Способ газификации твердого топлива в кипящем слое

 

Союз Советск и к

Социалистическими

Реелублик 715615 йвуднретввнный нвынтвт

СССР на двнвн нзовретеннй н атнрытнй

)УДК .662.76 (088 ..8) Т. В. Никитина, Л; П. Хоменкова, И. И. Черненков и Г, С, Шафир (72) Авторы нзобретения

Институт горючих ископаемых (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА,В КИПЯЩЕМ

СЛОЕ

Изобретениеотносится к газификации мелКо= зернистого высокосернистого топлива и очистке получаемого газа от сероводорода в процессе газификации.

Известен способ газификации для получения

5 горючего газа, не содержащего серы и других . вредных примесей, заключающийся в том, что дутьевую смесь пропускают через реакционную зону, содержащую окислы щелочных и щелочноземельных металлов и углеродистое топливо.

Сера, содержащаяся в топливе, удерживается в твердом остатке, а образующийся при газификации горячий газ практически не содержит

:серы (11.

Наиболее близким является способ газификации твердого топлива с целью удаления веры, заключающийся в том, что при газификации s исходное твердое топливо вводят добавки известняка в количестве 1 — 5% путем меха20 нического смешения твердого топлива и известняка. Газификацию проводят при 900 — 1100 С и давлении выше 10 ати в аппарате с кипящим слоем 12).

Недостаток способа — неравномерное распре- деление известняка в твердом топливе, вследствие чего не достигается достаточньш контакт образующегося газа с твердым реагентом. Результатом этого является невысокая степень очистки полученного газа от сероводорода (7075%). Кроме того, при этом способе не достигается высокая производительность процесса газификации совместно с очисткой газа.

Цель изобретения — повышение степени очистки газа от сероводорода.

Поставленная цель достигается тем, что исходное твердое топливо предварительно смешивают с окисью кальция, полученной путем прокапивания природного известняка.

Смесь гранулируют, гранулы подают на термическую обработку.

Технология способа состоит в следующем, Предварительно твердое топливо (например, бурый уголь) и окись кальция измельчают, Соотношение окиси кальция к сере в исходном твердом топливе составляет по отношению к стехиометрическому 1-:-1,5. Измельченное твердое топливо и окись каль5615

71 д Как видно, наибольшая степень очистки газа от сероводорода (95%) достигнута при расходе окиси кальция на 1 кг рабочего топлива, равном 0,11.5 кг/кг.

При внедрении данного способа газификации щ в промышленность процесс будет осуществляться в газогенераторе на гранулах, изготовленных из твердого топлива и окиси кальция, диаметром 5,0 — 7,0 мм. Полученный чистый газ может быть использован на электростан35

Способ газификации твердого топлива в виде гранул из смеси угля и окиси кальция позволяет повысить степень очистки до 95% по сравнению со способом газификации меха40 нически смешанного угля с окисью кальция (степень очистки 70 — 75%). Данный способ позволяет уменьшить унос в 1,5 раза, благодаря чему достигается экономия исходного топлива. Проведение процесса газификации и очистки в одном аппарате приводит к ликвидации сероочистной аппаратуры. При исполь аовании газа, полученного этим способом, на электростанции, по сравнению с обычным использованием углей на паротурбинных электростанциях достигается экономия топлива до 8%. ция смешивают, а затем равномерными малыми порциями подают на тарельчатый грануля ор и смачивают тонким распылением

1%-ной сульфитно-дрожжевой бражкой (отходы переработки целлюлозы). Получеш ые гранулы подвергают газификации .в кипящем слое при давлении 10 ати и 900 — 1100 С.

Степень очистки полученного газа от сероводорода составляет 80 — 95%, Повышение степени очистки газа от сероводорода против 70 — 75% в известном способе можно обьяснить следующим: поскольку процессы газификации и очистки газа являются гетерогенными, то наличие равномерного распределения окиси кальция и угля в гранулах приводит к тому, что в момент образования газа последний непосредственно мгновенно вступает в контакт с окисью кальция с образованием сульфида кальция (СаО + H2S CaS + Н,О).

Пример 1. Для газификации использу- э ют александрийский уголь, имеюший следующую характеристику, вес,%: W (влажность) =

= 8,16; Аа (зольность) = 11,08; Са= 56,93;

На = 5,16; Na = 0,54; Sa> = 4,34 .где а аналитическая проба .

В качестве сероочистного реатента используют окись кальция, которую получают при прокаливании природного известняка Барсуковского месторождения в муфельной печи при при 1000 С в течение 5 час, Исходный уголь и окись кальция измельчают в вибромельнице до фракции 0,1 — 0,2 мм, а затем смешивают в шнековом смесителе.

Полученную смесь подают на тарельчатый гранулятор производительностью 50 кг/час (диаметр тарели гранулятора — 1,5 м, угол наклона 55, скорость вращения 8 об/мин) и смачивают тонким распылением 1%-ой сульфитно-дрожжевой бражкой (отходы переработки целлюлозы) с помощью форсунки. На

1 кг угля расходуется 0,076 кг окиси кальция и 0,010 кг сульфитно-дрожжевой бражки. При этом получаются гранулы следующего фракцион. чого состава: диаметром 1 мм — 5%, 1—

1,6 мм — 90% и более 1,6 мм — 5%. Изготовленные гранулы подвергают газификации в кипящем слое под давлением 10 ати на паровоздушном дутье с целью получения чистого энергетического газа. Степень расширения слоя составляет 1,45. Состав дутья об,%; воздуха — 73, пара — 27. Средняя температура дутья — 450, температура газификации—

950 С. Расход дутья на рабочее топливо: воздух — 2„00 нм /кг, пар — 0,60 кг/кг. В процессе газификации осуществляют отбор проб газа на содержание компонентов. Состав очищенного газа следующий, об,%: СО2 — 11,70; — — 14,31;

CH4 — 2,40; 02 — 0,3; Ng — 54,05. Выход

4 газа — 2,92 нм /кг р; т. Результаты анализов показывают, что степень очистки составляет 77% (содержание FI>S в газе до очистки составляло 0,95%) .

Пример 2. Газификации подвергают тот же уголь, механически смешанный с окисью кальция в том же соотношении без последующей грануляции, что и в примере 1.

Условия газификации такие: же, как и в при- о мере 1. Результаты анализов показывают, что степень очистки составляет 54%.

Пример 3, Были проведены опыты по газификации гранул при различном соотношении окиси кальция к твердому топливу (усло*

5 вия газификации как в примере 1). Результаты сведены в таблицу.

Формула изобретения

Способ газификации твердого топлива в кипящем слое, включающий термическую обработку топлива паровоэдушной смесью при

900 — 1100 С и давлении выше 10 ати в присутствии окиси кальция, о т л и ч а ю щ и йСоставитель Г. Шафир

Техред М.Петко.

Корректор . В. Синицкая

Редактор С. Патрушева

Тираж 545 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская каб., д. 4/5

Заказ 9624/7

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

715615 с я тем, что с целью повышения степени очистки газа от сероводорода, топливо и окись кальция предварительно смешивают, гранулируют в присутствии сульфитно-дрожжевой бражки и полученные гранулы подают на термическую обработку, 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США P 3977844, кл. 48-202, опублик. 31.08.76.

2. Патент США Р 3970434, кл. 33 — 1 (С 10 3 3/00), опублик. 20.07.76.