Установка для производства синтез-газа



Установка для производства синтез-газа
Установка для производства синтез-газа

 


Владельцы патента RU 2490313:

ТиссенКрупп Уде ГмбХ (DE)

Установка для производства синтез-газа включает реактор, а также гидродинамически соединенный с ним газоохладитель/очиститель. Соединение между реактором и газоохладителем/очистителем образовано горизонтальной соединительной деталью с выполненным в виде элемента Вентури дроссельным элементом. Техническим результатом изобретения является создание установки, с помощью которой становится возможным как можно более компактное соединение между реактором, с одной стороны, и газоохладителем или же очистителем, с другой стороны, с компенсацией возникающих вследствие различных температур тепловых расширений. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к установке для производства синтез-газа с реактором, а также гидродинамически соединенным с ним газоохладителем/очистителем.

Подобные установки известны в самых разных конструктивных формах и компоновках.

Возможность производства синтез-газа заключается в газификации углеродосодержащих видов топлива кислородосодержащим газом. При этом возникает содержащий оксид углерода газ, который также может содержать водород, если к исходному газу примешивают водяной пар. В целях производства синтез-газа углеродосодержащее топливо тонко измельчают и преобразовывают при газификации во взвешенном слое или в псевдожиженном слое при высокой температуре. Произведенный таким образом синтез-газ загрязнен мельчайшими частицами и кислыми газами, что обусловлено производственным процессом, так что, как правило, затем следует процесс промывки газа. Этот процесс осуществляется в газопромывателе, где полученный газ очищается с помощью химической или физической промывной жидкости.

Соединение между реактором и газопромывателем зачастую осуществляется посредством трубопроводов, которые вследствие пространственного удаления от реактора до газопромывателя являются длинными и имеют множество изгибов, и у которых конструктивно необходимо принимать во внимание дополнительные тепловые расширения. Наконец, длинное трубное соединение также приводит к повышенному расходу материала при строительстве установки. По этой причине, при монтаже трубных соединений желательным является укороченная конструкция.

Задача изобретения состоит в создании решения, с помощью которого становится возможным как можно более компактное соединение между реактором, с одной стороны, и газоохладителем или же очистителем, с другой стороны, с компенсацией возникающих вследствие различных температур тепловых расширений.

С помощью установки вышеназванного типа эта задача решена посредством того, что соединение между реактором и газоохладителем/очистителем образовано горизонтальной соединительной деталью с выполненным в виде элемента Вентури дроссельным элементом.

Такое горизонтальное «короткое соединение» имеет ряд преимуществ. Так, газовый поток может выводиться из реактора сбоку и направляться в горизонтальном направлении в устройство для абсорбционной очистки газов.

Усовершенствование изобретения предусматривает, что расположенный внутри дроссельный элемент выполнен с возможностью регулировки.

Кроме того, особый вариант изобретения состоит в том, что реактор установлен стационарно, при этом соединительная часть расположена на реакторе в области, образующей опорную точку обечайки кожуха, и при этом газоохладитель/очиститель снабжен обеспечивающими горизонтальное перемещение опорами.

Кроме того, горизонтальное соединение имеет преимущество, заключающееся в том, что оно меньше приводит к пригораниям, отложениям и эрозии. При этом может быть предусмотрено, что соединительная деталь оснащена одним или несколькими горизонтально расположенными элементами, которые могут изменять поперечное сечение для потока посредством находящегося снаружи регулирующего устройства, для возможности лучшего приспособления различных газовых потоков за счет зависящего от регулировки потока качества осаждения тонкой пыли. При этом элементы могут быть выполнены также в виде исполнительного или дроссельного элемента.

В следующем варианте предусмотрено, что соединительная часть расположена в верхней области газоохладителя/очистителя, при этом газ со стороны кожуха и/или по центру направляется вниз по корзине промывателя или же сквозь корзину промывателя для протекания через промыватель против направления действия силы тяжести.

Изобретение также предусматривает способ производства синтез-газа, при этом газ из реактора подают на абсорбционную очистку газа, отличающийся тем, что газ из направления действия силы тяжести отклоняют наверх и через выполненную, при известных условиях, в виде скруббера Вентури горизонтальную трубу подают на газоохладитель/очиститель в его верхней области, там по центру или со стороны кожуха направляют вдоль корзины промывателя или сквозь корзину промывателя в отстойник газопромывателя, против направления действия силы тяжести направляют через корзину промывателя, а оттуда в виде очищенного синтез-газа транспортируют далее.

Другие признаки, подробности и преимущества изобретения следуют из нижеследующего описания, а также чертежей. На чертежах показаны:

Фиг.1 и 2 - два схематичных изображения реактора для газификации угля с соединенным с ним промывателем.

На фиг.1 показан реактор для газификации угля, который с помощью соединительной детали согласно изобретению соединен с газопромывателем. В реакторе 1 для газификации угля осуществляется реакция газификации угля с добавлением углеродосодержащих типов топлива 2 и кислородосодержащего газа 3. Синтез-газ покидает реакционную зону 1а и за счет добавления посторонней среды охлаждается в зоне 4 охлаждения. При этом получают охлажденный синтез-газ 4а. Большая часть полученного твердого вещества выводится в реакторе по направлению вниз 4b.

Синтез-газ отклоняется и направляется в соединительную деталь 5, которая содержит дроссельный элемент 6. Этот дроссельный элемент имеет такую форму, что он производит на протекающий газ эффект Вентури. Газ покидает скруббер Вентури и подается на газопромыватель. После выхода из соединительной трубы он отклоняется 6а. При этом он попадает в кольцевое пространство 7а между стенкой 7 газопромывателя и корзиной 8 газопромывателя или внутренней трубой. На дне газопромывателя газ отклоняется и течет в корзине 8 газопромывателя наверх. При этом он выходит из корзины газопромывателя через выпускной патрубок 9. Получают очищенный синтез-газ 10. С целью поглощения тепловых расширений соединительной детали газопромыватель установлен на катковых опорах 7b, 7с. Для компенсации тепловых расширений также могут быть предусмотрены другие устройства, такие как опорные плиты, по которым происходит скольжение, или подобное.

На фиг.2 показан реактор для газификации угля, который с помощью соединительной детали соединен с газопромывателем. В реакторе 1 для газификации угля осуществляется реакция газификации угля при добавлении углеродосодержащих типов топлива 2 и кислородосодержащего газа 3. Синтез-газ покидает реакционную зону 1а и за счет добавления посторонней среды охлаждается в зоне 4 охлаждения. При этом получают охлажденный синтез-газ 4а. Большая часть полученного твердого вещества выводится в реакторе по направлению вниз 4b.

Синтез-газ отклоняется и направляется в соединительную деталь 5, которая содержит дроссельные элементы 6. Эти дроссельные элементы имеют такую форму, что они производят на протекающий газ эффект Вентури. Газ покидает скруббер Вентури и поступает в газопромыватель 7. При этом он отклоняется в промывателе через находящуюся внутри трубу вниз до дна газопромывателя 8b. На отстойнике промывателя он отклоняется и течет через боковые корзины 7а промывателя наверх против текущей навстречу жидкости.

Из боковых корзин 8 промывателя газ выходит наверх, вытекает из них и покидает промыватель из находящегося на крышке промывателя выпускного штуцера 9. Получают очищенный синтез-газ 10. Также и здесь газопромыватель установлен на катковых опорах 7b, 7с для поглощения тепловых расширений соединительной части.

Разумеется, изобретение не ограничено изображенными примерами осуществления. Здесь, прежде всего в горизонтальной соединительной трубе, могут быть предусмотрены также и отличные от изображенных встроенные элементы, поглощающие тепловое расширение и делающие возможным перемещение опоры, могут иметь другую конструкцию, при этом здесь также не изображен предусмотренный, при известных обстоятельствах, общий монтажный остов реактора и промывателя.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Реактор для газификации угля

2 Мелкопомолотое углеродосодержащее топливо

3 Углеродосодержащий реакционный газ

4 Зона охлаждения или закалки

4а Неочищенный синтез-газ

4b Полученные твердые вещества из реакции газификации

5 Трубообразная соединительная деталь

6 Дроссельный элемент

6а Отклоненный поток синтез-газа на входе газопромывателя

6b Соединительный рычаг для управления

6с Соединительный рычаг в виде элемента управления

7 Газопромыватель

7а Кольцевое пространство

7b Катковая опора для газопромывателя

7с Направляющий элемент

8 Корзина промывателя

8а Расположенная внутри труба

8b Дно газопромывателя

9 Выход газа

10 Очищенный синтез-газ.

1. Установка для производства синтез-газа с реактором, а также гидродинамически соединенным с ним газоохладителем/очистителем, отличающаяся тем, что соединение между реактором (1) и газоохладителем/очистителем (7) образовано горизонтальной соединительной деталью (5) с выполненным в виде элемента Вентури дроссельным элементом (6).

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что расположенный внутри дроссельный элемент (6) выполнен с возможностью регулировки.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что реактор (1) установлен стационарно, при этом соединительная часть (5) расположена на реакторе (1) в области, образующей опорную точку обечайки кожуха, и при этом газоохладитель/очиститель (7) снабжен обеспечивающими горизонтальное перемещение опорами (7b).

4. Установка по пп.1, 2 или 3, отличающаяся тем, что соединительная часть (1) расположена в верхней области газоохладителя/очистителя (7), при этом газ со стороны кожуха и/или по центру направляется вниз по корзине (8) промывателя или же сквозь корзину (8) промывателя для протекания через промыватель против направления действия силы тяжести.

5. Способ производства синтез-газа, при этом газ из реактора подают на абсорбционную очистку газа, отличающийся тем, что газ из направления действия силы тяжести отклоняют наверх и через выполненную, при известных условиях, в виде скруббера Вентури горизонтальную трубу подают па газоохладитель/очиститель в его верхней области, там по центру или со стороны кожуха направляют вдоль корзины промывателя или сквозь корзину промывателя в отстойник газопромывателя, против направления действия силы тяжести направляют через корзину промывателя, а оттуда в виде очищенного синтез-газа транспортируют далее.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения жидкого углеводородного продукта (1), такого как биотопливо, из твердой биомассы (2). .

Изобретение относится к способу и устройству для выделения диоксида углерода и сульфида водорода из синтетического газа для превращения источника топлива в водород.

Изобретение относится к энергетике, в частности может использоваться для контроля проведения процесса газификации водоугольной суспензии (ВУС). .

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для пирогенеза углеродсодержащих материалов с целью получения твердого остатка - угля и высококалорийного пиролизного газа для энергоснабжения потребителей.

Изобретение относится к энергетике, а именно к теплогазогенераторам газификации твердого топлива, используемыми для обеспечения потребителей высококалорийным силовым газом и горячим водоснабжением.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения наибольшего количества и лучшего качества генераторного газа путем создания условий для максимально возможного сгорания топливо-водяной смеси.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Получение синтез-газа газификацией жидкого или тонкоизмельченного твердого топлива кислородсодержащими газообразными агентами газификации происходит под давлением от 0,3 до 8 МПа в диапазоне температур от 1200 до 2000°C в охлаждаемом реакторе (3). Синтез-газ образуется в расположенной вверху реактора реакционной камере (2), в верхнюю зону которой подаются входные компоненты, на боковых стенках камеры осаждается жидкий шлак, который может свободно стекать не застывая, и в нижней части которой находится отверстие (6) с кромками для стекания (7), с которых полученный синтез-газ может отводиться вниз и может стекать опускающийся жидкий шлак. Снизу к отверстию (6) примыкает вторая камера (8), в которой синтез-газ сохраняется сухим и охлаждается. Вторая камера (8) ограничена свободнопадающей водяной пленкой (12), снизу ко второй камере (8) примыкает третья камера (15), в которой синтез-газ охлаждается в результате подачи воды. Под третьей камерой (15) находится водяная баня (21), в которую падают уже застывшие или еще жидкие частицы шлака, и снизу или сбоку от третьей камеры (15), но выше водяной бани (21), охлажденный синтез-газ отводится из резервуара высокого давления (4). Изобретение позволяет охлаждать синтез-газ без образования отложения примесей на стенках реактора. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для получения энергетического газа путем смешения водоугольного топлива и воздуха с последующим горением этой смеси. Газогенератор выполнен в виде единой камеры 2 с футеровкой, несколькими группами 4, 5, 9 двухкомпонентных форсунок пневматического типа и отверстиями 12 встречного вдува воздуха. При таком исполнении зона горения и зона газификации организованы внутри единого объема камеры 2. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и повышение кпд газогенератора для получения энергетического газа из водоугольного топлива. 1 ил.

Изобретения могут быть использованы в энергетике и химическом синтезе. Способ получения синтез-газа с низким содержанием смол из биомассы включает разложение биомассы в первом реакторе кипящего слоя (3) на пиролизный газ и пиролизный кокс. Полученный пиролизный газ подают в качестве газа для образования кипящего слоя (5) в следующем реакторе кипящего слоя (11). Пиролизный кокс в виде мелких частиц выводят вместе с газом и подают в следующий реактор кипящего слоя (11) через сопловое днище (4). Изобретения позволяют получить синтез-газ с низким содержанием смол и азота при высоком кпд.2 н. и 35 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении СО- или Н2-содержащего газа газификацией содержащего золу топлива. Реактор содержит находящийся под давлением резервуар (2), внутри которого образована мембранной стенкой (3) реакционная камера (4), переходную зону (8), охлаждающую камеру (11), бункер для сбора шлака (12). В охлаждающей камере (11) вблизи образующих водяную пленку устройств расположен двустенный цилиндр с переливом охлаждающего средства. Камера (11) также содержит тангенциальный подвод охлаждающего средства и форсунки для разбрызгивания охлаждающей среды, обеспечивающей дополнительное охлаждение. Изобретение позволяет исключить повреждение стенок охлаждающей камеры за счет образования неразрывной водяной пленки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Реактор газификации для производства СО- или H2-содержащего неочищенного газа путем газификации содержащего золу топлива с кислородсодержащим газом при температурах выше температуры плавления золы содержит находящийся под давлением резервуар и реакционную камеру, образованную мембранной стенкой из охлаждающих труб, причем между внутренней стенкой находящегося под давлением резервуара и мембранной стенкой образовано кольцевое пространство и предусмотрены элементы, такие как горелки, которые горизонтально проходят через стенку находящегося под давлением резервуара и мембранную стенку по существу в одной и той же плоскости. Для восприятия нагрузки от мембранной стенки последняя опирается непосредственно или опосредованно на входные трубопроводы охлаждающего средства или выходные трубопроводы смеси. Технический результат изобретения заключается в конструктивно простом и рациональном уменьшении напряжений в элементах реактора. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к химической промышленности и предназначено для газификации содержащего золу топлива с кислородсодержащим газом. Реактор (1) газификации содержит находящийся под давлением резервуар (2), внутри которого расположена реакционная камера (4), образованная мембранной стенкой (3). Камера (4) соединена сужающимся переходным каналом (7) с камерой (11) охлаждения газа. В переходном канале (7) предусмотрены уменьшающие завихрения охлаждаемые ребра (9), под которыми расположен буртик с волнистой поверхностью, переходящий в уменьшенную в диаметре первую цилиндрическую стенку, имеющую первую кромку (18) для стекания капель. Первая цилиндрическая стенка окружена увеличенной в диаметре второй цилиндрической стенкой, на конце которой в направлении силы тяжести образована вторая кромка (10а) для стекания капель шлака. Вторая цилиндрическая стенка установлена с возможностью смещения по высоте относительно первой кромки. Изобретение позволяет обеспечить оптимальное стекание шлака. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения могут быть использованы в химической промышленности. Способ деполимеризации пластмассовых отходов включает нагрев исходного твердого материала и получение в резервуаре или реакторе (311) с индукционным нагревателем (23) жидкой ванны легкоплавких металлов или металлических сплавов. Исходный твердый материал дозированно подают подающим устройством (11) в жидкую ванну легкоплавких металлов или металлических сплавов (3) с температурой от 50 °С до 550 °С. Изобретения позволяют проводить деполимеризацию пластмассовых отходов без их дополнительной обработки, без возникновения перегрева и отложений. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к соплу горелки и угольному газогенератору, содержащему сопло горелки. Сопло горелки содержит корпус сопла. Топливная труба и труба для газа, поддерживающего горение, предусмотрены в корпусе сопла. Труба для газа, поддерживающего горение, расположена вокруг наружной части топливной трубы. Выпускной конец трубы для газа, поддерживающего горение, продолжается дальше, чем выпускной конец топливной трубы. В трубе для газа, поддерживающего горение, предусмотрена отделяющая труба, которая отделяет трубу для газа, поддерживающего горение, как первую трубу для газа, поддерживающего горение, и вторую граничную трубу для газа. Вторая граничная труба расположена вокруг наружной части первой трубы для газа, поддерживающего горение. Выпускной конец топливной трубы продолжается дальше, чем конец отделяющей трубы. Техническим результатом является предотвращение износа конца трубы для газа, поддерживающего горение. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к газификатору биомассы с газификацией в перемещающемся потоке и способу газификации с использованием газификатора для получения синтез-газа из биотоплива в присутствии СВЧ-возбужденной плазмы. Газификатор содержит корпус печи, расположенный вертикально и содержащий впуск для топлива, в виде форсунок, выпуск для синтез-газа и выпуск для шлака, систему предварительной обработки топлива, расположенную снаружи корпуса печи и содержащую устройство дробления топлива, отсеивающее устройство, первый топливный контейнер для приема частиц топлива пригодного размера, второй топливный контейнер для приема частиц топлива непригодного размера и питающий бункер, нижняя часть которого соединена с корпусом печи посредством форсунок, и блок мониторинга. Слои микроволновых генераторов плазмы расположены параллельно у зоны газификации корпуса печи, и каждый слой микроволновых генераторов плазмы содержит от 2 до 4 впусков для рабочего газа. Изобретение обеспечивает высокоинтенсивную газификацию биомассы и экономическую эффективность. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано для получения синтез-газа. Микроволновой плазменный газификатор содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус 2, питающее устройство 1, верхнюю форсунку 5 распыления пара, нижнюю форсунку 4 диоксида углерода/пара, выпуск для синтез-газа, блок мониторинга 6, микроволновой генератор плазмы, внешнее нагревающее устройство 9. Способ газификации биотоплива с использованием микроволнового плазменного газификатора заключается в том, что получают синтез-газ, смешивают его с плазменными окислителями и осуществляют внешний нагрев газификатора с помощью непрореагировавших углеродных остатков и материалов слоя, нагреваемых во внешнем нагревающем устройстве 9. Изобретение позволяет повысить содержание эффективных компонентов в синтез-газе, создать более эффективный и экономичный процесс полной утилизации в комбинации с получением различных видов энергий. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.
Наверх