mengeringkan batubara dan menstabilkannya secara murah menggunakan volatile matter (VM) yang dikeluarkan oleh feed raw coal.

Proses Pristine-M mengurangi kadar air batubara peringkat rendah, sementara juga menstabilkan dan menyegel batubara yang diolah untuk mencegah penyerapan kembali kelembaban dan pembakaran spontan. Proses ini juga meningkatkan nilai kalori (CV) dari batubara peringkat rendah ke nilai yang sebanding dengan batubara bituminus. Pristine-M adalah tahap ketiga dari pengembangan proses. Dua tahap lainnya adalah 'Pristine-SA' dan 'Pristine'.

Pristine-SA adalah teknologi tahap pengembangan yang dirancang untuk menghilangkan 100% VM dalam feed batubara mentah. Untuk mencapai pembakaran yang stabil, batubara yang diolah dengan Pristine-SA harus dibakar bersama dengan biomassa atau gas alam yang diolah. Proses ini menghasilkan bahan bakar yang bersih, menghilangkan kebutuhan akan scrubber emisi dan produksi wajar dari lumpur desulfurisasi gas buang beracun (FGD). Pristine-SA memberikan produk batubara serbaguna yang dapat digunakan untuk memproduksi banyak produk non-bahan bakar.

Teknologi warisan CCTI, 'Pristine', dirancang untuk menghilangkan kelembapan dan VM, sesuai persyaratan. Faktor yang menentukan pengurangan VM adalah desain boiler dan kebutuhan sejumlah VM tertentu untuk tetap berada di batubara untuk memastikan pembakaran yang tepat. Produk akhirnya adalah pembakaran batubara kering yang lebih bersih.

Teknologi Pristine-M CCTI adalah teknologi dehidrasi batubara berbiaya rendah yang dipatenkan. Proses Pristine-M dimulai dengan ekstraksi VM dalam bentuk cair dari batubara peringkat rendah. Setelah uap air dihilangkan dari batubara yang ditargetkan, volatil cair digunakan melalui proses 'penyerapan' untuk mengisi pori-pori batubara yang telah mengalami dehidrasi. Hasil akhirnya adalah batubara stabil yang kedap air dengan kandungan CV yang ditingkatkan. Batubara yang stabil ini dapat diangkut secara ekonomis dan digunakan untuk pembangkit listrik tenaga batubara.

Teknologi proses Pristine-M telah dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan mendesak akan cara yang ekonomis untuk menghilangkan air pada batubara yang kadar airnya tinggi (30% – 60%), tetapi di mana pengurangan VM tidak diperlukan atau, jika terjadi , ini membuat VM terlalu rendah bagi batubara untuk mempertahankan pembakaran dalam boiler pulverized coal (PC). Teknologi baru ini melengkapi teknologi Pristine yang sudah ada. Ini dibangun di atas sains yang memperkuat proses Pristine dan menggabungkan konsep unik yang dikenal sebagai 'Vapour Phase Deposition'.

Teknologi Pristine-M terdiri dari proses 'gasifikasi ringan' yang menghilangkan kelembapan dan VM tanpa menghancurkan batu bara atau membuatnya menjadi pelet. Batubara tetap sangat tahan terhadap penyerapan kembali kelembaban karena dilapisi secara alami dalam prosesnya. Proses upgradation batubara didasarkan pada proses benefaction yang telah lama ada dan menggunakan komponen dan peralatan yang sudah ada. Proses ini dapat menghilangkan sebanyak 90% polutan kimia dari batubara, sehingga membantu menyelesaikan masalah emisi yang mempengaruhi pembangkit listrik tenaga batubara

CCTI telah membuat fasilitas di Oklahoma, AS selama Desember 2015 untuk validasi teknologi Pristine-M. Pengujian yang dilakukan di fasilitas tersebut telah mengkonfirmasi (i) keberhasilan dehidrasi batubara, (ii) keberhasilan benefisiasi batu bara (peningkatan nilai CV), (iii) keberhasilan stabilisasi batu bara, dan (iv) keberhasilan produksi bebas debu , produk akhir yang stabil. Fasilitas pengujian sekarang dipindahkan ke Wyoming. Fasilitas pengujian telah dirancang dan dibangun sebagai prototipe proses dengan ukuran sekitar 0,1 kali skala komersial.

Konsep proses CCTI dibangun di atas pemurnian batubara sebelum digunakan. Teknologi Pristine-M berusaha untuk memurnikan batubara dengan menghilangkan polutan dari batubara sebelum digunakan. Melakukannya memungkinkan polutan ditangkap dalam keadaan murni, tidak diencerkan dan dalam volume yang jauh lebih kecil untuk dibuang atau digunakan kembali di tempat lain. Teknologi Pristine-M menghilangkan teknologi penghilangan polutan pasca-pembakaran yang mahal seperti scrubber gas buang dan limbah scrubber serta mengurangi emisi karbon.

Proses Pristine-M mengatasi tiga tantangan mendasar yang terkait dengan pengeringan batubara. Tantangan tersebut adalah (i) menghasilkan batubara kering yang tidak menyerap kembali uap air, (ii) menghasilkan batubara kering yang tidak memiliki kecenderungan menjadi gembur, sehingga menghasilkan produksi fine yang berlebihan sehingga dapat diangkut dengan aman dengan risiko pembakaran spontan yang minimal, dan (iii) proses menjadi murah dan ekonomis. Prosesnya tidak memerlukan penghancuran batu bara umpan mentah. Batubara yang diolah mempertahankan sebagian besar distribusi ukuran awalnya dan hampir tidak mengalami degradasi. Oleh karena itu, produk akhir tidak memerlukan pembuatan briket atau pelet.

Proses Pristine-M adalah proses berkelanjutan yang terdiri dari tiga tahap terpisah. Ini adalah (i) pengering, (ii) devolatizer, dan (iii) stabilizer. Proses ini menggunakan devolatizer untuk menghasilkan gas yang digunakan untuk proses panas serta untuk menstabilkan batubara kering. Hanya sebagian kecil dari feed coal mentah (biasanya kurang dari 7%) yang didevolatisasi. Parameter proses dioptimalkan sehingga hanya menghasilkan gas volatil yang cukup untuk tujuan yang disebutkan. Produk sampingan cair tidak diinginkan dalam proses ini. Batubara terdevolatisasi yang berlebih dicampur kembali dengan batubara kering dan stabil pada akhir proses dan, dengan demikian, tidak hilang.

Lembar alur proses yang menunjukkan tiga tahap diberikan pada Gambar 1.

Gbr 1 Flow sheet proses Pristine-M

Tahap pertama terdiri dari pengering yang menggunakan teknologi untuk mempertahankan pertukaran panas yang optimal dengan tapak minimal. Pengeringan berlangsung di sekitar 120 derajat C, suhu yang cukup untuk mengusir kelembaban yang melekat dengan tingkat penghilangan, misalnya, turun hingga 15% atau 10% atau 5%, menjadi fungsi dari waktu tinggal, kedalaman tempat tidur dan suhu. Jenis batubara tertentu memiliki kecenderungan untuk terdegradasi menjadi halus sebagai fungsi dari tingkat pengeringan batubara mentah umpan. Dalam kasus seperti itu, penghilangan kelembaban berkurang jika tidak, briket batubara kering diperlukan. Ketika butiran halus yang berlebihan (partikel batubara dengan ukuran partikel rata-rata <6 mm), terdapat dalam batubara umpan, butiran halus tersebut dapat diproses secara terpisah atau dibakar untuk menghasilkan panas proses, opsi mana pun yang terbukti paling ekonomis untuk aplikasi spesifik.

Pada tahap kedua dari proses, aliran slip dari batubara yang didemoisturisasi dari pengering (umumnya 5% sampai 10%) dikeluarkan dari aliran utama dan dikirim ke devolatizer. Devolatizer beroperasi pada 400 derajat C hingga 450 derajat C untuk mendevolatisasi slipstream batubara. Semua gas yang berkembang dikirim ke tahap ketiga (stabilizer), sementara semua gas yang tidak dapat dikondensasikan dibakar untuk proses panas. Proses ini dioptimalkan untuk menghasilkan hanya cukup gas dan uap untuk panas proses dan untuk menstabilkan batubara yang mengalami dehidrasi. Produk dari devolatizer dapat dicampur kembali dengan batubara yang didehidrasi dan distabilkan, jika diinginkan.

Pada tahap ketiga dari proses yang merupakan fase stabilisasi/ Fase Deposisi Uap, VM dimasukkan ke dalam bejana yang dirancang khusus yang memungkinkan VM diserap ke dalam pori-pori batubara yang telah didemoisturisasi dari tahap pertama. Uap volatil menembus ke dalam pori-pori batubara yang dikosongkan oleh hilangnya kelembaban, serta melapisi permukaan batubara. Tindakan ini menutup permukaan batubara, sehingga mencegah reabsorpsi uap air, pembakaran spontan, dan segala kecenderungan untuk hancur. Untuk mencapai hasil yang diinginkan, parameter stabilisasi ditetapkan berdasarkan profil kimia bahan baku batubara umpan.

Proses Pristine-M membuat batubara kedap air. Juga integritas struktural batubara dipertahankan dan nilai panasnya dapat ditingkatkan melampaui nilai yang dicapai hanya dengan menghilangkan kelembapan. Hardgrove Grindability Index (HGI) batubara produk tetap sama dengan batubara umpan. Batubara kering tidak memiliki kecenderungan untuk pecah dalam transportasi dan juga memiliki umur simpan yang cukup lama untuk menopang transportasi laut atau permukaan yang lama dan waktu yang lama di tempat penyimpanan batubara yang terpapar unsur-unsur tersebut. Sampel batubara kering telah bertahan selama lebih dari 6 bulan di luar ruangan, tidak terlindung, tanpa penyerapan kembali kelembaban.

Proses Pristine-M bersifat modular. Modul komersial yang dirancang untuk memasok throughput 30 ton per jam dan menangani bahan baku batu bara dengan kadar air 50% memiliki kapasitas untuk memproduksi sekitar 160.000 ton batu bara kering per tahun. Pabrik satu juta ton per tahun berdasarkan proses Pristine-M terdiri dari 6 modul tersebut. Proses ini berlangsung terus menerus dengan waktu tetap yang diperkirakan sekitar 15 menit, tergantung pada tingkat penghilangan uap air dan kadar air yang melekat pada batubara. Pabrik beroperasi pada tekanan 1 atmosfer.

Modul proses Pristine-M dikonfigurasi untuk beroperasi secara independen dan paralel satu sama lain, sehingga memungkinkan masing-masing modul diambil offline untuk pemeliharaan terjadwal / tidak terjadwal atau kerusakan yang tidak direncanakan tanpa gangguan ke modul lain. Kapasitas tambahan, sebagaimana dan bila diperlukan, disediakan melalui modul tambahan. Dengan menggabungkan komponen yang tersedia secara komersial, desain menghindari kebutuhan akan peralatan yang dibuat khusus yang menambah biaya modal pabrik. Pabrik dikendalikan dan dioperasikan melalui sistem kontrol proses yang canggih.

Ketika ada variasi yang signifikan dalam feed coal (struktural, kimia, atau kelembaban yang melekat), pabrik pengeringan Pristine-M dirancang untuk menangani batubara yang berbeda. Sistem kontrol pabrik secara otomatis menyesuaikan perbedaan, dalam kisaran terbatas. Dimungkinkan juga untuk menjalankan batubara dengan karakteristik berbeda melalui proses secara bersamaan, menggunakan modul terpisah yang mampu mengatasi perbedaan dengan tepat.

Keuntungan proses Pristine-M

Berikut ini adalah keuntungan dari proses Pristine-M.

Keuntungan proses – Ini termasuk (i) waktu pemrosesan yang rendah yaitu antara 5 menit hingga 10 menit, (ii) spesifikasi produk yang dapat disesuaikan, (iii) berbagai feed coal dapat diproses karena ada kontrol dan optimasi proses melalui programmable logic controllers (PLC) berbasis pengetahuan ), (iv) cocok untuk feed coal ukuran 0 mm hingga 50 mm, (v) proses beroperasi pada tekanan atmosfer, dan (vi) proses memiliki desain modular dan skalabel.

Keunggulan produk – Ini termasuk (i) tidak ada penyerapan kembali uap air, (ii) tidak ada pembakaran spontan produk batubara, (iii) tidak ada degradasi ukuran, (iv) produk batubara adalah bahan baku gasifier yang ideal, (v) Produk batubara memiliki tingkat VM yang optimal untuk memaksimalkan pembakaran, (vi) Produk batubara bebas debu sehingga mengurangi polusi debu batubara saat mengangkut batubara, (vii) terjadi pengurangan CO2 dan polutan berbahaya, dan (viii) modal dan biaya operasional yang rendah .