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Entrained-flow gasifier fuel blending studies at pilot scale

Authors


Abstract

For the foreseeable future, coal and petroleum-based materials, such as petroleum Coke, residuals, and high-sulphur fuel oil, are being adopted as the feedstocks of choice for gasification projects. Of particular interest from a Canadian perspective is Coke generated from the thermal cracking of the oil sands in Western Canada. Oil sand Coke contains high sulphur (5–6%), and also typically has a low volatile content, and lower reactivity than most coals. Experimental runs have recently been conducted on the pilot-scale entrained-flow gasifier at CETC-Ottawa, blending oil sand Coke with sub-bituminous and lignite coals, to try and enhance the gasification potential of these materials. Blending Genesee sub-bituminous coal with the delayed oil sands Coke was found to alleviate problems encountered with slag plugging the reactor when running with Genesee coal alone. Blends of Genesee sub-bituminous and Boundary Dam lignite coals with Coke achieved higher carbon conversions and cold gas efficiencies than runs completed with the Coke by itself. While using CO2 as the conveying gas into the gasifier was not found to significantly affect the conversion obtained, steam addition was found to have a marked effect on CO and H2 concentrations in the syngas.

Abstract

Dans un avenir proche, les matériaux à base de charbon et de pétrole, tels que le Coke de pétrole, les résidus et le fioul à haute teneur en soufre, seront adoptés comme matières premières de choix pour les projets de gazéification. D'un intérêt particulier d'un point de vue canadien, figure le Coke issu du craquage thermique des sables bitumineux de l'Ouest canadien. Le Coke des sables bitumineux a une haute teneur en soufre (5–6%) et typiquement une faible teneur en volatils, ainsi qu'une réactivité plus faible que la plupart des charbons. Des expériences ont récemment été menées sur le gazéifieur à écoulement entraîné à l'échelle pilote du CETC-Ottawa, en mélangeant du Coke de sables bitumineux avec des charbons sous-bitumineux et de la lignite, pour tenter d'améliorer le potentiel de gazéification de ces matériaux. On a trouvé que le fait de mélanger du charbon Genesee avec du Coke de sables bitumineux issu de la cokéfaction retardée réduisait les difficultés provenant du bouchage du réacteur par des scories en comparaison avec le charbon Genesee utilisé seul. Les mélanges de charbon sous-bitumineux et de lignite de Boundary Dam avec du Coke donnent des conversions en carbone et des rendements de gaz froid plus élevées que dans les expériences menées avec le seul Coke. Alors que l'utilisation du CO2 comme vecteur gazeux ne s'avère pas avoir une grande influence sur la conversion obtenue dans le gazéifieur, on a trouvé que l'ajout de vapeur a un effet marqué sur les concentrations de CO et de H2 dans le gaz de synthèse.

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