Способ обеспечения реактора газификации во взвешенном потоке топливом из накопительного бункера



Способ обеспечения реактора газификации во взвешенном потоке топливом из накопительного бункера
Способ обеспечения реактора газификации во взвешенном потоке топливом из накопительного бункера
Способ обеспечения реактора газификации во взвешенном потоке топливом из накопительного бункера

 


Владельцы патента RU 2513404:

УДЕ ГМБХ (DE)

Задача изобретения заключается в том, чтобы предложить способ снабжения топливом установки газификации под давлением, который экономичным образом обеспечивает, что выделение вредных веществ в процессе шлюзования угля и его транспортировки будет минимизировано или полностью исключено. Это достигнуто за счет того, что для шлюзования и/или транспортировки используют содержащий по меньшей мере 10 частей на миллион по объему СО газ, при этом к этому газу подмешивают кислородсодержащий газ, и что эту газовую смесь нагревают до температуры, при которой происходит окисление по меньшей мере 10% содержащихся в газе вредных веществ. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способу обеспечения реактора газификации во взвешенном потоке топливом из накопительного бункера с промежуточным включением по меньшей мере одного шлюзового бункера и по меньшей мере одного приемного бункера, при этом в реакторе газификации во взвешенном потоке вырабатывается содержащий СО, Н2 и летучую золу газ.

В патенте ЕР 0333991 А1 описан способ подачи пылевидного угля из накопительного бункера в шлюзовой бункер в газогенератор с газификацией во взвешенном потоке, причем в данном случае для шлюзования и транспортировки используют синтез-газ, который смешивают с кислородом.

При шлюзовании и подводе топлива в состоянии от мелкозернистого до порошкообразного с помощью содержащего диоксид углерода, монооксид углерода и кислород газа, в находящемся под повышенным давлением газогенераторе с газификацией во взвешенном потоке, в котором мелкозернистое или порошкообразное (<0,5 мм) топливо, например уголь, нефтяной кокс, биологические отходы или горючие материалы, во взвешенном состоянии с низким содержанием частиц (<50 кг/м3) реагирует с кислородсодержащим газифицирующим агентом под повышенным давлением до 10 МПа при температуре выше температуры плавления шлака, кислородсодержащий газ подводится в соотношении ниже стехиометрического, так что вырабатывается содержащий монооксид углерода газ.

Поскольку топливо сначала находится под давлением окружающей среды, его давление сначала следует через систему подачи довести до величины давления выше давления в генераторе для того, чтобы потом нужными дозами подводить к горелкам реактора газификации под давлением.

Предпочтительный способ предусматривает, что топливо из накопительного бункера подается в шлюзовой бункер. В этом бункере сначала создается давление выше давления в реакторе, и затем топливо через подающий трубопровод транспортировкой плотным потоком подается в постоянно находящийся под давлением накопительный бункер для горелок газогенератора. Из этого накопительного бункера горелки постоянно обеспечиваются дозированным потоком топлива. Необходимый для транспортировки плотным потоком транспортировочный газ подводится вблизи выхода из шлюзового бункера или в транспортировочный трубопровод. Затем с опустошенных шлюзовых бункеров снимается давление для того, чтобы он при примерно атмосферном давлении мог принять следующую порцию топлива. Выходящий при снижении давления газ очищается от пыли и выбрасывается в атмосферу.

Для шлюзования обычно используется азот из установки по разделению воздуха или диоксид углерода. Диоксид углерода применяется в том случае, когда должен вырабатываться синтез-газ или водород и/или СО с низким содержанием азота.

Диоксид углерода может быть получен в процессе обработки газа после газификации. Зачастую выходящий из газогенератора газ освобождается от пыли и очищается и подвергается процессу конверсии СО для того, чтобы установить нужное для синтеза соотношение Н2/СО или чтобы получить чистый водород. При этом СО и вода превращаются в CO2 и водород. После этого газ охлаждается, влага конденсируется и в заключение CO2 вымывается в промывочной установке с помощью циркулирующего растворителя, например метилдиэтаноламина, растворителя «Genosorb» или метанола. В десорбере CO2 выделяется из раствора вследствие снижения давления и повышения температуры. Полученный таким образом газ, наряду с CO2, содержит также другие компоненты, например Н2, СО, N2, метан, сероводород, аргон, пары использовавшихся растворителей, например метанола, и т.п. Содержание СО составляет, например, 0,1%. Хотя и возможно дополнительное снижение содержания вредных веществ в промывочной установке, но затраты (инвестиционные и производственные затраты, например, на потребление пара и электроэнергии) быстро увеличиваются с увеличением требований к чистоте (производство газообразных продуктов из неочищенного синтез-газа описано, например, в DE 10 2007 008 690 А1). Особенно сложным является удаление остатков СО из потока CO2.

В DE 10 2007 020 333 А1 описывается способ эксплуатации системы загрузки пыли для газификации угля под давлением, в состав которой входят накопительный бункер, шлюзы для загрузки пыли и дозирующий резервуар. В бункер в качестве средства для создания инертной атмосферы и разрыхления подводится нагретый азот, в то время как создание давления в шлюзовом бункере и транспортировка пыли осуществляются с помощью чистого CO2. Выходящий из шлюзового бункера при снижении давления газ подвергается снижению давления и затем освобождается в фильтре от твердых веществ. При этом разгрузка шлюзового бункера в дозирующий резервуар осуществляется под действием силы тяжести.

В DE 36 90 569 С2 описан способ удаления серосодержащих соединений из остаточного газа.

Недостатки известных решений заключаются, в частности, в том, что используемый для шлюзования и псевдоожижения газ должен содержать лишь небольшие концентрации вредных для окружающей среды веществ СО, H2S, метанола и т.п., так как он выбрасывается в атмосферу. Основанное на действии силы тяжести шлюзование с расположенными друг над другом бункерами требует значительных затрат из-за большой высоты и оказалось недостаточно надежным в эксплуатации из-за уплотнения сыпучего материала. Несмотря на многие различные разработки, оказалось очень сложным проводить процесс повышения давления настолько щадящим образом, чтобы поддерживать на достаточно низком уровне внутренние напряжения в сыпучем материале.

Задача изобретения заключается в том, чтобы предложить способ снабжения топливом установки газификации под давлением, который экономичным образом обеспечивает, что выделение вредных веществ в процессе шлюзования угля и его транспортировки будет минимизировано или полностью исключено.

В случае описанного в начале типа способа эта задача согласно изобретению решена за счет того, что для шлюзования и/или транспортировки используется газ, содержащий не менее 10 частей на миллион по объему СО (предпочтительно от 100 до 1000 частей на миллион), при этом к этому газу подмешивается газ, содержащий менее 5% кислорода, и что эта газовая смесь нагревается до температуры, при которой происходит окисление по меньшей мере 10% содержащегося в газе монооксида углерода.

Оказалось, что, несмотря на высокую концентрацию газов СО, H2S и паров использующихся при обработке газов растворителей, таких как метанол и т.п., благодаря изобретению выделение этих вредных веществ в процессе шлюзования и транспортировки угля может быть значительно уменьшено или их выделение может быть даже полностью предотвращено.

В способе выполнения изобретения предусмотрено, что используемый для шлюзования кислородсодержащий газ применяется для разрыхления топлива в накопительном бункере и/или для разрыхления и псевдоожижения содержимого шлюзовых бункеров, и/или для дальнейшей транспортировки из шлюзового бункера, и/или для разрыхления и псевдоожижения в приемном бункере для перемещения топлива между частями установки, из приемного бункера и/или к реактору газификации во взвешенном потоке.

Особое преимущество данного изобретения заключается в том, что все используемые в связи со шлюзованием и подводом топлива к реактору газификации во взвешенном потоке газы могут удовлетворять требуемым критериям.

Может быть предпочтительным, если, как это также предусмотрено в изобретении, содержащая вредное вещество (СО) и кислород газовая смесь направляется через по меньшей мере один катализатор для ускорения окисления монооксида углерода.

В зависимости от целей применения и конструкции соответствующей установки может быть согласно изобретению также предусмотрено, что используемый для повышения давления в шлюзовом бункере или шлюзовых бункерах газ будет подвергаться каталитическому окисления, а газ для транспортировки топлива каталитическому окислению не подвергается.

В еще одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что выходящий при снижении давления из приемного бункера газ подводится к ступени давления компрессора и/или через компрессорную установку к шлюзовому бункеру или шлюзовым бункерам.

Дальнейшие преимущества, подробности и отличительные черты следуют из приведенного ниже описания, а также из фигур:

Фиг.1 - блок-схема подачи топлива к реактору газификации,

Фиг.2 - аналогичная по назначению установка с несколькими приемными бункерами,

Фиг.3 - установка по существу согласно фиг.1 с измененным подводом используемых и образующихся газовых потоков.

Сначала следует заметить, что на фигурах все одинаковые по функциям элементы и линии потоков имеют одинаковые ссылочные обозначения, прежде всего, если соответствующие функции в отдельных установках являются идентичными или похожими.

На схеме установки согласно фиг.1 цифрой 1 показана подача топлива в накопительный бункер 2, при этом показанный более жирной линией путь топлива ведет из накопительного бункера 2 в шлюзовой бункер 3, оттуда через трубопровод 4b в приемный бункер 5, а оттуда - через трубопровод 6а к горелкам 6 реактора 7 газификации.

Выходящий при заполнении шлюзового бункера газ через трубопровод 3е подводится к фильтру 10, при этом после фильтрования газ через трубопровод 10е выбрасывается в окружающую среду или отводится для последующего использования. Пыль из фильтра возвращается в накопительный бункер 2. Вытесняемый при заполнении накопительного бункера 2 газ через трубопровод 2е также подводится к фильтру 10.

Из газогенератора с газификацией в потоке шлак и содержащая твердые вещества вода выводятся через 7b, газ по трубопроводу 7а поступает в установку 8 обработки газа, при этом синтез-газ отводится из установки 8 обработки газа по трубопроводу 8а.

Полученный диоксид углерода может быть, как показано на фиг.1, разделен на два потока, подводимый к компрессору поток 8b и подводимый к трубопроводу 8с для экспорта газа. К потоку 8b согласно изобретению по трубопроводу 16 перед компрессором 18 или по трубопроводу 16а после компрессора подмешивается кислородсодержащий газ, например воздух, поток охлаждается в теплообменнике 19 и через трубопровод 18b или 3а возвращается по замкнутом циклу в шлюзовой бункер для создания в нем давления.

Принцип действия согласно фиг.1 следующий:

Порошкообразное топливо 1 предварительно накапливается в накопительном бункере и оттуда через соединительный трубопровод передается в шлюзовой бункер 3. Для того чтобы можно было забирать топливо из накопительного бункера, в шлюзовых бункерах 3 сначала должно быть понижено давление. Выходящий из шлюзовых бункеров газ 3е очищается от пыли в фильтре 10 и выбрасывается в атмосферу. Затем шлюзовые бункеры заполняются топливом, и в них с помощью газов 3а и 3b создается повышенное давление. Затем выходной трубопровод шлюзового бункера продувается газом 3с и порошкообразное топливо из шлюзового бункера 3 через трубопровод 4b подается в приемный бункер 5. При этом в трубопровод подаются газ 3b для псевдоожижения и транспортировочный газ 4а.

Приемный бункер 5 находится постоянно под рабочим давлением и непрерывно обеспечивает топливом газогенератор 7 через несколько трубопроводов 6а. Подача из приемного бункера осуществляется путем подачи газа 5b для разрыхления и псевдоожижения в зоне выхода из бункера и с помощью дополнительного транспортировочного газа 5с. Поток топлива 6а транспортируется непрерывно и управляемо способом транспортировки плотным потоком в газогенератор 7 через горелки 6.

Выходящий при снижении давления из приемного бункера газ 5е возвращается в подходящую ступень давления компрессора 18, чтобы уменьшить необходимое количество газа 8b и снизить мощность компрессора. Газогенератор 7 включает в себя реактор газификации, узел охлаждения и очистки газа от пыли и узел охлаждения и вывода выгрузки через шлюз шлака 7b и содержащей твердые вещества воды.

В установке 8 обработки газа часть монооксида углерода и водяных паров превращается в диоксид углерода и водород. Кроме того, газ очищается с помощью растворителя (например, метилдиэтаноламина или метанола), и диоксид углерода отделяется от синтез-газа 8а (в основном Н2 и СО). Полученный в установке очистки газа содержащий диоксид углерода газ имеет низкое давление и содержит, как правило, небольшие количества вредных веществ, такие как, например, монооксид углерода <1%, сероводород <10 частей на миллион по объему, следы углеводородов и т.д.

Полученный диоксид углерода может иметь разный уровень качества. На фиг.1 показаны два потока CO2, 8b для сжатия и 8с для экспорта. Экспортируемый поток может часто содержать СО, H2S и метанол, например, когда газ используется для вытеснения сырой нефти под поверхностью земли. Если и в этом газе содержание вредных веществ должно быть снижено, то это также может быть выполнено путем окисления, как показано на фиг.1.

К неочищенному потоку СО2 подмешивается кислородсодержащий газ 16с, предпочтительно воздух, и температура смеси в теплообменниках 22 и 23 повышается для того, чтобы каталитически окислить в реакторе, предпочтительно, вредные вещества. После охлаждения в теплообменнике содержащий небольшие количества вредных веществ газ 22а может быть выброшен в атмосферу или использован в дальнейшем.

Поток 8b сжимается в компрессоре 18 и используется для шлюзования, псевдоожижения и пневматической транспортировки топлива в газогенератор. Часть этого газа сбрасывается в окружающую среду; в показанном на фиг.1 примере это поток 10е.

Для того чтобы уменьшить выброс в атмосферу вредных веществ, к содержащему вредные вещества газу 8b подмешивается кислородсодержащий газ 16 и смесь сжимается адиабатно или политропно с лишь незначительным промежуточным охлаждением.

Альтернативно, добавка кислорода, поток 16а, может происходить после компрессора 18. Сжатый горячий газ может быть при необходимости подогрет с помощью теплообменников (не показаны) и оставаться определенное время при этой температуре для того, чтобы вредные вещества, прежде всего СО и метанол, смогли прореагировать с содержащимся в газовой смеси кислородом. Хотя высокая температура шлюзового газа и транспортировочного газа термодинамически рациональна, она, однако, затрудняет распределение газов и вызывает выделение газов из частиц топлива, что может привести к дополнительному выбросу вредных веществ. Поэтому газ охлаждается до нужной температуры в теплообменнике 19, например испарителе.

Подмешивание кислорода 16 перед компрессором 18 выгодно с точки зрения работы газогенератора. Обычно среды для газификации топливо 6а и кислород подаются в газогенератор через отдельные концентрические каналы горелки и сначала образуют в газогенераторе отдельные струи, которые постепенно смешиваются.

Скорость реакции кислорода с горячим газом в газогенераторе на несколько порядков выше, чем со сначала относительно холодным топливом, так что преобладающая часть кислорода реагирует с газом, в результате чего образуются чрезвычайно горячее газовое пламя и относительно длинные холодные струи топлива. Только в результате перемешивания и под действием излучения температура топлива повышается, так что может произойти газификация топлива.

Если же часть кислорода подается вместе с топливом, то в непосредственном окружении частиц топлива протекает экзотермическая реакция с кислородом, благодаря чему холодные струи топлива и, тем самым, пламя становятся короче. Практическими следствиями этого являются более высокая степень превращения топлива и более высокая производительность газификации, поскольку максимальная скорость подачи топлива в горелку газогенератора лимитируется длиной пламени.

На фиг.2 показан более подробно альтернативный вариант выполнения систем шлюзования и транспортировки топлива с уменьшенными выбросами вредных веществ, при этом, как упоминалось выше, одинаковые по функциям части установки имеют одинаковые ссылочные обозначения, как на фиг.1.

Порошкообразное топливо 1 предварительно накапливается в накопительном бункере 2 и оттуда через соединительные трубопроводы передается в три шлюзовых бункера 3. Трубопроводы перед открыванием шлюзовых вентилей продуваются газом 2с. Во время процесса заполнения шлюзовых бункеров в разгрузочные конусы накопительного бункера подается газ 2b для псевдоожижения. Шлюзовые бункеры используются для подачи топлива со сдвигом по времени, так что получается квазинепрерывное снабжение приемных бункеров 5.

В заполненных топливом шлюзовых бункерах с помощью газов 3а и 3b создается повышенное давление. Затем топливо перемещается в приемный бункер 5, при этом газ 3b для псевдоожижения подается в разгрузочные конусы, а транспортировочный газ по трубопроводам 3с и 4а. Затем давление в опустошенных бункерах сбрасывается через трубопровод 3е. Выходящий при снижении давления газ 3е нагревается, например, в теплообменнике 11, чтобы избежать обледенения и конденсации во время снижения давления и в фильтре 10. Газы могут частично собираться в буферном резервуаре 9 и в дальнейшем использоваться, например, в накопительном бункере, в потоках 2а, 2b, 2с и для создания инертной атмосферы в мельнице. По меньшей мере одна часть газа освобождается от пыли в фильтре 10 и выбрасывается в атмосферу. Буферный резервуар 9 дополнительно снабжается газом 9а, например, во время фазы запуска установки. Часть занесенного вместе с топливом в приемный бункер 5 транспортировочного газа отводится через трубопровод 5е.

Давление выходящего при снижении давления газа 5е повышается с помощью устройства для повышения давления, например инжектора, который приводится в действие рабочим газом 18d, так что газы могут быть возвращены в шлюзовые бункеры или использованы как транспортировочный газ.

Отделенный в установке 8 обработки газа содержащий преимущественно СО2 холодный газ 8b сжимается, при этом используется компрессор с охлаждением между ступенями для снижения потребляемой на сжатие мощности. Часть сжатого газа, например, с параметрами 60 бар и 100°С, накапливается в буферном резервуаре 17, в котором с помощью регулятора давления поддерживается постоянное давление, и затем вводится в систему транспортировки топлива между разгрузочным конусами шлюзовых бункеров и газогенератором.

Поскольку большая часть подаваемого в систему транспортировки топлива поступает в газогенератор и лишь небольшая часть - в окружающую среду, то часто можно согласиться с присутствием вредных веществ СО и метанола и т.п. в потоках 3b, 3с, 4а, 5а, 5b, 5с. Напротив, к используемому для шлюзования потоку 18b газа подмешивается кислородсодержащий газ.

Для того чтобы ускорить окисление вредных веществ, смесь может быть нагрета, например, в теплообменнике 15 типа газ/газ и еще дополнительно нагрета в нагревателе 14, подогреваемом с использованием внешнего тепла Q, и приведена в контакт с катализатором 13. Дополнительно, газ подогревается за счет экзотермического окисления, так что теплообменник 14 при достаточно высоком содержании поддающихся окислению веществ H2, CO, H2S и т.п. может быть исключен. Газ нагревается, например, в теплообменнике 15 до 190°С и в нагревателе 14 до 220°С. В каталитическом реакторе 13 СО, метанол и т.п. превращаются в существенно менее токсичные газы.

Выходящий из реактора 13 газ охлаждается в теплообменнике 15 до примерно 130°С и направляется в буферный резервуар 12. С помощью регулятора потока устанавливается приблизительно постоянный средний поток. Поэтому сильные колебания расхода шлюзовых бункеров не оказывают влияния на колебания потока в реакторе 13.

Возвращенный и сжатый газ 20а может быть альтернативно использован, например, в качестве транспортировочного газа 4а и 5с или в качестве газа для псевдоожижения.

Оптимальные параметры окисления СО, метанола и т.п., температура, концентрация кислорода, количество катализатора или время пребывания в высокотемпературной зоне, если катализатор не используется, должны определяться посредством экономического анализа. Поскольку с повышением концентрации кислорода необходимое время пребывания и количество катализатора уменьшаются, следует ожидать оптимума в избытке кислорода. Однако высокие концентрации кислорода в шлюзовом газе могут приводить к воспламенению и взрыву смеси с порошкообразным топливом, прежде всего при использовании реакционно-способных топлив, таких как бурый уголь или биологические топлива. Поэтому концентрация кислорода не должна быть выше 5%.

На фиг.3 показан еще один вариант уменьшения выброса вредных веществ согласно изобретению с тремя фракциями CO2 с различными давлениями. Поток 16 кислорода здесь подмешивается к фракции 8b с самым низким, например приблизительно атмосферным, давлением, смесь адиабатно сжимается в компрессоре 18 до давления второй фракции 8с, например 5 бар, вследствие чего газ нагревается примерно до 200°С и смешивается с 8с.

При необходимости смесь может быть дополнительно подогрета в 22 и 23. Затем в 24 происходит окисление вредных веществ и в 22 рекуперация тепла. Освобожденный от большинства вредных веществ газ низкого давления используется в находящейся под низким давлением зоне 22а подготовки угля другими потребителями 22b, при шлюзовании и транспортировке 22с после предварительного сжатия в компрессоре 18НР высокого давления, а остаток подвергается снижению давления в экспандере 25, и при этом возвращается механическая или электрическая энергия.

Газ 25а с пониженным давлением может быть использован для создания инертной атмосферы в установке для измельчения угля или выброшен в атмосферу. Другие теплообменники, например для нагрева потоков 8с, 22d, 25а или охлаждения потоков 18а, 18b и от 22а до 22с, следует принимать во внимание с учетом технических и экономических аспектов. К части полученного в установке 8 обработки, состоящего преимущественно из СО2 газа 8d кислородсодержащий газ не подмешивается. Этот газ, при необходимости после сжатия, экспортируется и/или используется в отходящих от газогенератора потоках, например, в установке удаления пыли, установке обработки летучей золы и как газ для продувки и создания защитной атмосферы для того, чтобы предотвратить потери полезного газа в результате окисления H2 и СО.

При снижении давления на шлюзовом бункере 3 газ вследствие изентропического или политропического расширения заметно охлаждается, вследствие чего образование льда из водяного пара, который происходит из остаточной влажности угля, и конденсация CO2 могут мешать процессу. Кроме того, шлюзовой бункер циклически подвергается действию низких температур, вследствие чего на стенки бункера оказывается механическое воздействие, что при циклическом процессе приводит к усталости материала. Для предотвращения этого шлюзовой бункер подогревается снаружи с помощью электрического нагревателя или среды-теплоносителя. Другое оборудование 2, 4, 5, 9, 10 для транспортировки топлива и соединительные трубопроводы также должны подогреваться для того, чтобы предотвратить охлаждение ниже точки росы.

На фигурах показаны для примера предпочтительные варианты осуществления изобретения для того, чтобы наглядно показать путь вредных веществ до атмосферы и методы уменьшении их выбросов в атмосферу. Ограничение выбросов в атмосферу согласно изобретению пригодно также для альтернативных вариантов выполнения процессов шлюзования и транспортировки топлива, газификации и обработки газа, например:

- истечение под действием силы тяжести из шлюзовых бункеров 3 в приемный бункер 5;

- без использования буферного резервуара 9 низкого давления или нескольких буферных резервуаров с различным давлением;

- несколько накопительных бункеров и/или несколько приемных бункеров;

- газификация с котлом-утилизатором, сухим отделением пыли и использованием обратного газа в качестве газа для охлаждения;

- газификация с охлаждением водой и мокрым отделением пыли;

- конверсия СО в содержащем H2S газе из газогенератора или сначала выделение серы из газа и затем увлажнение и конверсия СО;

- подвод кислородсодержащего газа перед компрессором 18, после компрессора или после частичного сжатия;

- без теплообменника 15 и с охладителем газа, например парогенератором между 13 и 12;

- из установки обработки газа выходит лишь один поток CO2, к этому потоку подмешивается кислородсодержащий газ и одна часть смеси сжимается и окисляется при высоком давлении, а другая часть обрабатывается при низком давлении;

- из установки обработки газа выходит лишь один поток 8с СО2, к этому потоку подмешивается кислородсодержащий газ 16с, смесь нагревается с помощью 22 и 23 и вредные вещества каталитически окисляются и одна часть охлажденного газа 22а направляется в компрессор 18, а остаток экспортируется.

Кислородсодержащий газ 16 может иметь такой же состав, что и поток кислорода для газогенератора. Обычно для газификации используется полученный криогенным способом газ, который содержит от 85 до 99,8% О2, до 3% Ar и азота. Однако может использоваться также воздух, обогащенный кислородом воздух или азот с содержанием кислорода, например, 2%.

Поскольку состоящий преимущественно из диоксида углерода газ 8b в установках газификации получается, как правило, в подключенной последовательно установке для промывки газа, то для начального запуска всей установки требуется импортируемый газ, например CO2 или азот. Зачастую предпочтительным является использование азота, который для этой цели может храниться в жидком состоянии. Как только работа продвинется настолько, что в установки очистки газа будет отделен диоксид углерода, для дальнейшей нормальной эксплуатации произойдет переключение на содержащий диоксид углерода газ.

Поток 18с показывает, что сжатый газ 18 с низким содержанием вредных веществ может быть использован и для других целей, например, как газ для шлюзования и газ продувки в процессе обработки летучей золы. Экспортный газ среднего давления может отбираться из буферного резервуара 9, имеется в наличии также поток 10е под небольшим избыточным давлением.

Показанное на фиг.2 выполнение накопительного бункера 2, шлюзового бункера 3 и транспортировочного трубопровода 4b является примером, который здесь используется для демонстрации принципиального хода процесса. Предусмотрено, что число шлюзовых бункеров может быть большим. Предусмотрено также, что шлюзовые бункеры обеспечивают через несколько транспортных трубопроводов приемный бункер 5.

ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:

1 Топливо

2 Накопительный бункер

3 Шлюзовой бункер

4 Узел объединения

5 Приемный бункер

6 Горелка

7 Реактор газификации, узел охлаждения и очистки газа от пыли

8 Установка очистки газа

9 Газовый буферный резервуар

10 Фильтр

11 Нагреватель газа

12, 17 Буферный резервуар высокого давления

13, 24 Каталитический реактор

14, 23 Нагреватель газа

15, 22 Теплообменник газ-газ

16, 16а Кислородсодержащий газ

18 Компрессор

19 Охладитель газа

20 Инжектор или компрессор

21 Узел смешения газов

2b, 3b, 5b Газ для разрыхления и псевдоожижения

2с, 3с, 4а, 5с Дополнительный транспортировочный газ

2е, 3е, 5е Выходящий при снижении давления газ

3а Газ для шлюзования

5а Газ для поддержания давления

8а Преимущественно H2 и СО или только Н2

8b, 8с Неочищенный CO2

18а Газ для псевдоожижения и транспортировки

18b Газ для шлюзования

1. Способ обеспечения реактора (7) газификации во взвешенном потоке топливом (1) из накопительного бункера (2) с промежуточным включением по меньшей мере одного шлюзового бункера (3) и по меньшей мере одного приемного бункера (5), при этом в реакторе газификации во взвешенном потоке вырабатывается содержащий СО, Н2 и летучую золу газ,
отличающийся тем, что
для шлюзования и/или транспортировки используют содержащий по меньшей мере 10 частей на миллион по объему СО газ, при этом к этому газу подмешивают газ с содержанием кислорода менее 5%, и что эту газовую смесь нагревают до температуры, при которой происходит окисление по меньшей мере 10% содержащегося в газе монооксида углерода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемый для шлюзования кислородсодержащий газ применяют для разрыхления топлива в накопительном бункере (2) и для разрыхления и псевдоожижения содержимого шлюзового бункера (3), и для дальнейшей транспортировки из шлюзового бункера (3), и для разрыхления и псевдоожижения в приемном бункере (5), для подвода топлива между частями установки и из приемного бункера (5) и к реактору (7) газификации во взвешенном потоке.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержащую монооксид углерода и кислород газовую смесь направляют по меньшей мере через один катализатор для ускорения окисления монооксида углерода.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что используемый для повышения давления в шлюзовом бункере (3) или шлюзовых бункерах (3) газ (3а) подвергают каталитическому окислению, а газ для транспортировки топлива (4а, 5с) каталитическому окислению не подвергают.

5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что выходящий при снижении давления газ (5е) из приемного бункера (5) подводят к ступени давления компрессора (18) и/или через устройство для сжатия к шлюзовому бункеру или шлюзовым бункерам.

6. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что к по меньшей мере 50% отделенного в устройстве обработки газа, содержащего диоксид углерода газа, примешивают кислородсодержащий газ.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что к по меньшей мере 50% отделенного в устройстве обработки газа, содержащего диоксид углерода газа, примешивают кислородсодержащий газ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для крепления горелок. Устройство установлено на газогенераторе с газификацией в потоке, причем горелки укреплены в устройстве для крепления горелок и проходят через фланец, фиксирующий устройство для крепления горелок на газогенераторе с воздушным потоком, и через устройство для крепления горелок в газогенератор.

Изобретение относится к устройству для непрерывной подачи мелкоизмельченного топлива в систему газификации угля. Изобретение касается устройства для подачи твердых топливных материалов в реактор для газификации твердых топливных материалов, содержащего измельчительное устройство (2), пылеуловитель (3), резервуар-хранилище (4), по меньшей мере два шлюзовых питателя (5), одно или несколько соединительных устройств (12) для транспортировки плотным потоком, питающий резервуар (13), реактор для газификации (15), в котором измельчительное устройство (2) соединено с резервуаром-хранилищем (4) посредством соединительных устройств, причем пылеуловитель (3) размещен между измельчительным устройством (2) и резервуаром-хранилищем (4), содержащего устройство (18) для повышения давления, которое возвращает транспортирующий газ из питающего резервуара (13) в шлюзовой питатель (5), при этом резервуар-хранилище (4) соединен со шлюзовыми питателями (5) через соединительные устройства, выполненные с возможностью перемещения самотеком или транспортировки плотным потоком, а шлюзовые питатели (5) соединены с питающим резервуаром (13) посредством совместно используемых одного или нескольких соединительных устройств (12), которые пригодны в качестве трубопровода (12) непрерывной подачи для транспортировки плотным потоком, причем питающий резервуар соединен с реактором (15) для газификации через дополнительные топливные трубопроводы (14).

Изобретение относится к способам непрерывного питания форсунок газогенератора. .

Изобретение относится к газификации углеродсодержащих материалов, например угля или нефтяного кокса. .

Изобретение относится к способу подачи пьшевидного углеродсодержащего вещества в реакционньш объем, находящийся под давлением, и позволяет уменьшить влажность углеродсодержащего вещества.

Изобретение относится к системам газификации и может быть использовано в химических реакторах и системах трубопроводов для инжекции сырья. Инжекторная система подачи сырья содержит несколько кольцевых каналов 314, 316, 318, размещенных в концентрической конфигурации вокруг продольной оси, и несколько спиральных элементов 312, проходящих в тракт для прохода текучей среды. Спиральные элементы 312 выполняют с возможностью перемещения в осевом направлении в кольцевом канале. По меньшей мере один спиральный элемент 312 содержит несколько лопастей, установленных по винтовой траектории и отстоящих друг от друга. При этом один из спиральных элементов 312 выполняют с возможностью сообщения первого кругового вращения потоку текучей среды, а другой из спиральных элементов 312 выполняют с возможностью сообщения противоточного кругового вращения. Изобретение позволяет измельчить и перемешать сырье, увеличить время его пребывания в устройстве и повысить эффективность проведения процесса. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к способу получения синтез-газа путем совместной газификации в потоке твердого и жидкого топлива, содержащих золу. Причем указанное топливо подают отдельно в реактор газификации угля через несколько горелок, при этом горелки имеют концентрический угол горения более 0°, что снижает образование сажи и повышает степень конверсии. Твердую фракцию подают совместно с инертным газом в реактор газификации. Золосодержащее твердое топливо содержит, по меньшей мере, частично мелкие частицы угля, полученные при добыче угля, которые не подходят для газификации в неподвижном слое угля. Золосодержащее жидкое топливо содержит остаток от газификации в неподвижном слое угля. Техническим результатом является совместное использование при газификации во взвешенном потоке золосодержащих жидких остатков от газификации в неподвижном слое и мелких частиц угля, которые не могут быть использованы при газификации в неподвижном слое, а также сведение к минимуму образования сажи. 9 з.п. ф-лы, 3 ил. 1 пр.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для введения угля и рециркуляции газов при производстве синтез-газа. Способ заключается во введении в реактор газификации (2) порошкообразного материала (С) и подаче технологического газа. Технологический газ (Р) восстанавливается до синтез-газа (S) с помощью порошкообразного материала (С). Порошкообразный материал (С) вводится в реактор газификации (2) через участок входа. На этом участке входа для порошкообразного материала (С) создается отрицательное давление посредством сопла Лаваля (15). Технологический газ (Р) расширяется в пространстве газификации (5) в реакторе газификации (2). Технический результат: энергичное перемешивание между газами и порошкообразным материалом, когда они вводятся в реактор газификации; организация рециркуляции синтез-газа в реакторе, обеспечивающая однородность температуры и состава; компактность реактора. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к химической промышленности. Устройство содержит разгрузочный конус (1), оснащенный газопроницаемым стенными участками (6, 6′) и двумя ведущими к горелкам трубопроводами (15) разгрузки твердого материала, причем разгрузочный конус (1) также снабжен замыкающим дном (4, 22), которое, по меньшей мере на отдельных участках, является газопроницаемым, причем замыкающее дно (4, 22) имеет подвод (17, 23) псевдоожижающего средства. Изобретение позволяет снизить избыточные количества газа и отказаться от отдельных разгрузочных конусов на каждый трубопровод горелки. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх