Способ газификации низкореакционных твердых топлив

Изобретение относится к теплоэнергетике, кроме того, изобретение может быть использовано на предприятиях химической промышленности для получения синтез-газа, метана, аммония, жидких моторных топлив и других ценных химических продуктов и соединений. Способ заключается в том, что пылевидное топливо газифицируют в потоке окислителя и водяного пара при атмосферном давлении, генераторный газ отводят из камеры газификации, при этом пылевидное топливо смешивают с окислителем и паром внутри камеры газификации, в качестве окислителя используют воздух, активированный нанокатализаторами, в качестве нанокатализаторов используют астралены и таунит, внедряют в процесс газификации синглетный кислород, сгенерированный путем облучения наноматериала, подают пылевидное топливо в газификатор по схеме противотока относительно восходящего струйно-вихревого потока окислителя, поток окислителя с водяным паром закручивают с помощью лопастного аппарата, а золу удаляют в сухом виде. Техническим результатом является повышение эффективности процесса газификации и коэффициента использования топлива за счет интенсификации процесса газификации. 1 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, кроме того, изобретение может быть использовано на предприятиях химической промышленности для получения синтез-газа, метана, аммония, жидких моторных топлив и других ценных химических продуктов и соединений.

Известен способ Texaco для газификации водоугольной суспензии в нисходящем потоке окислителя (кислорода). Для приготовления суспензии уголь предварительно измельчают до 100 мкм. Подача суспензии совместно с окислителем осуществляется в верхней части реактора с помощью насоса. Газификация протекает при высокой температуре (около 1500°C) и давлении (от 30 до 70 бар) в зависимости от назначения газификатора. Синтез-газ и жидкая зола выходят из нижней части реактора и затем охлаждаются. Затвердевший шлак удаляется, а вода рециркулируется в систему приготовления суспензии.

Основным недостатком является отсутствие возможности увеличения скорости реакции газификации топливной смеси.

Наиболее близким является способ Koppers-Totzek, в котором угольную пыль газифицируют в потоке окислителя. Предварительно подготовленную угольную пыль (пылевидное топливо) с частицами <100 мкм смешивают с кислородом и водяным паром и форсунками подают в камеру газификации. В камере газификации смесь движется прямотоком. Процесс протекает при атмосферном давлении. Температура уходящих газов 1500°C. Образующийся генераторный газ удаляют сверху горизонтальной камеры газификации, а жидкий шлак удаляют снизу (Christopher Higman, Maarten van der Burgt. Gasification (Second Edition) / Gulf Professional Publishing, 2008, p. 416).

Недостатки: для процесса характерна невысокая интенсивность и производительность процесса газификации.

Технической задачей является повышение эффективности процесса газификации и коэффициента использования топлива за счет интенсификации процесса газификации.

Задача решается за счет того, что в камеру газификации подают пылевидное топливо с помощью системы подвода пылевидного топлива, воздух нагревают и подают в камеру газификации с помощью системы подачи и нагрева окислителя, в воздушную струю перед камерой газификации впрыскивают воду и нанокатализаторы с помощью системы подачи наноматериалов и воды, зола удаляется из бункеров приема золы, генераторный газ удаляется с помощью системы отвода генераторного газа.

На чертежепредставлена принципиальная схема способа газификации низкореакционных твердых топлив, заключающаяся в том, что в камеру газификации 1 подают пылевидное топливо с помощью системы подвода пылевидного топлива 2, воздух нагревают и подают в камеру газификации 1 с помощью системы подачи и нагрева окислителя 3, в воздушную струю перед камерой газификации 1 впрыскивают воду и нанокатализаторы с помощью системы подачи наноматериалов и воды 4, зола удаляется из бункеров приема золы 5, 6, генераторный газ удаляется с помощью системы отвода генераторного газа 7.

Предлагаемый способ газификации низкореакционных твердых топлив осуществляют следующим образом.

Пылевидное топливо с помощью системы подвода пылевидного топлива 2 поступает в верхнюю часть камеры газификации 1. Одновременно происходит подогрев окислителя (воздуха) до температуры около 800°C с помощью системы подачи и нагрева окислителя 3, активация окислителя нанокатализатором и впрыск воды 4. Интенсификация процесса газификации осуществляется за счет внедрения в процесс газификации синглетного кислорода, сгенерированного путем облучения наноматериалов, в качестве которых используются астралены и таунит. Тепловое облучение наноматерила происходит естественным образом внутри камеры газификации. Синглетный кислород с энергией активацией большей, чем у молекулярного кислорода, способен повысить скорость реакции окисления (неполного горения), повышая эффективность процесса газификации в целом. В камере газификации струя пылевидного топлива смешивается с окислителем, с помощью лопастного аппарата (на чертеже не указан) создается восходящий струйно-вихревой поток, который обеспечивает интенсивное смешивание топлива с окислителем. Способ газификации в восходящем струйно-вихревом потоке окислителя подразумевает организацию подачи пылевидного топлива в камеру газификации по схеме противотока относительно восходящего струйно-вихревого потока окислителя с температурой 800-900°C, что позволяет подогреть пылевидное топливо до 150-200°C и улучшить начальные условия процесса газификации. Крупные частицы золы под действием силы тяжести выпадают в бункер приема золы 5 (зола удаляется в сухом виде т.к. температура в камере газификации ниже точки плавления золы), мелкие частицы золы уносятся в бункер приема золы 6. Полученный генераторный газ удаляется с помощью системы отвода генераторного газа 7. Процесс получения генераторного газа идет при атмосферном давлении внутри камеры газификации.

Способ предназначен для газификации низкореакционных твердых топлив (углей) различных марок для получения горючего генераторного газа. Твердое топливо считается низкореакционным, если оно характеризуются низким выходом летучих веществ, например, у Антрацитового Штыба Донецкого бассейна выход летучих веществ всего 4%. При непосредственном сжигании такого топлива в горелки необходимо дополнительно подавать дорогостоящий мазут или природный газ. Генераторный газ можно направлять в горелки котла для «подстветки» факела взамен дорогостоящему мазуту и природному газу.

Предлагаемый способ позволяет повысить скорость газификации низкореакционного пылевидного топлива, тем самым увеличивая производительность газификатора. Повышение коэффициента использования топлива возможно за счет интенсификации процесса газификации, позволяющей снизить коэффициент уноса золы и недожога топлива.

Способ газификации низкореакционных твердых топлив, заключающийся в том, что пылевидное топливо газифицируют в потоке окислителя и водяного пара при атмосферном давлении, генераторный газ отводят из камеры газификации, отличающийся тем, что пылевидное топливо смешивают с окислителем и паром внутри камеры газификации, в качестве окислителя используют воздух, активированный нанокатализаторами, в качестве нанокатализаторов используют астралены и таунит, внедряют в процесс газификации синглетный кислород, сгенерированный путем облучения наноматериала, подают пылевидное топливо в газификатор по схеме противотока относительно восходящего струйно-вихревого потока окислителя, поток окислителя с водяным паром закручивают с помощью лопастного аппарата, а золу удаляют в сухом виде.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих материалов. Проводят газификацию биомассы.

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для получения горючих газов, жидкого топлива и твердого остатка из пластмассы, полимеров, шин, автомобильных скрабов, кабелей.

Изобретение относится к улучшению в производстве жидких топлив из твердого сырья. Способ производства топлива из углеродистого сырьевого материала включает: (A) получение ископаемого углеводородного топливного исходного сырья, выбранного из группы, включающей природный газ, метан, нафту, жидкие нефтяные газы (LPG), (B) формирование из указанного углеводородного топливного исходного сырья потока газообразного продукта, включающего водород и моноксид углерода в мольном соотношении Н2:СО по меньшей мере в 2,0:1, (C) добавление потока газообразного продукта, сформированного на стадии (В), к потоку синтез-газа, содержащему водород и СО, который получают из углеродистого сырьевого материала, выбранного из биомассы, угля, кокса или битума путем газификации в достаточном количестве для образования смешанного потока синтез-газа, имеющего мольное соотношение Н2:СО, большее, чем у указанного потока синтез-газа, полученного из углеродистого сырьевого материала, (D) превращение указанного смешанного потока синтез-газа с образованием топлива-продукта и извлечения из указанного превращения потока побочных продуктов, включающего один или более из водорода, СО, водяного пара, метана и углеводородов, содержащих 2-8 атомов углерода и 0-2 атома кислорода, и включает стадию (E), где поток побочных продуктов делят-осуществляют реакцию до менее 100% указанного потока побочных продуктов в образовании указанного газообразного потока продукта на стадии (В) и также до менее 100% потока побочных продуктов, полученного на стадии (D), подают на стадию (В) и сжигают для производства тепла, которое потребляется в формировании указанного газообразного потока продукта на стадии (В), при этом далее способ включает испарение сырьевого потока воды при помощи тепла, полученного путем превращения указанного смешанного потока синтез-газа на стадии (D), с получением пара, введение этого потока пара в реакцию с углеводородным сырьем на основе ископаемого топлива на стадии (В) и в газификацию углеродистого сырьевого материала.

Изобретение относится к устройствам для выработки тепловой и электрической энергии по месту их генерации путем преобразования твердых углеводородных топлив в газообразное топливо за счет осуществления внутрипластовой подземной огневой газификации.

Изобретение относится к способу переработки биомассы в газообразные продукты, в частности к переработке гидролизного лигнина или целлюлозы в синтез-газ, и может быть использовано при утилизации отходов возобновляемого сырья растительного происхождения, в том числе деревообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области энергетики. Биоотходы подают в узел сортировки 10, где их разделяют в зависимости от возможности анаэробного разложения.

Изобретение относится к области переработки низкокалорийного топлива, утилизации твердых бытовых и промышленных отходов. Низкокалорийное топливо газифицируют в пиролизном реакторе 1.

Изобретение относится к газификатору биомассы с неподвижным слоем на основе микроволновой плазмы и способу газификации биомассы и твердых отходов в синтез-газ высокого качества.

Изобретение относится к способу и устройству для обработки потока исходного продукта (сырого синтез-газа/сингаза), получаемого в процессе подземной газификации угля (ПГУ).

Изобретение относится к устройствам для газификации твердых органических топлив и может быть использовано для производства горючего генераторного газа. Техническим результатом является интенсификация процесса газификации при обеспечении высокой теплоты сгорания получаемого генераторного газа и повышение надежности газогенератора.

Изобретение относится к способам получения наноразмерного порошкообразного стабилизированного диоксида циркония и может быть использовано для изготовления вакуумноплотной наноструктурированной керамики: твердых электролитов, сенсоров полноты сгорания топлива, мембран для твердооксидных топливных элементов; наномодифицированных органических и неорганических материалов; порошковых покрытий на металлах.

Настоящее изобретение относится к способу получения полимерных микросфер, содержащих квантовые точки. Описан способ получения полимерных микросфер, содержащих квантовые точки, включающий приготовление раствора квантовых точек в органическом растворителе, содержащем катионактивное ПАВ, представляющее собой алкилдиметилэтилбензиламмоний хлорид в количестве 1-2 мас.%, с концентрацией квантовых точек в растворе 0,1-1,0 г/л, с последующим добавлением к раствору квантовых точек полимерных микросфер полистирола или полиметилметакрилата, при соотношении полимер:раствор квантовых точек, равном 1:1, полученную смесь подвергают ультразвуковой обработке, затем выдерживают в течение 2-6 часов при комнатной температуре и диспергируют в С2-С4-алифатическом спирте с катионактивным ПАВ, представляющим собой алкилдиметилэтилбензиламмоний хлорид, взятый в количестве 1-2 мас.%, выдерживают в течение 5-15 минут, затем центрифугируют для выделения образовавшегося осадка, состоящего из полимерных микросфер, содержащих квантовые точки.

Изобретение относится в области нанотехнологии, в частности фармацевтике и пищевой промышленности. Технической задачей изобретения является упрощение и ускорение процесса получения нанокапсул и увеличение выхода по массе.

Изобретение относится к физико-технологическим процессам обработки алмазосодержащих суспензий. Твердую углеродную массу, выделенную после завершения детонационного синтеза, обрабатывают в автоклаве водным раствором нитрата аммония с добавками азотной кислоты при температуре 200-260°С до прекращения газовыделения, при этом концентрация твердой фазы в суспензии составляет 5%, на 1 вес.ч.

Изобретение относится к материалу для изготовления светокорректирующей полимерной пленки, которая может найти широкое применение в качестве светопреобразующего материала.

Изобретение относится к области органических высокомолекулярных соединений, а именно к новым биосовместимым амфифильным статистическим сополимерам, пригодным для создания форм лекарственных препаратов, биологически активных веществ и солюбилизации плохорастворимых веществ, а также к одностадийному способу получения таких сополимеров.

Использование: для использования в качестве многовариантного переключателя электрических цепей. Сущность изобретения заключается в том, что нанопереключатель содержит деформируемую жестко закрепленную на одном конце нанотрубку и два основных электрода для образования двух электропроводящих цепей с помощью электрического поля этих электродов, два электрода, выполняющих функцию управления с помощью своего электрического поля деформацией нанотрубки для создания четырех дополнительных электрических цепей, а также наличием четырех дополнительных основных электродов, деформирующих посредством своего электрического поля нанотрубку и в результате этого вступающих в контакт с ней для образования поочередно четырех дополнительных электропроводящих цепей.

Изобретение может быть использовано в стационарных газотурбинных установках в камере сгорания топлива. Способ работы газотурбинной установки непрерывного действия заключается в сжатии поступающего воздуха в компрессоре, подаче сжатого воздуха и топлива в первую камеру сгорания, сжигании в первой камере сгорания топлива, расширении образовавшихся продуктов сгорания в первой турбине, использовании, по меньшей мере, части механической энергии, вырабатываемой первой турбиной для привода компрессора, последующей подаче расширившихся продуктов сгорания и топлива во вторую камеру сгорания и расширении образовавшихся продуктов сгорания во второй турбине для производства механической энергии.

Использование: для определения прочности покрытия из керамических наночастиц. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения прочности покрытия из керамических наночастиц заключается в том, что подложку с нанесенным на ее поверхность покрытием из керамических наночастиц размещают в растровом электронном микроскопе, вакуумируют микроскоп до состояния глубокого вакуума, задают увеличение сканирования, достаточное для визуализации наночастиц, осуществляют сканирование покрытия по касательной к подложке электронным пучком максимально допустимой энергии при постепенном увеличении силы тока до отрыва наночастицы от покрытия, а о прочности покрытия судят по величине силы тока, при которой происходит отрыв наночастицы от покрытия.

Группа изобретений относится к изготовлению поликристаллического материала и изделий, содержащих этот материал для защиты от повреждений. Способ изготовления поликристаллического материала включает получение гранулированной структуры-предшественника, включающей железо, кремний и источник углерода или азота, нагрев структуры-предшественника, нанесение на основу слоя нагретой структуры-предшественника и охлажение слоя структуры-предшественника.

Изобретение может быть использовано в оптоэлектронике и медицине при получении источников излучения и флуоресцентных меток. Способ получения водного коллоидного раствора наночастиц сульфида серебра включает получение смеси водных растворов нитрата серебра, сульфида натрия и стабилизатора. К водному раствору нитрата серебра добавляют водный раствор стабилизатора. Затем к полученному раствору добавляют водный раствор сульфида натрия при контролируемом значении рН и комнатной температуре. В качестве стабилизатора используют цитрат натрия Na3C6H5O7 при мольном соотношении компонентов нитрат серебра : сульфид натрия : цитрат натрия = 1:(0,5÷1):(0,4÷20) и значении рН, равном 5,2-6,1. Изобретение позволяет упростить получение стабильных до года водных коллоидных растворов наночастиц сульфида серебра с размером частиц от 6 до 20 нм при условии их хранения при комнатной температуре. 3 ил., 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к теплоэнергетике, кроме того, изобретение может быть использовано на предприятиях химической промышленности для получения синтез-газа, метана, аммония, жидких моторных топлив и других ценных химических продуктов и соединений. Способ заключается в том, что пылевидное топливо газифицируют в потоке окислителя и водяного пара при атмосферном давлении, генераторный газ отводят из камеры газификации, при этом пылевидное топливо смешивают с окислителем и паром внутри камеры газификации, в качестве окислителя используют воздух, активированный нанокатализаторами, в качестве нанокатализаторов используют астралены и таунит, внедряют в процесс газификации синглетный кислород, сгенерированный путем облучения наноматериала, подают пылевидное топливо в газификатор по схеме противотока относительно восходящего струйно-вихревого потока окислителя, поток окислителя с водяным паром закручивают с помощью лопастного аппарата, а золу удаляют в сухом виде. Техническим результатом является повышение эффективности процесса газификации и коэффициента использования топлива за счет интенсификации процесса газификации. 1 ил.

Наверх