Способ газификации твердых видов топлива в газогенераторе и устройство реактора для осуществления способа

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использовано для производства генераторного газа преимущественно из пеллет, бурого угля, щепы. Описан способ газификации твердых видов топлива, заключающийся в перемещении топлива для газификации в вертикально ориентированном полом реакторе, в направлении снизу вверх, формировании очага горения в реакторе за счет окислительной реакции соединения кислорода (О2) воздуха с углеродом (С) топлива, при котором выделяется двуокись углерода (СО2), проведения восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (СO2) с углеродом (С) топлива по формуле CO2+С=2СО в слое топлива, при котором получают монооксид углерода (СО) - горючий газ, при этом что за очагом горения перемещают вверх, в вертикально ориентированном полом реакторе угли и золу, по ходу движения через угли и золу пропускают двуокись углерода (СО2) для проведения восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO2) с углеродом (С) топлива и получения горючего газа - монооксида углерода (СО), горючий газ выводят вверх реактора за его пределы. Также описан реактор для газификации твердых видов топлива. Технический результат - разработан способ газификации твердых видов топлива, который имеет эффективные условия для протекания окислительно-восстановительных реакций. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использовано для производства генераторного газа преимущественно из пеллет, бурого угля, щепы.

Известен способ газификации твердых видов топлива, заключающийся в перемещении топлива для газификации в вертикально ориентированном полом реакторе, в направлении снизу вверх, формировании очага горения в реакторе за счет окислительной реакции соединения кислорода (O2) воздуха с углеродом (C) топлива, при котором выделяется двуокись углерода (CO2), проведения восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO2) с углеродом (С) топлива по формуле CO2+C=2CO в слое топлива, при котором получают монооксид углерода (CO) - горючий газ. Известно устройство реактора, состоящее из вертикально ориентированного полого корпуса, горелки, узла подачи топлива в горелку, узла подачи воздуха в горелку, конвейера, установленного в полом корпусе и перемещающего топливо снизу вверх из горелки (1).

При газификации пеллетов, когда они подаются в реактор, через горловину сверху, входящий в состав связующего лигнин расплавляется от тепловой энергии, выделяющейся снизу из очага горения, образуется вязкотекучая жидкость, которая обволакивает пеллеты и препятствует восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO2) с углеродом (C) топлива.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, заключается в создании эффективных условий для протекания окислительно-восстановительных реакций с топливом.

В способе газификации твердых видов топлива за очагом горения перемещают вверх, в вертикально ориентированном полом реакторе угли и золу, по ходу движения через угли и золу пропускают двуокись углерода (CO2) для проведения восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO2) с углеродом (C) топлива и получения горючего газа - монооксида углерода (CO), горючий газ выводят вверх реактора, за ее пределы. Перемещение углей и золы в корпусе вертикально ориентированного полого реактора осуществляют по спирали, перемещение ограничивают до определенного уровня, не выходящего за границы канала вывода горючих газов, располагаемого на завершающей стадии восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO2) с углеродом (C) топлива, при этом уголь перемешивают для активизации восстановительной реакции и сбрасывает вновь в середину полого корпуса реактора, в зону горения, а золу выводят из реактора через отверстия на боковой поверхности полого корпуса. В устройстве реактора полый корпус примыкает торцевой поверхностью к краю чаши горелки, за горелкой, на боковой поверхности полого корпуса выполнены отверстия для вывода золы, в полом корпусе установлен ленточный винтовой конвейер, перемещающий вверх уголь и золу, при этом золу ленточный винтовой конвейер проталкивает в отверстия, располагаемые на боковой поверхности полого корпуса, а уголь перемешивает для активизации восстановительной реакции и сбрасывает вновь в середину полого корпуса, в зону горения.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема газогенератора.

На фиг. 2 – разрез по А- А на фиг. 1.

На фиг. 3 – разрез по Б - Б на фиг. 1.

На фиг. 4 изображена технологическая схема газогенератора.

На фиг. 5 – разрез по С – С на фиг. 4.

Газогенератор состоит из бункера 1 для топлива, теплообменника 2 и реактора 3, где осуществляется процесс газификации топлива. Реактор 3 состоит из вертикально ориентированного полого корпуса 4, горелки 5, узла 6 подачи топлива в горелку 5, узла 7 подачи воздуха в горелку 5, ленточного винтового конвейера 8, установленного в полом корпусе 4 и перемещающего топливо, уголь и золу из горелки 5 вверх. Полый корпус 4 примыкает торцевой поверхностью к краю чаши горелки 5. За горелкой 5, на боковой поверхности полого корпуса 4 выполнены отверстия 9 для вывода золы, а за отверстиями 9, на поверхности полого корпуса - канал 10 для вывода горючих газов из реактора.

Газогенератор работает следующим образом.

Топливо из бункера 1 подается посредством узла 6 подачи топлива в горелку 5. Здесь оно сжигается в потоке кислорода воздуха, который подается в горелку 5 посредством узла 7 подачи воздуха. Создается очаг горения в реакторе 3 за счет окислительной реакции соединения кислорода (O2) воздуха с углеродом (C) топлива. В очаге горения выделяется двуокись углерода (CO2). Выше, за очагом горения, по ходу движения угля и золы через них пропускают двуокись углерода (CO2) для осуществляется восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO2) с углеродом (C) топлива по формуле CO2+C=2CO в слое угля и золы и получения монооксида углерода (CO) - горючего газа. Горючий газ выводят вверх реактора 3 и за его пределы по каналу 10 вывода горючих газов в теплообменник 2. Перемещение угля и золы в корпусе 4 вертикально ориентированного полого реактора 3 осуществляют по спирали вверх ленточным винтовым конвейером 8. Перемещение ограничивают до определенного уровня, не выходящего за границы канала 10 вывода горючих газов, располагаемого на завершающей стадии восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO2) с углеродом (C) топлива. Ленточный винтовой конвейер 8 проталкивает золу в отверстия 9, располагаемые на боковой поверхности полого корпуса 4 реактора 3, а уголь перемешивает для активизации восстановительной реакции и сбрасывает вновь в середину полого корпуса 4, в зону горения.

Источники информации

1. Патент на изобретение RU 2307864, приоритет от 14.03.2006 г.

1. Способ газификации твердых видов топлива, заключающийся в перемещении топлива для газификации в вертикально ориентированном полом реакторе в направлении снизу вверх, формировании очага горения в реакторе за счет окислительной реакции соединения кислорода (О2) воздуха с углеродом (С) топлива, при котором выделяется двуокись углерода (СО2), проведения восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (СO2) с углеродом (С) топлива по формуле CO2+С=2СО в слое топлива, при котором получают монооксид углерода (СО) - горючий газ, отличающийся тем, что за очагом горения перемещают вверх в вертикально ориентированном полом реакторе угли и золу, по ходу движения через угли и золу пропускают двуокись углерода (СО2) для проведения восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO2) с углеродом (С) топлива и получения горючего газа - монооксида углерода (СО), горючий газ выводят вверх реактора за его пределы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемещение углей и золы в корпусе вертикально ориентированного полого реактора осуществляют по спирали, перемещение ограничивают до определенного уровня, не выходящего за границы канала вывода горючих газов, располагаемого на завершающей стадии восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (СО2) с углеродом (С) топлива, при этом уголь перемешивают для активизации восстановительной реакции и сбрасывают вновь в середину полого корпуса реактора в зону горения, а золу выводят из реактора через отверстия на боковой поверхности полого корпуса.

3. Реактор для газификации твердых видов топлива, состоящий из вертикально ориентированного полого корпуса, горелки, узла подачи топлива в горелку, узла подачи воздуха в горелку, конвейера, установленного в полом корпусе и перемещающего топливо снизу вверх из горелки, отличающийся тем, что полый корпус примыкает торцевой поверхностью к краю чаши горелки, за горелкой на боковой поверхности полого корпуса выполнены отверстия для вывода золы, в полом корпусе установлен ленточный винтовой конвейер, перемещающий вверх уголь и золу, при этом золу ленточный винтовой конвейер проталкивает в отверстия, располагаемые на боковой поверхности полого корпуса, а уголь перемешивают для активизации восстановительной реакции и сбрасывают вновь в середину полого корпуса в зону горения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к водогрейным котлам, в частности к котлам наружного размещения. Котел наружного размещения состоит из теплогидроизолированного корпуса 1, внутри которого установлен жаротрубный теплообменник 2 с топкой 3.

Изобретение относится к котлам для сжигания сухих шлакующих топлив и отходов, включающих в том числе легко уносимые частицы, с организацией экономичного вихревого сжигания при повышенных экологических показателях.

Изобретение относится к устройствам получения тепла за счет сжигания жидких отходов углеводородного состава. Технический результат - повышение эффективности горения.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к пылеугольным котлам. Пылеугольный котел содержит вертикальную экранированную топку прямоугольного сечения и установленные в ее верхней части тангенциально направленные горелки и воздушные сопла, нижнее газовое окно, нижний горизонтальный газоход с ширмовым пароперегревателем, холодные воронки в нижней части топки, вертикальные подъемный и опускной газоходы с пакетами пароперегревателя острого и вторичного пара, водяного экономайзера и воздушного подогревателя и снабжен дополнительными вертикальным подъемным и опускным газоходами, подсоединенными к топке котла через дополнительный нижний горизонтальный газоход с ширмовым пароперегревателем, топка снабжена однорядными горелками, а также вышерасположенными соплами вторичного воздуха и нижерасположенными соплами третичного воздуха, которые установлены рассредоточенно по ширине больших стен топки по встречно-смещенной схеме, газовые окна и нижние горизонтальные газоходы с ширмами пароперегревателей размещены напротив друг друга, выше газовых окон расположены аэродинамические выступы малых стен топки, в нижней части топки размещены четырехскатные холодные воронки, причем в нижних горизонтальных и подъемных вертикальных газоходах с одной стороны котла установлены ширмы и пакеты острого пара, а с противоположной - ширмы и пакеты вторичного пара.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к устройствам топок паровых котлов со встроенной компоновкой газомазутных горелок. Топка для сжигания газомазутного топлива включает под, свод, стены и экраны, повторяющие внутреннюю поверхность топки, и встроенные в стены встречно расположенные горелки.

Топочные устройства всех типов, используемые в качестве топлива мазут, газ и угольную пыль, имеют камеру сгорания для стабилизации горения и распределения воздуха. Настоящее изобретение представляет камеру сгорания с принудительным реверсированием потока, которая включает в себя корпус, выполненный в форме полости изогнутой формы, подобной кисти руки с пальцами, согнутыми в сторону ладони и симметрично расположенными относительно ее центра.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания жидкого топлива содержит удлиненное отделение для сгорания, содержащее боковые стенки, имеющие внешнюю поверхность и внутреннюю поверхность, определяющие радиальную периферию отделения для сгорания, имеющего центральную ось, проходящую от ближнего конца к дальнему концу этого отделения в продольном направлении, при этом дальний конец является открытым, обеспечивая сообщение по текучей среде изнутри отделения для сгорания и наружу этого отделения; средство для создания воздушного потока для обеспечения потока воздуха в направлении от ближнего конца отделения для сгорания к дальнему концу в направлении, параллельном центральной оси этого отделения; топливную форсунку для аэрации жидкого топлива внутри отделения для сгорания; средство для подачи топлива для подачи жидкого топлива в топливную форсунку; средство обеспечения давления для приложения давления к жидкому топливу, поданному через средство для подачи топлива; слой тепловой изоляции, расположенный радиально между центральной осью отделения для сгорания и боковыми стенками отделения, уменьшающий передачу тепла в направлении от центральной оси отделения для сгорания к боковым стенкам; термопоглощающий слой, расположенный радиально между центральной осью отделения для сгорания и изолирующим слоем, обеспечивающий поглощение тепловой энергии, созданной внутри отделения для сгорания, и ее излучение назад в отделение для сгорания в направлении к центральной оси, когда между отделением для сгорания и термопоглощающим слоем достигнуто тепловое равновесие.

Изобретение относится к области энергетики, в частности устройствам топок паровых котлов со встречной компоновкой газомазутных горелок. Топка для сжигания газомазутного топлива включает под, свод, стены и экраны, повторяющие внутреннюю поверхность топки, выполненной в виде двух обращенных друг к другу большими основаниями усеченных пирамид, и встроенные в стены встречно расположенные горелки.

Изобретение относится к способам газификации твердых видов углеродсодержащего топлива: бурых и каменных углей, сланцев и торфа. При газификации углеродсодержащих твердых видов топлива, включающей нагрев, пиролиз подаваемого в ванну с расплавленным шлаком герметичной электродной электропечи твердого углеродного топлива при пропускании через расплавленный шлак с твердым углеродным топливом газифицирующих агентов, а также пропускании электрического тока с помощью сформированной электрической цепи, включающей электроды, введенный в ванну электропечи и подину электропечи, удаление из рабочего пространства печи синтез-газа, шлака и металлического сплава, через расплавленный шлак с твердым углеродным топливом пропускают трехфазный электрический ток, величина которого определяется в соответствии с расходом твердого топлива и с учетом необходимой мощности, определяемой из выражения: P a = G ⋅ w э л 3600 ,     М В т , где G - расход твердого топлива в электропечи, кг/ч, wэл - удельный расход электроэнергии.

Изобретение относится к устройствам для сжигания жидкого, в том числе водоугольного топлива (ВУТ), в различных котельных установках промышленной теплоэнергетики, жилищно-коммунального хозяйства и других теплогенерирующих системах.

Изобретение относится к газификации угля для производства синтез-газа. Газификатор для производства синтез-газа содержит верхнюю зону газификации в псевдоожиженном слое, которая имеет впуски, чтобы предоставить введение материалов, выбранных из группы, состоящей из угля, мелких частиц угля больше чем 75 микрометров и меньше чем 10 мм в размере, газа и пара, в сообщении по текучей среде через сопло Вентури с нижней зоной газификации в параллельном потоке, которая имеет впуски, чтобы предоставить введение материалов, выбранных из группы, состоящей из угля, мелких частиц угля меньше чем 75 микрометров в размере, газа и пара.

Изобретение относится к способу получения синтетической нефти. Способ получения синтетической нефти осуществляют из нетрадиционного нефтяного сырья.

Изобретение относится к утилизации промышленных и бытовых отходов путем их переработки. Способ включает непрерывную подачу твердого топлива в шахту на ее колосниковую решетку с образованием на ней сверху вниз распределения твердого топлива, причем непрерывную подачу твердого топлива в шахту на его колосниковую решетку ведут равномерно распределяя твердое топливо в объеме шахты, начиная от колосниковой решетки и вверх к месту ее загрузки.

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.

Изобретение может быть использовано для производства электроэнергии из сырьевого материала, содержащего углерод, более конкретно из угля и/или сухой биомассы. Способ получения электроэнергии из сырьевого материала, содержащего углерод, включает стадии газификации сухого сырьевого материала в газификационном реакторе газовым потоком, содержащим главным образом СО2, при высокой температуре с созданием первого газового потока, включающего главным образом молекулы монооксида углерода; окисления в окислительном реакторе носителями кислорода в окисленном состоянии (МеО) при высокой температуре с созданием второго газового потока, содержащего СО2, и носители кислорода в восстановленном состоянии (Ме); активации в активационном реакторе носителей кислорода в восстановленном состоянии газовым потоком активации, включающим элементы кислорода, с созданием обедненного кислородом газового потока активации; и преобразования части тепловой энергии потока активации в электроэнергию.

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.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении горючих газов из твердого углеродосодержащего топлива. Бурый уголь влажностью 20-53% измельчают до крупности 2-3 мм, затем подают на двухступенчатую вихревую сушку путем забора части генераторного газа из газогенераторной установки с температурой 960°C при отсутствии в нем O2.

Изобретение относится к способам газификации твердых видов углеродсодержащего топлива: бурых и каменных углей, сланцев и торфа. При газификации углеродсодержащих твердых видов топлива, включающей нагрев, пиролиз подаваемого в ванну с расплавленным шлаком герметичной электродной электропечи твердого углеродного топлива при пропускании через расплавленный шлак с твердым углеродным топливом газифицирующих агентов, а также пропускании электрического тока с помощью сформированной электрической цепи, включающей электроды, введенный в ванну электропечи и подину электропечи, удаление из рабочего пространства печи синтез-газа, шлака и металлического сплава, через расплавленный шлак с твердым углеродным топливом пропускают трехфазный электрический ток, величина которого определяется в соответствии с расходом твердого топлива и с учетом необходимой мощности, определяемой из выражения: P a = G ⋅ w э л 3600 ,     М В т , где G - расход твердого топлива в электропечи, кг/ч, wэл - удельный расход электроэнергии.

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 замкнутому способу и системе производства поливинилхлорида ПВХ. Способ включает получение карбида кальция, обогащенного кислородом, и монооксида углерода CO в высокотемпературной плавильной печи, где вступают в реакцию известняк и углеродные материалы, как каменный уголь.

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использовано для производства генераторного газа преимущественно из пеллет, бурого угля, щепы. Описан способ газификации твердых видов топлива, заключающийся в перемещении топлива для газификации в вертикально ориентированном полом реакторе, в направлении снизу вверх, формировании очага горения в реакторе за счет окислительной реакции соединения кислорода воздуха с углеродом топлива, при котором выделяется двуокись углерода, проведения восстановительной реакции соединения двуокиси углерода с углеродом топлива по формуле CO2+С2СО в слое топлива, при котором получают монооксид углерода - горючий газ, при этом что за очагом горения перемещают вверх, в вертикально ориентированном полом реакторе угли и золу, по ходу движения через угли и золу пропускают двуокись углерода для проведения восстановительной реакции соединения двуокиси углерода с углеродом топлива и получения горючего газа - монооксида углерода, горючий газ выводят вверх реактора за его пределы. Также описан реактор для газификации твердых видов топлива. Технический результат - разработан способ газификации твердых видов топлива, который имеет эффективные условия для протекания окислительно-восстановительных реакций. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх