Способ получения электроэнергии на тепловых электростанциях
пм . à +" б.;е,ти ы, е .a I. Ь Л
О И Е
Союз Советских
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОР :КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт, свидетельства ¹
Заявлено 18.VI.1962 (№787656)23-5) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 04.11.1970. Бюллетень № 7
Дата опубликования описания 28Л .1970
Кл. 26а, 3
МПК С 1ОЬ
УДК
Комитет по полам изобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
Авторы изобретения В. М. Масленников, С. А. Христианович, В. С. Фролов, А. П. Андрианов, М. К. Письмен, М. И. Дербаремдикер и П. М. Шаров
Заявитель
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ТЕПЛОВЫХ
ЭЛ ЕКТРОСТАН ЦИЯХ
Известен способ получения электроэнергии на тепловых электростанциях с использованием высокосернистых котельных топлив, содержащих соединения ванадия и другие вольные соединения, путем окислительной газификации топлива воздухом под давлением с последующей очисткой продуктов газификации от сероводорода и других сернистых соединений и золы с попутнь1м получением серы или сернойй кислоты.
С целью устранения загрязнения атмосферы сернистым ангидридом и ванадиевой коррозии оборудования, предлагается подвергать топливо внутрицикловой газификации в реакторе под максимальным давлением воздуха в энергетическом цикле с последующим охлаждением продуктов газификации частью рабочего тела энергетической установки и дожиганием очищенного газа в камерах сгорания установки.
Сущность способа заключается в том, что продукты сгорания мазута (или угля) не очищают, а сера и вольные элементы удаляются на некоторой промежуточной стадии, предшествующей процессу сжигания топлива.
11редлагаемый способ осуществляется по схеме, представленной на фиг. 1; на фиг. 2— схема использования его в паро-газовом цикле.
Исходное топливо подается в реактор 1, куда поступает компремированный воздух. Давление воздуха либо равно максимальному давлению энергети11еского цикла, либо меньше его, что определяется структурой энергетической установки. Количество подаваемого в реактор воздуха составляет лишь часть воздуха, теоретически необходимого для полного сжигания данного вида топлива (25 — 35%).
1р В реакторе происходит окислительная безостаточная газификация топлива с образованием в основном окиси углерода и водорода.
За счет экзотермических реакций температура процесса достигает 1000 †13 С.
Режим работы реактора подобран так (это определяется количеством подаваемого воздуха), что сера, содержащаяся в топливе, переходит в основном в сероводород, а легкоплавкая пятиокись ванадия образоваться не может, так как при наличии восстановительной среды — окиси углерода и водорода и температуре 1000 †13 С она легко восстанавливается до одного из своих низших окислов
Ъ1зОз, который либо присутствует в газе в виде мелкодисперсной пыли, либо сорбирован на сажистых частицах.
Нагретые до 1000 — 1300 С продукты газификации, загрязненные сажей и 30лОЙ, поступают в котел-утилизатор 2, где пх физическое тепло снимается охлаждающим агентом, яв263064 ляющиМся в дальнейшем частью рабочего тела энергетической установки. Охлаждающим агентом может быть либо вода, причем поглощаемое тепло идет на генерацию пара, либо сжатый воздух в газотурбинных установках.
Охлажденные продукты газификации подаются в аппарат 8 для очистки газов от сажи и золы. Температура газов, входящих в аппарат 8, зависит от выбранного способа очистки от сероводорода.
Наиболее выгодные способы очистки газа от сероводорода под давлением — мокрые, 4 при которых температура входящих газов не должна превышать 100 — 150 С. При этом очистка газа от сажи и золы происходит при той же температуре. Очищенный газ поступает в аппарат 4 для сорбции сероводорода. Здесь продукты газификации контактируют с сорбирующим агентом, после чего насыщенный сероводородом сорбирующий агент идет на регенерацию, а очищенные от серы, сажи и золы продукты газификации попадают в камеру сгорания 5, куда подается вторичный воздух.
Получающиеся продукты сгорания используются в качестве рабочего тела в энергетической установке. Степень очистки газа от сажи и золы с применением промывающих агентов может быть более 98 — 99 /о, что вполне обеспечивает нормальную работу турбин и котлов.
Степень очистки газа от примесей сероводорода в аппаратах под давлением превышает
98 — 99 о/
Предлагаемый способ может быть применен принципиально на любой тепловой электростанции. Его применение экономически выгодно в энергетических установках, где топливо сгорает при высоком давлении, а следовательно, можно осуществить газификацию и очистку продуктов газификации также при высоком давлении, и имеется рабочее тело, способное снять физическое тепло продуктов газификации.
Рассмотрим теперь, как описанный способ используется в схеме паро-газового цикла.
Атмосферный воздух сжимается компрессором 1 (см. фиг. 2) и часть его подается в реактор 2, куда поступает исходное топливо.
Полученный газ проходит котел-утилизатор 4, генерируя пар, подвергается очистке от серы, сажи и золы в аппарате 5 и подается в высо5
4 конапорный парогенератор б, куда поступает и сжатый воздух.
Продукты сгорания очищенного газа охлаждаются в трубных пучках парогенератора, генерируя и перегревая пар, проходят через газовую турбину /, приводящую в движение компрессор 1 и генератор, и через регенератор
8 выорасываются в атмосферу.
Перегретый пар проходит через паровую турбину 9 и сбрасывается в конденсатор 10, охлаждаемый оборотной водой.
Из приведенного выше следует, что предлагаемый способ экономически выгодно использовать на тепловых электростанциях, где топливо сжигается под давлением, Преимущество способа заключается в том, что: не нужно сооружать дополнительных аппаратов по очистке топлив на нефтеперерабатывающих заводах; установка может работать на широкой гамме топлив; очистка охлажденных продуктов газификации от сажи и золы под давлением гораздо дешевле очистки дымовых газов от золы на паросиловых электростанциях; в установке полностью утилизируется физическое тепло продуктов газификации; очистка продуктов газификации от сероводорода под давлением хорошо освоена и несравненно выгоднее очистки дымовых газов от сернистого ангидрида.
Предмет изобретения
Способ получения электроэнергии на тепловых электростанциях с использованием высосернистых котельных топлив, содержащих соединения ванадия и другие зольные соединения, путем окислительной газификации топлива воздухом под давлением с последующей очисткой продуктов газификации от сероводорода и других сернистых соединений и золы с попутным получением серы или серной кислоты, отличающийся тем, что, с целью устранения загрязнения атмосферы сернистым ангидридом и ванадиевой коррозии оборудования, топливо подвергают внутрицикловой газификации в реакторе под максимальным давлением в энергетическом цикле с последующим охлаждением продуктов газификации частью рабочего тела энергетической установки и дожиганием очищенного газа в камерах сгорания энергетической установки.
263064
Фи2
9 иг.2
Редактор Б. Б. Федотов Техред 3. H. Тараненко Корректор А. М. Глазова
Заказ 1323/7 Тираж 500 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4(5
Типография, пр. Сапунова, 2
