Утилизационная установка с паровым котлом


 


Владельцы патента RU 2493483:

Шатровский Дмитрий Александрович (RU)

Изобретение относится к области судового котлостроения и может быть использовано в стационарных утилизационных котлах, работающих вместе с дизелями или газовыми турбинами. Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в создании утилизационной установки с улучшенными эксплуатационными показателями, поверхности нагрева парового котла которой можно было бы очищать без остановки главного двигателя, снизить расход пресной воды и улучшить экологические показатели и эффективность теплообмена. Поставленная задача достигается тем, что утилизационная установка с паровым котлом включает в себя паровой котел с принудительной циркуляцией, который выполнен в виде корпуса, в котором расположены поверхности нагрева в виде пакетов труб, и устройство очистки поверхностей нагрева, выполненное из отдельных элементов очистки, а также подводящий и отводящий газоходы с шиберами. При этом подводящий газоход с шибером подсоединен к верхней части корпуса, а отводящий газоход с шибером подсоединен к нижней части корпуса, установка дополнительно содержит камеру мокрой очистки газов и танк, между поверхностями нагрева размещены элементы очистки поверхностей нагрева, которые соединены с танком трубопроводом с насосом, камера мокрой очистки газов расположена в корпусе и соединена с танком с помощью сливного трубопровода с шибером. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области судового котлостроения. Оно может быть использовано в стационарных утилизационных котлах, работающих вместе с дизелями или газовыми турбинами.

Практически во всех судовых дизельных или газотурбинных энергетических установках предусматривается утилизация тепла выхлопных газов двигателей. Тепло используется для подогрева топлива и масла, обогрева судовых помещений и на бытовые нужды. При температуре выхлопных газов главных двигателей 320°C и более возможна глубокая утилизация тепла. В этом случае производительность утилизационного котла достаточна для работы турбогенератора, который замещает вспомогательный дизель-генератор. В результате повышается эффективность топливоиспользования. Основной проблемой эксплуатации является быстрое загрязнение поверхностей нагрева твердыми несгоревшими частицами и сажей, содержащимися в выхлопных газах главного двигателя

Известен «Утилизационный паровой котел Сеня» (Патент RU №2394184 01.2006, в котором теплообмен осуществляется в вертикальных трубах, расположенных по окружности. Как показывают расчеты, при компоновке реальной поверхности нагрева по предлагаемой схеме, котел становится неприемлемым для судовых условий по габаритным параметрам, ремонтопригодности, ненадежности и склонности к загрязнению. Нежелательным считается использование прямых труб в котлах из-за возникающих тепловых напряжений.

Широко известна утилизационная установка с паровым котлом КУП-660/7-1 [см. В.М. Залепухин. Конструкция и эксплуатация утилизационных установок КУП660/7-1. Учебное пособие. Новороссийск, 2004]. Эта утилизационная установка с паровым котлом наиболее близка к предлагаемому решению, поэтому выбрана в качестве прототипа. Как и большая часть судовых утилизационных установок, она имеет паровой котел с принудительной циркуляцией. Паровой котел имеет вертикальный корпус, в котором расположены поверхности нагрева в виде горизонтальных гладкотрубных змеевиковых прямоугольных пакетов: пароперегреватель, испарительный пучок и экономайзер. Подводящий газоход с шибером подсоединен к нижней части корпуса, а отводящий газоход с шибером подсоединен к верхней части корпуса. Выхлопные газы в известной утилизационной установке движутся снизу вверх, поступая последовательно на пароперегреватель, испаритель, экономайзер. На большинстве утилизационных установок для очистки поверхностей нагрева используют сажеобдувку с помощью паровых или воздушных сажеобдувателей и водообмыв. С этой целью внутри корпуса расположено устройство очистки поверхностей нагрева парового котла, выполненные из отдельных элементов очистки в виде труб с соплами. Эти элементы расположены над поверхностями нагреват, в частности, над испарительным пучком и экономайзером.

При использовании тяжелого топлива в судовом дизеле скорость загрязнения нагревательных поверхностей, такова, что необходимо трижды в сутки осуществлять сажеобдувку, при этом на палубу выбрасывается большое количество сажи и твердых несгоревших частиц, что кроме загрязнения окружающей среды представляет опасность для судов и прежде всего танкеров. Тем не менее, через две недели непрерывной работы утилизационная установка уже не дает нужного количества пара нужного давления, и требуется проводить мойку поверхностей нагрева парового котла, что возможно только при остановке главного двигателя, что не всегда возможно по требованиям безопасности.

Кроме того, в испарительном пучке используется движение пароводяной смеси снизу вверх (прямоточная схема теплообмена), поскольку образующийся в трубках пар стремится двигаться вверх в соединениях между горизонтальными участками змеевика. При движении пароводяной смеси сверху вниз (противотоке), пар создал бы дополнительное гидравлическое сопротивление движению циркулирующей воды. Такое прямоточное движение выхлопных газов в пространстве парового котла и пароводяной смеси в испарительном пучке приводит к снижению эффективности теплообмена на экономайзерном участке испарительного пучка.

Таким образом, известная утилизационная установка имеет низкие эксплуатационные показатели из-за невозможности проводить очистку (водообмыв) поверхностей нагрева парового котла без остановки главного двигателя, потери значительного количества пресной воды при водообмыве, а также низкие экологические показатели.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании утилизационной установки с улучшенными эксплуатационными показателями, поверхности нагрева парового котла которой можно было бы очищать без остановки главного двигателя, снизить расход пресной воды и улучшить экологические показатели и эффективность теплообмена.

Поставленная задача достигается тем, что как и прототип, предлагаемая утилизационная установка с паровым котлом, включает в себя паровой котел с принудительной циркуляцией, который выполнен в виде корпуса, в котором расположены поверхности нагрева в виде пакетов труб, и устройство очистки поверхностей нагрева, выполненное из отдельных элементов очистки, а также подводящий и отводящий газоходы с шиберами.

Отличие состоит в том, что подводящий газоход с шибером подсоединен к верхней части корпуса, а отводящий газоход с шибером подсоединен к нижней части корпуса, установка дополнительно содержит камеру мокрой очистки газов и танк, между поверхностями нагрева размещены элементы очистки поверхностей нагрева, которые соединены с танком трубопроводом с насосом, камера мокрой очистки газов расположена в корпусе ниже поверхностей нагрева и соединена с танком с помощью сливного трубопровода с шибером.

Отличие состоит также в том, что танк выполнен двухсекционным, в котором отстойная секция соединяется с секцией чистой воды перепускным трубопроводом с клапаном.

Отличие состоит также в том, что что подводящий газоход соединен с отводящим газоходом через дополнительный газоход с шибером.

Подключение подводящего и отводящего газоходов к корпусу парового котла указанным образом приводит к тому, что продукты сгорания движутся сверху вниз по вертикальному газоходу, в котором размещены пакеты труб, с установленными между ними элементами устройства очистки поверхностей нагрева. В нижней части котла размещается камера мокрой очистки газов, из которой продукты сгорания уходят по газоходу в атмосферу. При работе водообмывочных и сажеобдувочного устройства за счет эжекции возникает движущий напор, уменьшающий сопротивление газовыпускного тракта, что положительно сказывается на работе главного двигателя.

На чертеже. представлено схематичное изображение варианта предлагаемой утилизационной установки с паровым котлом.

Утилизационная установка включает в себя паровой котел, систему очистки поверхностей нагрева, систему газоходов, а также сепаратор и питательный насос (оба последних на фигуре не показаны), и циркуляционный насос 1. В вертикальном корпусе 2 парового котла расположены поверхности нагрева парового котла. К верхней части корпуса 2 присоединнен подводящий газоход 3 с шибером 4, к нижней части корпуса 2 подсоединен отводящий газоход 5 с шибером 6. Поверхности нагрева парового котла скомпонованы в виде змеевиковых пакетов труб, расположенных последовательно сверху вниз. Первый пакет по ходу газов - пароперегреватель 7, затем испарительный пучок 8 и экономайзер 9. В нижней части корпуса 2 под экономайзером 9 расположена камера мокрой очистки газов 10, к которой снизу присоединен сливной трубопровод 11 с шибером 12 и отводящий газоход 5 с шибером 6. Днище камеры мокрой очистки газов 10 имеет наклон и сливной трубопровод 11 соединен с этим днищем в нижней его точке. Сливной трубопровод 11 присоединен к танку 13, который может быть разделен перегородкой 14 на две секции: отстойную 15 и чистой воды 16. Обе секции соединены трубопроводом с перепускным клапаном 17. К секции чистой воды 16 подключен трубопровод добавочной воды с клапаном 18.

Утилизационная установка содержит устройство очистки поверхностей нагрева, которое может состоять, например, из сажеобдувателя 19, расположенного над пароперегревателем 7, и водоочистителя 20, который может состоять из двух частей, каждая из которых размещена над испарительным пучком 8 и экономайзером 9. Сажеобдуватель 19 и водоочиститель 20 представляют собой, например, трубы с соплами на нижней образующей трубы, при этом сажеобдуватель 19 через клапан 21 соединен с сепаратором пара, а части водоочистителя 20 через клапаны 22 и 23 с помощью насоса 24 соединен трубопроводом с секцией чистой воды 16 танка 13. Ниже экономайзера 9 расположен элемент 25 для распыливания воды для мокрой очистки газов, который через соответствующий клапан 26 и насос 24 соединен трубопроводом с секцией чистой воды 16 танка 13.

Днище отводящего газохода 5 после шибера 6 выполнено наклонным и в нижней его точке к нему подсоединен дренажный трубопровод с клапаном 27, который соединен с танком 13, причем, над его отстойной секцией 15.

Подводящий и отводящий газоходы соединены между собой дополнительным газоходом 28 с шибером 29.

Утилизационная установка с паровым котлом работает следующим образом.

Выхлопные газы от двигателя по подводящему газоходу 3 поступают в камеру, образованную соединением подводящего 3 и дополнительного 28 газоходов с двумя шиберами 4 и 29. При работающем паровом котле шибер 4 открыт, а шибер 29 закрыт.Одновременно с шибером 4 открыт шибер 6 отводящего 5 газохода, в результате чего обеспечивается проход всех продуктов сгорания через корпус 2 парового котла. Шибер 12 сливного трубопровода 11 должен быть закрыт, а клапан 27 дренажного трубопровода открыт.При таком режиме работы выхлопные газы через паровой котел по отводящему 5 газоходу уходят в атмосферу. Циркуляционный насос 1 подает воду из сепаратора в экономайзер 9, где вода нагревается до температуры близкой к температуре насыщения. Далее циркулирующая вода поступает в испарительный пучок 8. Образовавшаяся в испарительном пучке 8 пароводяная смесь далее идет в сепаратор, где происходит отделение пара от воды. Насыщенный пар из сепаратора идет в пароперегреватель 7, где перегревается до номинальной температуры.

По мере загрязнения поверхностей нагрева парового котла требуется проводить их очистку.

Для удаления отложений с поверхности пароперегревателя 7 служит паровой или воздушный сажеобдуватель 19. Использование водообмыва для очистки пароперегревателя 7 не допускается из-за возможных гидравлических ударов вследствие конденсации части пара. При работе сажеобдувателя 19 обмывочная вода через клапан 26 подается на элемент 25 для распыления воды при мокрой очистке газов, расположенный под экономайзером 9. Таким образом, в камере 10 происходит мокрая очистка продуктов сгорания от сажи и твердых несгоревших частиц, удаляемых с поверхности пароперегревателя 7.

При загрязнении других поверхностей нагрева парового котла, появляется необходимость их очистки с помощью водоочистителя 20. При этом подается вода из секции 16 чистой воды танка 13 в одну из его частей: сначала на ту, которая расположена над испарителем 8, а затем на расположенную над экономайзером 9. Вода вместе с твердыми несгоревшими частицами, сажей и газами двигается вниз в камеру 10 мокрой очистки газов, где происходит разделение потока. Продукты сгорания и пары частично испарившейся воды через открытый шибер 6 двигаются по отводящему 5 газоходу вверх, т.е. в атмосферу. Вода с несгоревшими частицами и сажей двигаются вниз, т.е. в отстойную секцию 15 танка 13, где уровень на начало процедуры располагается не выше уровня присоединения перепускного трубопровода 17. Клапан дренажного трубопровода 27 должен быть открыт и вытесняемые газы свободно перемещаются в отводящий 5 газоход. Выпадающая из потока газов вода по этому же трубопроводу сливается в отстойную секцию 15 танка 13. Вся использованная для обмыва вода скапливается в отстойной секции 15, где происходит сепарация и через некоторое время несгоревшие частицы и сажа оказываются на дне отстойной секции 13. Перед следующей процедурой вода, попавшая в отстойную секцию 15 танка 13, перепускается через перепускной клапан 18 в секцию 16 чистой воды для использования при мойке. Чистка отстойной секции 15 танка 13 производится до того, как уровень выпавших отложений достигнет уровня, на котором установлен перепускной клапан 18. По мере того, как общее количество воды в танке 13 уменьшается из-за частичного испарения воды при мойке, производится ее пополнение по трубопроводу добавочной воды через клапан 18. Вода в водоочиститель 20 забирается насосом 24 с некоторого уровня над днищем танка 13 с тем, чтобы исключить попадание отложений, которые могут постепенно скапливаться и в отсеке 16 чистой воды, в водоочиститель 20.

Установка позволяет проводить мойку при байпасировании котла, т.е. когда шибер 29 дополнительного 28 газохода и шибер 6 отводящего 5 газохода закрыты, а шибер 4 подводящего 3 газохода открыт.

Танк 13 является закрытой емкостью, поэтому выхлопные газы не могут попасть в машинно-котельное отделение как при работе котла, так и при его чистке

Следует отметить, что при работе любой части устройства очистки поверхностей нагрева (сажеобдувателя 19 о водоочистителя 20) шибер 12 сливного трубопровода 11 должен быть открыт.

Наиболее вероятная частота водоочистки - не чаще одного раза в сутки. При каких-либо непредвиденных ситуациях или необходимости ремонта утилизационная установка может быть отключена по газовой стороне путем открытия шибера 29 дополнительного 28 газохода и закрытия шибера 4 подводящего 3 газохода и шибера 6 отводящего 5 газохода. При необходимости снизить паропроизводительность котла шиберы 4, 6 и 29 могут быть в промежуточном состоянии.

1. Утилизационная установка с паровым котлом, включающая в себя паровой котел с принудительной циркуляцией, который выполнен в виде корпуса, в котором расположены поверхности нагрева в виде пакетов труб, и устройство очистки поверхностей нагрева, выполненное из отдельных элементов очистки, а также подводящий и отводящий газоходы с шиберами, отличающаяся тем, что подводящий газоход с шибером подсоединен к верхней части корпуса, а отводящий газоход с шибером подсоединен к нижней части корпуса, установка дополнительно содержит камеру мокрой очистки газов, и танк, между поверхностями нагрева размещены элементы очистки поверхностей нагрева, которые соединены с танком трубопроводом с насосом, камера мокрой очистки газов расположена в корпусе ниже поверхностей нагрева и соединена с танком с помощью сливного трубопровода с шибером.

2. Утилизационная установка с паровым котлом по п.1, отличающаяся тем, что танк выполнен двухсекционным, в котором отстойная секция соединяется с секцией чистой воды перепускным трубопроводом с клапаном.

3. Утилизационная установка с паровым котлом по п.1 или 2, отличающаяся тем, что подводящий газоход соединен с отводящим газоходом через дополнительный газоход с шибером.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к котлу-утилизатору, характеризующемуся наличием реактора, к нижней части которого примыкают две горелки, а к боковой поверхности реактора примыкает боров подвода дымовых газов, при этом дымовые газы, которые отходят из борова подвода дымовых газов, поступают в зону активного горения реактора, которая расположена в нижней его части, системы утилизации тепла дымовых газов, которые поступают в реактор котла-утилизатора, патрубка отвода дымовых газов из реактора, который содержит дополнительную систему утилизации тепла дымовых газов и, по меньшей мере, один дымосос.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в энергетических парогазовых установках с газотурбинными двигателями, паровыми турбинами и котлами-утилизаторами, снабженными блоками дожигающих устройств.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котлах-утилизаторах башенного типа, предназначенных для получения перегретого пара за счет охлаждения продуктов сгорания после газовой турбины.

Изобретение относится к процессу метанирования, в частности к рекуперации тепла в процессе, включающем реакцию метанирования и объединенном с процессом газификации угля.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в качестве источника парогазовой смеси при предпусковом подогреве как двигателей внутреннего сгорания, так и автомобилей.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может найти применение на любом предприятии, эксплуатирующем котлы на углеводородном топливе. .

Изобретение относится к устройствам для получения пара и может быть использовано в нефтегазодобывающем производстве при проектировании технологического оборудования, а также для передвижного отопления.

Изобретение относится к теплообменнику отработавшего газа, в частности охладителю отработавшего газа, для рециркуляции отработавших газов на автомобилях согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а конкретно к котлостроению, и может быть использовано в утилизационных паровых котлах для стационарной и транспортной энергетики.

Изобретение относится к парогенератору, в котором в канале топочного газа, протекаемом топочным газом приблизительно в горизонтальном направлении, расположена испарительная прямоточная поверхность нагрева, которая содержит множество включенных параллельно для протекания текучей среды парогенераторных труб с множеством подключенных после некоторых парогенераторных труб на стороне текучей среды выходных коллекторов.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплообменниках отработавшего газа, в частности охладителях отработавшего газа для рециркуляции отработавших газов в автомобилях, с приспособленными для протекания отработавшего газа и обтекаемыми охлаждающим средством каналами теплообменника, которые оканчиваются в распределительной и/или собирающей камере, с расположенным в распределительной и/или собирающей камере устройством с направляющими каналами, причем устройство с направляющими каналами имеет входную область для отработавшего газа, выходную область для отработавшего газа и множество проходящих от входной области для отработавшего газа до выходной области для отработавшего газа проточных каналов, которые наклонены друг относительно друга. Концентрация проточных каналов в поперечном сечении составляет 100-600 единиц/кв.дюйм, а длина проточных каналов составляет 15 - 100 мм. При таком выполнении оказывается воздействие на поток отработавшего газа в направлении пока, на скорость потока, на площадь поперечного сечения, на распределение потока и на другие параметры потока. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в прямоточных парогенераторах. Парогенератор содержит теплообменник, жидкостный и паровой коллекторы. Теплообменник содержит несколько теплообменных блоков одинаковой конструкции. Теплообменный блок содержит пучок спиральных теплопередающих труб, центральный цилиндр и рукава. Спиральные теплопередающие трубы, имеющие разный радиус закругления, размещены по концентрической спирали в межтрубном пространстве между центральным цилиндром и рукавом, образуя одну или несколько теплообменных колонн. Один выход жидкостного коллектора соединен с основным трубопроводом для подачи воды, а второй выход жидкостного коллектора соединен с пучком спиральных теплопередающих труб. Один выход парового коллектора соединен с основным паровым трубопроводом, а второй выход парового коллектора соединен с пучком спиральных теплопередающих труб. Внутри части соединения с жидкостным коллектором каждая спиральная теплопередающая труба снабжена фиксированной и съемной диафрагмой. 6 з.п. ф-лы., 6 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации тепла дымовых газов котельных агрегатов, промышленных печей, вентиляционных выбросов при нагревании воздуха с одновременным получением электричества. Комплексный утилизатор тепла сбросных газов содержит корпус, снабженный газовыми и воздушными патрубками, внутри которого помещен пакет, состоящий из перфорированных пластин, образующих между собой газовые и воздушные каналы, причем перфорация пластин выполнена в виде горизонтальных щелей, размещенных в шахматном порядке относительно друг друга, в которых помещены термоэлектрические звенья, состоящие из овальных вставок, выполненных из упругого диэлектрического коррозионностойкого материала, внутри которых помещены зигзагообразные ряды, состоящие из термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых представляет собой пару оголенных проволочных отрезков, выполненных из разных металлов M1 и М2, спаянных на концах между собой, причем сами зигзагообразные ряды соединены между собой последовательно соединительными проводами, образуя термоэлектрические секции, соединенные с коллекторами электрических зарядов и клеммами. Такое выполнение утилизатора повышает его надежность и эффективность. 5 ил. .

Настоящее изобретение относится к теплообменнику для охлаждения горячих газов посредством охлаждающей текучей среды, причем указанный теплообменник содержит: по меньшей мере, одну вертикально ориентированную емкость, содержащую ванну охлаждающей текучей среды и имеющую пространство для сбора паровой фазы, генерированной над указанной ванной охлаждающей текучей среды, один вертикальный трубчатый элемент, вставленный внутрь указанной емкости, открытый на концах и коаксиальный с указанной емкостью, один спиральный канал, который оборачивается вокруг оси емкости, вставленный в указанный коаксиальный трубчатый элемент, один выпуск для паровой фазы, генерированной в верхней части указанной емкости, причем, по меньшей мере, одна транспортная линия вставлена в нижнюю часть вертикальной емкости, открыта с двух концов, из которых один соединен с вертикальной емкостью и другой является свободным и находится снаружи указанной емкости, причем указанная транспортная линия является трубчатой и выступает вбок снаружи указанного теплообменника, содержит, по меньшей мере, один центральный внутренний канал, который находится в сообщении по текучей среде со спиральным каналом и проходит вертикально вдоль трубчатого элемента, вставленного в вертикальную емкость, при этом канал имеет наружную рубашку, в которой циркулирует охлаждающая текучая среда. Технический результат - повышение безопасности и работоспособности теплообменной системы. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использовано в котельных ТЭЦ, работающих на твердом малосернистом топливе повышенной влажности, например торфе. В теплоутилизаторе для глубокой утилизации тепла дымовых газов согласно изобретению перед дымовой трубой размещен изолированный резервуар с проточной водой, имеющий с торцевых сторон рубашки, разделенные горизонтальными полками на секции. Внутри резервуара расположены горизонтальные параллельные ряды труб и объединяющие объемы рубашек, состоящие из отдельных пучков, в которых дымовые газы перемещаются в одном направлении. Пучки труб чередуются между собой большими объемами секций рубашек, изменяющих направление движения дымовых газов в соседних пучках, образуя таким образом змеевик переменного сечения для перемещения дымовых газов навстречу проточной воде. Горячие дымовые газы перемещаются по змеевику, трубы которого погружены в резервуар с проточной охлаждающей водой. Серная и сернистая кислоты конденсируются из дымовых газов в первую очередь в нижней части змеевика и вымываются из него с помощью части конденсата влаги топлива в конденсатосборник кислот. Изобретение позволит улучшить экономические показатели работы ТЭЦ и увеличить КПД . 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для использования тепла уходящих газов устройств, использующих в качестве топлива природный или сжиженный газ. Устройство утилизации тепла дымовых газов содержит систему газоводяных поверхностных теплообменников, выполненных из оребренных коррозионно-стойких биметаллических труб, при этом один теплообменник устройства выполнен выносным. Нагреваемыми теплоносителями является вода, водосодержащая незамерзающая жидкость, наружный холодный воздух приточной вентиляции. Выносной теплообменник установлен на входе (по ходу воздуха) калорифера приточной вентиляции помещений и по контуру циркуляции водосодержащей незамерзающей жидкости он работает в паре с последним теплообменником устройства, при этих условиях последний теплообменник устройства работает как конденсатор водяных паров дымовых газов. После прохождения теплообменников поток газов разделяется на два потока: большой и малый. На малом потоке в целях увеличения его динамического напора установлен напорный вентилятор, после прохождения которого два потока газов смешиваются в щелевом эжекторе, в котором также увеличивается динамический напор и большого потока, в результате компенсируются аэродинамические потери теплоутилизатора. Изобретение позволяет повысить эффективность использования низкопотенциального тепла конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах. 2 н. и 5з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение предлагает систему и способ парогазовой конверсии. Способ парогазовой когенерации на основе газификации и метанирования биомассы включает: 1) газификацию биомассы путем смешивания кислорода и водяного пара, полученных из воздухоразделительной установки, с биомассой, транспортировку образующейся в результате смеси через сопло в газификатор, газификацию биомассы при температуре 1500-1800°С и давлении 1-3 МПа с получением неочищенного газифицированного газа и транспортировку перегретого пара, имеющего давление 5-6 МПа, полученного в результате целесообразной утилизации тепла, к паровой турбине; 2) конверсию и очистку: в соответствии с требованиями реакции метанирования корректировку отношения водород/углерод неочищенного газифицированного газа, образованного на стадии 1), до 3:1 с использованием реакции конверсии и извлечение при низкой температуре неочищенного газифицированного газа с использованием метанола для десульфуризации и декарбонизации, в результате чего получают очищенный сингаз; 3) проведение метанирования: введение очищенного сингаза стадии 2) в секцию метанирования, состоящую из секции первичного метанирования и секции вторичного метанирования, причем секция первичного метанирования содержит первый реактор первичного метанирования и второй реактор первичного метанирования, соединенные последовательно; предоставление возможности части технологического газа из второго реактора первичного метанирования вернуться к входу первого реактора первичного метанирования для смешивания со свежим подаваемым газом и далее возможности войти в первый реактор первичного метанирования, так что концентрация реагентов на входе первого реактора первичного метанирования уменьшается и температура слоя катализатора регулируется технологическим газом; введение сингаза после первичного метанирования в секцию вторичного метанирования, содержащую первый реактор вторичного метанирования и второй реактор вторичного метанирования, соединенные последовательно, где небольшое количество непрореагировавшего СО и большое количество CO2 превращается в CH4, и транспортировку перегретого пара промежуточного давления, образованного в секции метанирования, к паровой турбине; и 4) концентрирование метана: концентрирование метана синтетического природного газа, содержащего следовые количества азота и водяного пара, полученного на стадии 3), с помощью адсорбции при переменном давлении, так что молярная концентрация метана достигает 96% и теплотворная способность синтетического природного газа достигает 8256 ккал/Nм3. Технический результат - энергия биомассы превращается в чистый и удобный для использования природный газ с высокой теплотворной способностью, большое количество тепла, высвободившееся в результате реакций газификации и метанирования биомассы, эффективно утилизируется для образования высококачественного перегретого пара. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 ил., 2 пр.
Наверх