Способ непрерывной газификации частиц твердого углеродсодержащего материала во вращающейся печи

 

1. СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ ЧАСТИЦ ТВЕРДОГО УГЖРОДСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА во вращающейся печи, включающий непрерывную подачу исходного материала со стороны его ввода в печь с образованием слоя материала , подачу окисляющей среды, содержащей пар, постепенное нагревание материала до 1093°С во вращаю щейся печи, наклоненной сверху от стороны ввода исходного материала к стороне выгрузки материала с образованием газов, содержащих углеводороды , и газов, не содержащих углеводороды , вывод указанных газов со стороны выгрузки твердого остатка и со стороны ввода исходного материала , отличающийся тем, что, с целью повыщения теплотворной способности получаемых газов и предотвращения отложения смолы на поверхностях оборудования, температуру газов, отводимых со стороны загрузки исходного материала в печь, поддерживают на уровне, при котором не будет происходить конденсация смолы, предпочтительно в пределах 538-687С путем регулирования количества газов, не содержащих углеводороды , выводимых из печи с обеих ее сторон. 2.Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что при понижении температуры газов, отводимых со стороны ввода материалов, ниже 538 С уменьшают расход газов, отводимых от стороны выгрузки материала и увеличивают расход газов, отводимых со стороны ввода исходного материала. 3.Способ по п.1, отличающий с я тем, что при понижении g температуры газов, отводимых со стороны ввода материала, выпе 687 С СО увеличивают расход газов, отводимьпс со стороны выгрузки материала, и уменьшают расход газов, отводимых со стороны ввода исходного материала. 4.Способ попп. 1,2иЗ, отличающийся тем, что на каждые 0,454 кг/ч газа, выводимого из печи, со стороны выгрузки материала, вьтодят 1,361 кг/ч газа из печи со стороны ввода материала в печь. 5.Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что окисляющую среду, не содержащую пара, вводят в часть слоя, имеющего температуру ниже ., 6.Способ по пп. 1-5, отличающийся тем, что окисляющую среду вводят в печь под давлением, обеспечивающим избыточное даапение в печи 1,406 ати.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) С 10 У 3/00

I л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3441351/23-26 (22) 17.05.82 (31) 264479 (32) 18.05.81 (33) США ,(46) 15.09.84. Бюл. У 34 (72) Питер Джордж Гарсайд (США) (71) Аллис-Чалмерс Корпорейшн (США) (53) 662.76 (088.8) (56) 1. Патент США Ф 1214164, 1917. (54) (57) 1. СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ ЧАСТИЦ ТВЕРДОГО УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО ИАТЕРИАЛА во вращающейся печи, включающий непрерывную подачу исходного материала со стороны его ввода в печь с образованием слоя материала, подачу окисляющей среды, содержащей пар, постепенное нагревание материала до 1093 С во вращаю щейся печи, наклоненной сверху вниз от стороны ввода -исходного материала к стороне выгрузки материала с о6разованием газов, содержащих углеводороды, и газов, не содержащих углеводороды, вывод указанных газов со стороны выгрузки твердого остатка и со стороны ввода исходного материала, отличающийс ятем, что, с целью повышения теплотворной способности получаемых газов и пред— отвращения отложения смолы на поверхностях оборудования, температуру газов, отводимых со стороны загрузки исходного материала в печь, поддерживают на уровне, при котором не будет происходить конденсация

„„SU „„3 114342 А смолы, предпочтительно в пределах

538-687 С путем регулирования количества газов, не содержащих углеводороды, выводимых из печи с обеих ее сторон.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что при понижении температуры газов, отводимых со стороны ввода материалов, ниже 538 С уменьшают расход газов, отводимых от стороны выгрузки материала и увеличивают расход газов, отводимых со стороны ввода исходного материала.

3. Способ п.о п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при понижении температуры газов, отводимых со стао роны ввода материала, выше 687 С увеличивают расход газов, отводимых со стороны выгрузки материала, и уменьшают расход газов, отводимых со стороны ввода исходного материала.

4. Способ попп. 1, 2и3, от личающийсятем,чтонакаждые 0,454 кг/ч газа, выводимого из печи со стороны выгрузки материала, выводят 1,361 кг/ч газа из печи со стороны ввода материала в печь.

5. Способ по пп. 1-4, о т л и— ч а ю щ и. и с я тем, что окисляющую среду, не содержащую пара, вводят в часть сл >я, имеющего температуру ниже 1038 С.

6. Способ по пп. 1-5, о т л и— ч а ю шийся тем, что окисляющую среду вводят в печь под давлением, обеспечивающим избыточное давление в печи 1,406 ати.

1 11143

Изобретение относится к безводному способу газификации угля или других углеродсодержащих материалов во вращающейся печи.

Способы газификации угля, проводимыа в наклонной вращающейся печи обладают несколькими преимуществами.

Вращающиеся печи для газификации угля могут быть построены очень большого размера, производительность 10 их может легко регулироваться путем регулирования скорости вращения. Подаваемый в печь материал может не подвергаться просеиванию до какоголибо определенного размера, так как 15 вращающаяся печь может работать как с крупными кусками, так и с очень маленькими частицами ..Камера больших размеров может быть использована для сглаживания разбуханий коксующих- 20 ся углей. Постоянное перемещение порций угля вследствие вращения печь обеспечивает практически однородные температуры внутри слоя вдоль всей длины печи. 25

Известен способ непрерывной газификации частиц твердого углеродсодержащего материала во вращающейся печи, включающий непрерывную подачу исходного материала со стороны.его ввода в печь с образованием слоя материала, подачу окисляющей среды, содержащей пар, постепенное нагревание материала до 1093 С во вращающейся печи, наклоненной сверху вниз от стороны ввода исходного материала к стороне выгрузки материала с образо-. ванием газов, содержащих углеводороды, и газов, не содержащих углеводороды, вывод указанных газов со сто-4 роны выгрузки твердого остатка и со стороны ввода исходного материала(11.

Цель изобретения — повышение теплотворной способности получаемых газов и предотвращение отложения смолы йа . поверхностях оборудования, т. е. создания способа газификации угля во вращающейся печи, который имеет дополнительные преимущества, главным из которых является получение топлив50 ных газов, которые извлекают из угля б ол ьшую .т еплотворную способность, чем скрытая химическая энергия, . освобождаемая при сжигании топливного газа в виде термической энергии ,в устройствах, не связанных с получением газа из угля, например котел для получения пара. Образование теплосодержания ограничено скоростью, при которой может оыть достигнута существенная теплорекуперация для других экономически оправданных применений..

По предлагаемому способу производится как смолосодержащий газ, так и газ, не содержащий смолы. Газ, не содержащий смолы, применяется для поддержания смолосодержащего газа при температурах, достаточно высоких для того, чтобы воспрепятствовать конденсации смол на поверхностях технологического оборудования для газификации.

В соответствии с предлагаемым способом, окисляющий газ и пар вдуваются через предварительно нагретый слой углеродсодержащего материала,, переворачивающегося во вращающейся печи вследствие ее вращения.

При этом газ и пар подаются в количествах, регулируемых таким образом, чтобы нагреть и обеспечить выделение из материала,смолосодержащего газа, который пропускается над входящим в печь материалом для того, чтобы передать часть теплосодержания от этого газа и таким образом обеспечить предварительный нагрев входящего материала — сырья. Далее этот газ, обеспечивающий предварительный нагрев, выводится из печи со стороны ввода в печь твердого материала, а газ, не содержащий смолы, производится из растительного или животного угля углеродсодержащего материала и этот, не содержащий смолу, газ выводится из печи со стороны выгрузки твердого материала при температуре,. примерно равной 1038 С. Расход выведенных из печи потоков газа далее регулируется в определенной пропорции таким образом, что часть газа, не содержащего смолу и имеющего температуру примерно равную

1038. C будет смешиваться с имеющим, о; более низкую температуру газом, содержащим смолу и выходящим из вращающейся печи со стороны ввода твердых материалов, в количестве, достаточном для того, чтобы поддерживать температуру этих смещенных газов достаточной высокой с тем, чтобы избежать. конденсации смол на поверхнос-. тях технологического оборудования для.газификации, Оставшаяся часть потока газа, имеющего высокую темпе1114342 ратуру, выводится в виде газа, не содержащего смолу, из печи со стороны .выгрузки твердых материалов.

Па раметр ы т ех кол о гич еского пр оцесса для регулирования соотношения 5 газовых потоков выходящих с каждой из сторон печи, могут включать: поддержание температуры газов, выводимых иэ.печи со стороны ввода твердых материалов, примерно равной

t0

538 С, поддержание величины содержао ния метана в газе, выводимом из печи со стороны выгрузки твердых мате— риалов, в диапазоне 0-0,17.

Как видно из примеров, которые 15 приведены ниже, удовлетворение этих требований может потребовать вывода

1,361 кг/ч газа из печи со стороны ввода твердых материалов по отноше— нию K 0,454 кг/ч газа, вь1водимого из печи со стороны выгрузки твердых материалов, и это соотношение может составлять примерно от 2:1 до 4:1 для битуминозных углей, в то время как для полубитуминозных (бурых) углей, без предварительной сушки, нужно сме шать практически 1007 высокотемпературногэ газа, не содержащего смолы, с низкотемпературным газом, содержа— щим смолу, с тем, чтобы такой газ, З0 который выводится из печи со стороны подачи твердых материалов и содержит смолу, имел температуру, существенно (с гарантией) пр евышающую температуру конденсации. 35

Устройства, предназначенное для определения содержания метана, производятся промьппленно, однако нет устройств, позволяющих непрерывно определять содержание смолы в газе.

В тех случаях, когда содержание метана в газе, выводимом из печи со стороны выгрузки твердого материала, превышает 0,1Х смолы и другие способные к конденсации углеводороды 45 могут, вероятно, находиться в газе.

Таким образом, измерение содержания метана позволяет определить наличие или отсутствие нежелательных смол и других способных к конденсации yr- 50 леводородов в высокотемпературном газе, выводимом из печи со стороны выгрузки твердых материалов.

На фиг. 1 представлена схема установки и чертеж вращающейся печи для газификации угля; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — зависи-. мость величины конденсации смолы из потока газа,. содержащего смолу;. на фиг. 4 — график изменения температуры частиц твердого углеродсодержащего материала, подвергаемого газификации, и изменения температуры газов над слоем по мере прохождения части твердого материала вдоль вращающейся печи.

Установка для газификации содержит наклонную вращающуюся печь 1, имеющую огнеупорную футерованную стенку. Уголь или другой твердый углеродсодержащий материап подается по питающему трубопроводу 2 в более высокий конец 3 печи 1 через питающий патрубок 4. Печь 1 наклонена сверху вниз от конца 3 печи, предназначенного для ввода исходного материала, к концу 5 печи 1, предназначенному для вывода твердого материала — золы. Этот .наклон печи вместе с врашением корпуса печи 1 приводит к формированию слоя 6 угля внутри огнеупорного футерованного корпуса печи 1 и медленному перемещению сверху вниз этого слоя материала вследствие наклона печи во время газификации угля.

Конец 3 печи 1, предназначенный для ввода исходного материала, оснащен неподвижным вытяжным колпаком 7, имеющим патрубок 8, предназначенный для вывода газа. Конец 5 печи 1, предназначенный для вывода золы, оснащен неподвижным вытяжным колпаком 9. Вытяжной колпак 9 для выгрузки золы имеет патрубок 10, предназначенный для вывода газа и канал 11 для выгрузки золы. Горелка 12, установленная в вытяжном колпаке 9, предназначена для предварительного разогрева печи и угля до рабочей температуры во время пуска установки.

Для горелки может бьгть использован горючий газ или любое другое пригодное топливо.

При работающем устройстве газификации при давлении внутри корпуса печи, превышающем. атмосферное, система для подачи воздуха и пара во вращающийся корпус печи 1 включает воздуходувку 13 для подачи воздуха под давлением, соединенную с трубопроводом подачи воздуха 14, источник сжатого пара (не показан) и трубопровод 15 для подачи пара. Трубопроводы

14 и 15 проходят через неподвижную опорную плиту 16. Неподвижный коллек1114342

Каждая из труб 26 соединена с множеством радиальных каналов 27, которь е, в свою очередь, соединены с каналами 28 и с отверстиями. 29.

Вследствие того, что печь 1 вращается, эта печь и опора 20 печи проходят вдоль дугообразного канала 19 в неподвижном коллекторе 17 с тем, чтобы обеспечить прохождение потока пара, поступающего на трубопровода

15 через канал 19 в одну или несколько трубок 22, проходящих мимо канала 19. Пар далее поступает из трубок 22 через радиальные каналы 27 и

23 и отверстия 29, смешиваясь с воздухом при прохождении через слой материала 6, находящегося в печи.

50 тор 17 впритык прилегает к плите 16 и (фиг.2) имеет дугообразные каналы (прорези) 18 и 19. Коллектор 17 со стороны, противоположной неподвижной установочной плите 16, соединяется с опорой 20 трубы, установленной на корпусе печи 1 и вращающейся вместе с Kopпусом печи 1. Множество расположенных по окружности и проходящих в осевом направлении трубок 21 и 22 10 смонтировано на опоре 20 труб, причем трубки 21 и 22 проходят в сторону конца 3 печи, предназначенного для загрузки твердого материала в печь

1. Каждая из трубок 21 соединена с 15 множеством р адиальных каналов 23, которые соединены с отверстиями 24, открывающимися радиально внутрь печи

1 через огнеупорную футеровку 25 для соединения трубопроводов с внут- 20 ренней частью печи. Каналы 23 проходят под слоем материала 6, когда корпус печи 1 вращается. Поскольку корпус печи 1 вращается, печь 1 .и опора 20 труб имеет трубки 21, кото- 25 рые проходят по дугообразному каналу

18, расположенному в неподвижном коллекторе 17, .тем самым обеспечивая прохождение потока воздуха, поступающего из трубопровода 14 через ка- gp нал 18 в одну или несколько трубок

21, которые проходят вдоль канала 18.

Воздух затем выходит из трубок 21 через радиальные каналы 23 и отверстия 24 и далее — через слой 6 мате35 риала, находящегося в печи.

Система подачи и распределения пара, поступающего через. трубопровод

15 в трубы 26, является аналогичной системе подачи и распределения возду-40 ха, описанной вьппе.

Клапаны (не показаны) могут быть установлены на проходящих вдоль печи трубках 21 и 22 и/или на радиально проходящих каналах 23, 27, и/или на трубопроводах подачи жидкости для того, чтобы изменять схему расположения и количество отверстий 24, обеспечивать работу печи в соответствии с предлагаемым способом и подавать воздух и пар так, как это необходимо при работе с различными углеродсо— держащими материалами, подвергаемыми газификации. Сопла могут быть установлены в капдом из отверстий 29 (не показаны).

Топливный газ выводится одновременно со стороны конца 3 загрузки твердого материала (угля) в печь 1 и со стороны выгрузки твердого материала (золы) из печи 1. Поток отходящего газа, выводимого из печи

1 со стороны подачи твердого материала, проходит через патрубок 8 вывода газа и его расход регулируется клапаном 30. Поток отходящего газа, выводимого по патрубку 8, поступает в циклонный сепаратор 31, предназначенный для отделения частиц твердого материала от газа. Отходящий газ поступает из циклонного сепаратора 31 через трубопровод 32 в устройство, предназначенное для дальнейшей очистки (не показано) . Устройство для дальнейшей очистки газа, подаваемого по трубопроводу 32, может включать в себя скруббер 33 и систему удаления сероводорода 34.

Частицы, удаленные из газов с помощью сепаратора 31, могут быть возвра. щены путем подачи этих частиц через трубопровод 35 в питатель 36.

Эти частицы возвращаются в печь 1 для газификации.

Расход газа, выводимого с конца

5 выгрузки твердого материала (золы) из печи 1 и проходящего по патрубку

10, регулируется клапаном 37. Поток отходящего газа по патрубку 10 по;дается в циклонный сепаратор 38, предназначенный для отделения от газа частиц твердого материала, далее отходящий газ не содержащий частиц твердого материала из сепаратора 38 по трубопроводу 39 подается в теплообменник 40, предназначенный для извлечения тепла из этого газа, например, за счет образования пара. Далее газ из теплообменника

1114342

35

45

Пар, производимый парогенератором (не показан), под давлением проходит через трубопровод 15, дугообразный канал 19 в коллекторе 17 (фиг.2) и, поступает в каждую из длинных трубок 26, расположенных в на40 поступает в скруббер 41, который может быть таким же, как и скруббер

33, а затем в систему 34 для удаления сероводорода. Газ из системы

34 удаления сероводорода может быть подан в горелку парового бойлера .или энергетическую установку смешанного цикла (не показана). Частицы твердого материала, извлеченнь.е из газов с помощью сепаратора 38, проходят через трубопровод 42 и поступают в канал 11, предназначенный для выгрузки золы из печи 1.

Установка работает следующим образом.

Поджигается горелка 12 с целью разогрева футеровки 25 вращающейся печи 1 колпаков 7 и 9, а также патрубков 8 и 10, предназначенных для вывода полученного газа. После того, как внутренняя поверхность огнеупорной футеровки нагреется до 8 16982 С начинается подача частиц о угля через питающий патрубок 4 в печь 1. Когда печь будет частично заполнена и слой 6 угля практически закрывает всю длину печи, начинается .подача воздуха и пара через отверстие

24 в слой 6, так как отверстия 24 .расположены под этим слоем, а горелка 12 выключается. Температура слоя угля, движущегося вниз из-за. наклона печи 1, быстро возрастает с 871 до 1205 С вблизи конца 5 выгрузки твердых материалов из печи 1 и соотношение между расходами воздуха и пара в смеси, вводимой внутрь печи через отверстия 24, регулируется таким образом, чтобы обеспечить поддержание требуемых температур.

Воздух, подаваемый воздуходувкой

13 под давлением, проходит по трубопроводу 14 через дугообразный канал

18 в коллекторе 17 (фиг.2) и затем поступает в каждую из данных трубок

21, расположенных в направлении вдоль печи 1 (показанных только на фиг. 1), проходящих мимо канала 18 в результате вращения корпуса печи

Из трубок 21 воздух проходит через радиальные каналы 23 отверстия

24 в слой материала 6. правлении вдоль печи 1 (фиг.1) и проходящих мимо канала 9 при вращении корпуса печи.1. Из трубок 26 пар проходит через радиальные каналы 27, которые соединяются с каналами 23, в результате чего образуется смесь, состоящая из воздуха и пара, которая затем проходит через отверстия 29 в слой материала 6. Необходимо отметить, что трубки для подачи пара не проходят в направлении ввода исходного сырья печи 1 так далеко,как это имеет место для каналов 23 подачи воздуха, тем самым обеспечивается ввод только воздуха в участки слоя материала, расположенные по ходу движения материала перед участками слоя, через которые пропускается смесь воздуха и пара.

Давление пара и давление воздуха внутри печи 1 регулируется таким образом, чтобы обеспечить поддержание давления газа в печи по меньшей мере 1,406 кг/см и предпочтительно

4,22-12,66 кг/см (избыточное давление, т.е. давление, превышающее наружное атмосферное давление) . Вывод таких находящихся под давлением газов с обоих концов 3 и 5 печи 1 может регулироваться с помощью регулирующих клапанов 30 и 37., Предлагаемый способ обеспечивает одновременное и непрерывное получение двух совершенно различных потоков топливного газа и их выведение с двух противоположных концов одной печи 1. Первый газовый поток, который содержит практически все смолы, образовавшиеся в результате осуществ. ления способа, образуется по мере нагревания угля от температуры 205 до 871 С и, если этот газ выводится о со стороны загрузки твердого материала в печь 1 без добавления газов, имеющих более высокую температуру, то такой газ находится при температурах, в диапазоне которых имеет место конденсация парообразных смол (фиг.3) .

Второй газовый поток образуется в атмосфере, содержащей пар и воздух, после того, как уголь оказывается прогретым до температуры, превышающей примерно 871 С, и превращенным в обугленный уголь. Этот второй газ, выводимый со стороны выгрузки твердого материала из печи 1, имеет относительно высокую температуру это могло бы означать, что высокотемпературный газ без нужды отбирается от газового потока, из которого может быть извлечено тепло после простой очистки от частиц твердого материала с помощью циклонного сепаратора 38.

Процесс может быть объяснен гра( фиками зависимости температуры газа, находящегося над слоем, и температуры слоя по длине печи, т.е. относительно пути перемещения твердого материала от стороны загрузки твердого материала в печь 1 со стороны выгрузки твердого материала из печи

1 (фиг.4) .

На фиг. 4 показано, что частицы твердого угля, движущиеся через. печь

1 подвергаются сушке на участке угля нагреваются до температуры, примерно равной 205ОС и вьппе, и про— ходят над отверстиями 24, через которые подается только воздух, при этом уголь начинает выделять газ, который содержит. смолу (иногда называемый угольным газом) и практически полностью выделяется из угля за тот период времени, когда температу— ра повышается до 871 С или несколько вьппе. Полное выделение летучих компонентов превращает уголь в обожженный уголь, так как температура обожженного угля повышается в паровоздушной атмосфере, обеспечиваемой путем подачи потока пара через каналы 27 (фиг.1), и эта температура достигает значения, равного 871 С о и вьппе, то обожженный уголь выцеляет газ, (иногда называемый водяным газом) не содержащий смолы..

Поскольку печь 1 работает под давлением, то, открывая клапаны 30

Температура газа, содержащего смолу, (фиг, 4) снижается достаточно быстро по мере движения этого газа к стороне загрузки твердого матеи 37 (фиг.1), можно обеспечить вывод и .регулирование расхода газа, выводимого с обеих сторон печи 1.

Клапаны 30 и 37 открываются для того, чтобы вывести весь газ, содержащий смолу, плюс некоторое количество газа, не содержащего смолу, из зоны: газового потока, движущегося в двух направлениях (на фиг. 4 эта зона указана в виде заштрихованной области).

Однако в том случае, если газы выводятся со. стороны ввода твердого материала в печь 1 при температурах, значительно превышающих ту температу-55 ру, которая необходима для того, чтобы воспрепятствовать конденсации смолы на поверхностях оборудования, 9

1114342

10 (около 1038 С) и практически не содержит смолы. Тепло может быть извлечено из этого не содержащего смолы газа, и пар может быть получен с помощью теплообменника 40 только 5 после простой очистки от частиц твердого материала, которая может быть осуществлена с помощью циклонного сепаратора 38. Соотношение меж— ду расходом газа, выводимого со сто — 10 роны загрузки твердых материалов в печь 1, и газа, выводимого со стороны выгрузки твердого материала из печи 1, является регулируемой величиной, пропорциональной этим расходам, 15 и реализуется путем перестановки регулирующих клапанов 30 и 37 таким образом, что по меньшей мере часть газа, имеющего температуру 1038 С и не содержащего смолу, смешивается с 20 температур 93-120 С. Затем частицы газом, содержащим смолу и двигающимся в направлении к стороне ввода материала печи 1, причем такой высокотемпературный газ используется в количестве, достаточном для того 25 чтобы поддерживать полученную газовую смесь при температуре около

538 С, которая является достаточно высокой и позволяет избежать конденсации смол на поверхностях технологи- З0 ческого оборудования, т.е. печи, газовых клапанов и т.д. На фиг. 3 показано, что имеет место очень незначительная конденсация смол при температурах, превышающих 371 С однако даже

35 незначительная конденсация смолы в

:течение продолжительных периодов времени приводит к образованию значительных отложений смолы на футеровке печи 1 и внутри клапанов 30 и

37, что препятствует нормальной работе технологического оборудования и оказывает отрицательные воздействия на технологический процесс. Для безаварийной работы в течение продол 45 жительного периода времени температура газов, выводимых со стороны ввода твердых материалов печи, равная примерно 538 С, обеспечивает наилучшее .смешение этих двух газовых потоков.

11 1114342 риала печи 1 и этот газ обеспечивает предварительный нагрев входящего угля, двигающегося и переворачивающегося в направлении к стороне выгррузки твердого материала из печи 1, эа исключением некоторой части газа, не содержащего смолы и выводимого из заштрихованной зоны, со стороны загрузки твердого материала в печь

1, вместе с газом, содержащим смолу, 10 причем газы, выводимые из печи со стороны загрузки твердых материалов, должны быть охлаждены до температуры ниже 538ОС. Смола конденсируется в соответствии с зависимостью, 15 представленной на фиг.3. Точное положение клапанов 30 и 37 (фиг.1) в любой момент времени должно быть таким,.чтобы обеспечить поддержание температуры газов, выводимых из пе- 20 чи со стороны ввода твердого материала, равной. заданной температуре, т.е. примерно равной 538 С с тем, чтобы избежать конденсации смолы на поверхности оборудования. Для большин ства углей, а возможно и для всех углей, поддержание температуры, примерно равной 538 С, будет также обеспечивать вывод из печи газов, не содержащих смолу, со стороны вывода твердого материала из печи таким образом, что тепло может быть извлечено из потока газа парообразованием с помощью теплообменника 40 сразу же после отделения (очистки) от газа твердых частиц с помощью

35 циклонного сепаратора 38 и перед подачей в скруббер 41 и в систему

34 удаления сероводорода. Другим параметром, используемым при выводе из печи газа со стороны выгрузки твердого материала и позволяющим убедиться в том, что этот газ не содержит смолы, является концентрация метана в этом газе. Существуют

45 промышленно производимые приборы для определения содержания метана в диапазоне 0-0,1Х, что указывает на отсутствие смолы в газе, 12

Влага

Летучий материал

Связанный углерод (кокс)

Зола

33,3

41,7

5,3

5,1

75,5

1,2

12,9

Сера

Водород

Углерод

Азот Кислород кг/ч ОС

189 21

29 1038

538

Влага

Летучий материал

Связанный углерод (кокс)

Зола

4,4

39,5

48,6

7,5

3,8

5,7

82,7

1,6

6,2

Сера

Водород

Углерод

Азот

Кислород

Предлагаемый способ максимизирует получение топливного газа с определенной теплотворной способностью в виде скрытой химической энергии, которая может выделяться в виде 55 термической энергии при сжигании этого топливного газа, при этом удается избежать конденсации смол в газовом потоке, выводимом со стороны подачи твердых материалов в печь.

Пример 1. Газифицируют иллинойский 6 уголь, имеющий примерный с остав, 7.:

Элементный состав без учета содержания влаги и золы, 7:

Рабочие параметры и результаты следующие:

Уголь

Зола

Газ, выводимый со стороны подачи твердого материала 514

Газ, выводимой со стороны выгрузки твердого материала 177 1038

Пар 110 246 . Воздух 425 246

Пример 2. Газифицируют питсбургский 8 уголь, имеющий примерный состав, 7:

Элементный состав без учета содержания влаги и золы, 7:

Рабочие параметры и результаты (количество газа, выводимого со стороны подачи твердого сырья на 1 кг угля, подаваемого в печь, равно

2,7 кг):

1114342 l4 кг/ч С

Га з, выводимый со стороны выгрузки твердого материала

Пар

Воздух

110 246

425 246

0,8

5,5

75,7

1,0

17,0

Сера

Водород

Углер од

Азот

Кислород кг/ч ОС

245 21

20 1038

Уголь

Зола

Газ выводимый со стороны подачи твердого материала

757 .538

Таблица 1

Содержание компонентов газа, об.X по примерам из входно из выходно го конца го конца из входного конца из выходного конца входно- из выходконца ного конца

16

21

16

14

16

СО

Уголь

Зола

Газ, выводимый со стороны подачи твердого материала 433 538

Газ, выводимый со стороны выгрузки твердого материала 245 1038

Пар 110 246

Воздух 425 246

Пример 3. Вайомингский порошкообразный речной полубитуминоз ный уголь, имеющий примерный состав, Ж:

Влага 30,4

Летучий материал 31,1

Связанный углерод (кокс) 32,1

Зола 6,4

Злементный состав без учета содержания влаги и золы, Ж:

Рабочие параметры и результаты (количество газа, выводимого со стороны подачи твердого сырья, на 1 кг угля, подаваемого в печь, равно

3,1 кг):

В табл. 1 представлены составы газов (по примерам 1-3), отводимых . из входного и выходного концов печи

В табл. 2 представлены теплотворная способность газов, исключая смо—

15 лу, и количество смолы по примерам 1-3.

Нецелесообразно строить предприятие на газификации угля, если имеется только сорт угля, указанный в примере 3. Однако, если подается уголь, имеющий только более высокую влажность и низкое содержание углерода, который должен быть обработан, оператор может регулировать местоположение разделения потока газа, не содержащего смолу, причем это местоположение может быть в точке, в ко30 торой при эффективной обработке такого угля не отводится газ, не содержащий смолу. В примере 3 процесс осуществляется таким образом, что все газы отводятся со стороны ввода исходного материала. Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известными техническими решениями сохраняются, Предотвращается отложение смолы на стенках оборудования.

Кроме того, способ позволяет извлекать большее количество тепла из тонны угля по сравнению с известными способами, предлагающими сжигание смолы для предотвращения ее осаждения на стенках оборудования.

1114342

r.0

36

N) 35

Н,0

43 сн

0,6

0,5

0,4

0,5

0,3

1110

1000

1200

19,5

29,5

14,9

;Другие углеводороды

Т е плот вор н ая способность газов, исклю.чая смолу, ккал/Mý.

Количество смолы, кг/ч

8 10

37 10

1030 1315

ПГ одолжение т абл. 1 входило- из выходи. конца ного конца

Таблица 2

1114342

А-А

О

93 104 Лб 4Р

7вчлераяура о С

Bra. 5. ЮЯ

81f

609

516

ЖФ

Фиг. 4

Составитель P.Ãoðÿìíîâà

Редактор Л.Авраменко Техред M.Êóçüìà Корректор И.Эрдейи

Заказ 6653/48 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

S00 Ф

1ю

°

@ 60 а фр so

Ъ

<о доздукАаклород 6оИухlекюородмар

Коорбвнсаа днимi люи ат mowru Инда ьрвд

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4