Способ газификации мелкозернистого топлива

 

Изобретение относится к химической технологии и энергетике, конкретно к гази-. фикации. мелкозернистого топлива, и позволяет в 2-4 раза увеличить адсорбционную способность уноса топлива, образующегося в качестве побочного продукта при газификации . Сущность способа заключается в проведении газификации мелкозернистого топлива в газогенераторе кипящего слоя путем его подачи в верхнюю часть газогенератора и введения в нижнюю часть паровоздушной смеси. Паровоздушную смесь подают в два приема: снизу и дополнительно выше подачи этой смеси в суммарном количестве 0,4-0,8 кг пара и 2,0-3,5 кг воздуха на 1 кг топлива, причем снизу подают смесь, содержащую 0,04-0,08 кг пара и 1,4-1,9 кг воздуха. Из верхней части газогенератора выводят низкокалорийный газ и частицы уноса топлива. Для повышение интенсивности процесса газификации процесс можно проводить при статическом давлении в газогенераторе до 5,1 МПа. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., I ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ IHHT СССР. (21) 4209560/31-26 (22) 20.03.87 (46) 30.03.89. Бюл. ¹ 12 (71) Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова и Институт горючих ископаемых (72) И. И. Черненков, Ю. М. Ефремов, А. И. Подберезский и Г. И. Журавский (53) 661.183.12 (088.8) (56) Альтшулер В. С. Новые процессы газификации твердого топлива. М.: Недра, 1976, с. !2 — 24, с. 1! 9 — 126.

Куни Д., Левеншпиль О. Промышленное псевдоожижение. М.: Химия, 1978, с. 29-32. (54) СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к химической технологии и энергетике, конкретно к газификации. мелкозернистого топлива, и позволяет в 2 — -4 раза увеличить адсорбцион1

Изобретение относится и химической технологии и энергетике, конкретно к способу получения синтетического газа и активированного угля, и х»ожет быть использовано при получении синтетического газа и попутно мелкозернистого углеродного адсорбента при газификации мелкозернистого топлива.

Цель изооретения — - повышение адсорбционной способности износа топлива.

На чертеже изображен газогенератор, в котором проводят процесс газификации мелкозернистого топлива.

Газогенератор содержит теплоизолируемый корпус 1, слой мелкозернистого топлива (угля) 2, фурмы 3, патрубок 4 ввода паровоздушного дутья, патрубок 5 вывода золы, патрубок 6 ввода мелкозерн»»стого угля, патрубок 7 вывода синтетического газа, патрубок 8 вывода уноса и емкость 9 сбора уноса (активированного угля).

ÄÄSU ÄÄ 1468583 А 1 (51) 4 В 01 J 20/20, С 10 J 3/06 ную способность уноса топлива, образующегося в качестве побочного продукта при газификации. Сущность способа заключается в проведении газификации мелкозернистого топлива в газогенераторе кипящего слоя путем его подачи в верхнюю часть газогенератора и введения в нижнюю часть паровоздушной смеси. Паровоздун»ную смесь подают в два приема: снизу и дополнительно выше подачи этой смеси в суммарном количестве

0,4 — 0,8 кг пара и 2,0 — 3,5 кг воздуха на

1 кг топлива, причем снизу подают смесь, содержащую 0,04 — 0,08 кг пара и 1,4 — 1,9 кг воздуха. Из верхней части газогенератора выводят низкокалорийный газ и частицы уноса топлива. Для повышение интенсивности процесса газификации процесс можно проводить при статическом давлении в газогенераторе до 5,1 МПа. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Способ газификации осуществляют следующим образом.

Через патрубок 6 ввода мелкозернистого топлива в корпус газогенератора засыпают мелкозернистый уголь фракционного состава 0 — 10 мм. Высоту засыпки обычно берут равной диаметру газогенератора. Затем через патрубок 4 ввода паровоздушного gi.тья и фурмы 3 подают горячий воздуx с температурой 300 †3 С. Расход воздуха поддерживают таким, чтобы засыпаемый уголь находился в состоянии минимального»»севд(;ожижения.

После того, как произойдет c àìîâîñï lаменение топлива, температура его резко возр астает. В этот момент через патрубок 4 ввода паровоздушного дутья и фурмы 3 подают паровоздушнук» смесь. Сниз) через фурмы 3 паровоздушную смесь вводят в количестве 0.04- — 0,08 кг пара и 1,4- — !.9 кг воздуха на 1 кг топлива, а выше подачи этой

1468583

Формула изобретения паровоздушной смеси через патрубок 4 дополнительно вводят паровоздушную смесь из расчета общего ее количества, равного

0,4 — 0,8 кг пара и 2,0 — 3 5 кг воздуха. Причем расход дутья, отнесенный к поперечному сечению газогенератора, должен быть не менее скорости минимального псевдоожижения фракционного состава твердого топлива.

Процесс газификации можно осуществлять при статическом давлении в газогенераторе до 4,5 — -5,0 МПа. Тем пературу снизу в области введения паровоздушной смеси устанавливают в пределах 1100—

1300 С, а выше (в области дополнительного введения паровоздушной смеси) — 900—

1050 С. Высота ввода дополнительной смеси принципиального значения не имеет. Качество синтетического газа и уноса, обладающего адсорбционной способностью, практически не меняется. В газогенераторе при такой раздельной подаче паровоздушной смеси образуются две зоны: снизу — зона дожигания, выше — реакционная зона (на чертеже реакционная зона условно обозначена кольцевыми линиями, а зона дожигания находится ниже, там, где расположены фурмы 3). Отличие зоны дожигания от реакционной зоны заключается в том, что в зс1не дожигания коэффициент, избытка воздуха, выше, чем в реакционной зоне, поэтому в этой зоне происходит практически полное извлечение углерода из топлива, т.е. происходит горение. Коэффициент избытка воздуха в этой зоне близок или равен 1. Поступающий в эту зону пар охлаждает частицы. От этих частиц часть тепловой энергии передается пару, которыи в дальнеишем участвует в процессе газификации).

В данной установке проводят газификацию мелкозернистого угля Кузнецкого месторождения. Уголь марки СС имеет следующий состав, %: А 13, S 0,28; С 71,3;

Н 3,32; О +N 1,82; W 10,28. В результате газификации по предлагаемому способу с подачей снизу паровоздушной смеси в количестве 0,06 кг пара и 1,65 кг воздуха на

1 кг топлива, а выше подачи этой паровоздушной смеси с подачей паровоздушной смеси в количестве 0,6 кг пара и 2,75 кг воздуха на 1 кг топлива получают синтетический газ следующего состава, %: Н 17;

СО 15; СН» 1,5; О, 0,7; СО 12; N, 53,8, а в уносе — фильтрованный порошок в смеси с активированным углем, адсорбционная способность которого по отношению к адсорбционной способности промышленных активированных углей марки БАУ (ГОСТ

6217 — 74) и КАД (ТУ6 — 16 — 1917 — 74) составляет 69%.

Другие примеры получения отражены в табл. 1. Частицы топлива диаметром менее

1,0 мм истираются и уносятся вместе с син40

55 тетическим газом или, попадая в зону дожигания, агломерируют. Агломерат снижает свою пористость в результате плавления частиц и увеличивает свой объем и удельный вес. В агломерате обычно содержится не более 2 — 3% углерода. Такие частицы опускаются вниз и выводятся из газогенератора в виде золы. Частицы топлива диаметром выше 3,0 мм, попадая в зону дожигания, размягчаются, теряют углерод, увеличивают свой удельный вес и, опускаясь вниз, удаляются из газогенератора. Объясняется это тем что крупные частицы менее подвижны и поэтому ври попадании в зону дожигания, где повышенная температура, находятся там более длительное время.

Интенсивность процесса газификации, например, бурого угля в кипящем слое под давлением при степени расширения Я, =1,5 отражена в табл. 2. Там же показано возрастание стоимости технологического комплекса газификации в зависимости от статического давления в реакционном объеме газогенератора.

Как видно из табл. 2, при повышении давления в реакционной зоне газогенератора выше 5,1 МПа средняя интенсивность процесса зоне газогенератора- выше 5,1 МП а средняя интенсивность процесса газификации изменяется незначительно, а стоимость технологического комплекса резко возрастает.

Как видно из приведенных в табл. 1 данных, предлагаемый способ позволяет увеличить в 2 — 4 раза адсорбционную способность получившегося при газификации мелкозернистого топлива уноса.

1. Способ газификации мелкозернистого топлива в газогенераторе кипящего слоя, включающий его подачу в верхнюю часть газогенератора и введение снизу паровоздушной смеси с выв дом из верхней части газогенератора низкокалорийного газа и частиц уноса топли".а, отаичающийся тем, что, с целью повыше.ия адсорбционной способности частиц уноса топлива, снизу паровоздуш ную см ecb пода ют в коли честве 0,04—

008 кг пара и 1,4 — 1,9 кг воздуха на 1 кг топлива, а выше подачи этой смеси дополнительно подают паровоздушную смесь из расчета общего ее количества, равного 0,4—

0,8 кг пара и 2,0 — 3,5 кг воздуха на 1 кг топлива.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности процесса г-" фикации, процесс ведут при статическом давлении в газогенераторе до 5,1 ЯПа.

1468583

Таблица 1

Условия проведения газификации мелкозернистого топлива и адсорбционная способность образовавшеГося при этом уноса

Общая по- АдсорбциПриОбщая подача пара, кг на 1 кг

Подача

Подача воздуха снизу, кг на

1 кг мер пара снизу, кг на

1 кг дача воз— онная способность духа, кг нг 1 кг топлива унсса по отношению топлива топлитоплива к углям марки БАУ, КАД, ва то2,0

2,0 тип

16-32

Таблица 2

Относительная

Средняя интенсивность процесса, кг/м ч

Давление в газогенераторе, МПа стоимость технологического комплекса

1,0

1,3

1,5

1,7

1,9

2,1

2,3

3,0

8450

0 1

0,6

1,1

2,1

4,1

4,6

5,1

1 0,04

2 0,04

3 004

4 0,08

5 0,08

6 0,08

7 0,08

8 0,04

9 0,04

10 0,04

11 0,04

12 0,08

13 0,08

14 0,03

15 0,04

16 0,04

17 0,04

18 0,09

19 0,08

20 0,08

21 0,08

Про0,4

0,8

0,8

0,4

0,4

0,8

0,8

0,4

0,4

0,8

0,8

0,4

0,8

0,4

0 35

0,4

0,4

0,4

0,85

0,8

0,8

1,9

1,4

1,9

1,4

1т1,4 1,9

1,4

139

1,4

1,4

1,4

1,4

1,4

1,3

1,4

1,4

1,4

2,0

1,9

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

3,5

3,5

3,5

3,5

3,5

3,5

2,0

2,0

2,0

1,9

2,0

2,0

2,0

3,7

69

69 о8

69

69

69

69

69

69

49

53

51

43

36

43

48

1468583

Составитель T. Чиликина

Редактор М. Петрова Техред И. Верес Корректор М. Васильева

Заказ 1293/8 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101