Дата опубликования описания 230980 (53) УДК662. 74 (088. 8) 3.Ф. Чуханов, 3.3. Чуханов, С.А. Цупров, И.В. Ляшенко, 72) Авторы (54) СПОСОБ ТЕРИООБРАБОТКИ ПЫЛЕВИДНОГО

ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И УСТАНОВКА

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области знерготехнологии, а именно к способу термообработки (пиролиза) пылевидного твердого топлива и может быть использовано для получения транспортабельного топлива, химического и технического сырья.

Известен способ термообработки пылевидного твердого топлива, например угля, включающий двухстадийный нагрев его газовым теплоносителем в вихревой камере циклонного типа, отвод парогазовой смеси с первой стадиии нагрева, отвод парогазовой смеси со второй стадии нагрева в первую 15 и отбор коксика со второй стадии.

Известна установка, осуществляющая известный способ, содержащая вихревую камеру-первой стадии нагрева со средствами ввода обрабатываемого ма- 20 териала и отвода парогазовых продуктов, подсоединенную к ней вихревую камеру второй стадии нагрева со средствами ввода теплоносителя и отвода готового продукта и подсоединенный к 25 вихревым камерам циркуляционный трубо провод Г11 .

Недостатком известного способа и установки для его осуществления является пониженный выход ценных парога- 30

2 зовых продуктов, объясняющийся большим перепадом температур между теплоносителем и топливом.

Целью изобретения является повышение выхода парогазовых продуктов.

Это достигается тем, что в предложенном способе со второй стадии нагрева отводят смесь арогазовых продуктов с частью коксика, которую перед вводом в первую стадию дополнительно нагревают. Кроме того, циркуляционный трубопровод, подсоединенный к вихревым камерам предложенной установки, снабжен горелками.

Применение в качестве теплоносителя смеси парогазовых продуктов с частью коксика позволяет создать более равномерный и мягкий режим нагрева топлива, который исключает перегрев частиц топлива. В результате повышается выход газообразных и жидких целевых продуктов. Дополнительный нагрев указанной смеси осуществляют для обеспечения необходимой тяги при транспортировке частиц коксика в первую стадию нагрева.

H p и м е р . На установке производительностью 50 млн. т угля в год осуществляют термическую обработку суо хого нагретого до 110 С пылевидного

765338 диьена с нихревой камерой 4 второй стадии нагрева, снабженной газовой горелкой 5, которая подает в камеру

4 газовый теплоноситель, Топливо в камеру 4 поступает иэ камеры 1 через дозатор 6. В нижней части камеры 4 установлен патрубок 7 с доэатором 8, через которые отводится часть твердого целевого продукта вЂ” коксика.

Камеры 1 и 4 соединены между собой циркуляционным трубопроводом 9, по которому иэ камеры 4 в камеру 1 поступает смесь нагретого коксика с газовым теплоносителем.

Вход трубопровода в вихреную камеру 1 осуществлен тангенциально.

Циркуляционный трубопровод 9 снабжен газовыми горелками 10 и 11, обеспечивающими поступление в него горящего газа и создающими напор для движения газовзвеси н камеру 1. Вывод целевых продуктов в виде газопаровой смеси осуществляется из камеры 1 первой стадии нагрева посредством патрубка 12.

Способ термообработки пылевидного твердого топлива осуществляется в установке в следующей последовательности.

Измельченное, сухое подогретое топливо из бункера 2 через дозатор 3 поступает в камеру 1 первой стадии нагрева, в которой тангенциально по циркуляционному трубопроводу 9 из камеры 4 второй стадии нагрева поступает смесь нагретого коксика и газового теплоносителя. Частицы топлива, подхваченные закрученным потоком цир- куляционной смеси, под действием центробежных сил отбрасываются из центральной части камеры 1 к ее стенкам, пересекая при этом смесь газового и твердого теплоносителей и нагреваясь с высоким коэффициентом теплообмена. При этом скорость нагрева частиц топлива существенно зависит также от их крупности.

Частицы топли;а успевают прогреться до заданной температуры и прореагировать. Газопаровые продукты, образующиеся при нагреве твердого топлива, выводятся из камеры 1 посредством патрубка 12,,и направляются на очистку и конденсацию. Более крупные частицы угля, не успевающие полностью прореагировать н камере 1, отбрасываются к ее стенкам и вместе с частицами циркулирующего коксика поступают для догрена через дозатор в камеру 4 второй стадии нагрева. Здесь все частицы топлива попадают в закрученный вихревой цоток газового теплоносителя, имеющего температуру выше 700 С, который подается из газовой горелки 5, установленной тангенциально к камере 4 и, догреваясь, заканчивают процесс перехода в коксик заданного (по летучим веществам) состава. Часть газа, получаемого на канско-ачинского угля, зольность которого 9,6 Ъ. Из бункера угольную пыль (110 С) равномерно подают в камеру первой стадии нагрева угля, нагрев которого до 640 С в камере происходит за счет тепла передаваемого углю от смешанного теплоносителясмеси парогазовых продуктов с частью коксика, практически не содержащей свободного кислорода, при этом происходит и первая главная стадия термообработки (пиролиза) угля, при которой из органического вещества угля образуются жидкие, газообразные и твердые продукты. Как показали наши исследования,при снижении возможного перегрева мелких частиц угля вы- t5 ход летучих веществ при высокоскоростном пиролиэе увеличивается, также растет в данном способе выход жидких продуктов смолы. При 640ОС.для взятого нами в примере месторождения 2О бурого угля выход смолы и газового бензина составляет 162 кг вместо 120130 кг, получаемых при обработке угля в тех же условиях (640 C) существующим способом с газовым теплоносителем. Это происходит потому, что температура теплоносителя снижается с

1200 до 980 С. Однонременно нагрев происходит быстрее и за счет увеличения концентрации твердых частиц н гаэовзвеси.

Уголь поступающий на вторую стаФ а дию нагрева, при 640 С смешивают с горячими дымовыми газами, поступающими с температурой 1200 С н количестве 0,25 м на 1 кг циркулирующего коксика. Коксик при этом нагревается до 750 С, а дымовые газы охлаждаются до 760 С.

Из коксика дополнительно выделяются остаточные летучие вЂ” в основном

4О

3 продукты СН4 и Н в количестве 15 М на 1 т угля, а также около одного Ф пирогенетической воды.

При помощи одной горелки теплоноситель нагревают до 870 С, а другой вЂ” 4$ о до 980 С. При этом в связи с малым временем пребывания газа (доли секунды) при 870-950 С газификации углерода практически не происходит, что

cHHRaeT расход тепла íà процесс и сле-,$0 довательно разбавление газа.

Таким образом, в предлагаемом способе и установке выход парогазовых продуктов увеличивается на 25-35% в занисимости от крупности частиц угля.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема установки, осуществляющей способ.

Установка для термообработки пылевидного твердого топлива состоит из бО вихревой камеры 1 первой стадии нагрева, на которой сверху установлен бункер,2 сухого подогретого топлива, поступающего в камеру 1 через дозатор 3. Камера 1 последовательно coe-, 165338 установке, сжигается в горелке 5 в смеси с подогретым или холодным воздухом.

Целевой продукт вЂ” коксик непрерывно отводится иэ камеры 4 через патрубок 7 и дозатор 8 для охлаждения или непосредственно потребителю. Циркулирующая в качестве теплоносителя часть твердых частиц и вся газопаровая смесь поступает по трубопроводу 9в камеру 1 первой стадии, где они (газ и твердые частицы) являются смешанным теплоносителем, нагревающим частицы поступающего в установку угля.

Концентрация твердых частиц в циркулирующем смешанном теплоносителе, определяющая в значительной мере перепад температур между углем и теплоносителем, может регулироваться положением дозатора. Это позволяет изменять состав и количество целевых про- 20дуктов вЂ” коксика и гаэопаровой смеси, увеличивая в частности выход ценных продуктов.

В случае необходимости повышения температуры в камере 1 первой стадии нагрева, в циркуляционный трубопро:вод 9 вдувают требующееся количество горящего газа из горелки 10, в которой сжигают часть горючих газов, ЗО полученных в установке. Частицы коксика, улавливаемые из парогазовой смеси, отбираемой через патрубок 12 возвращаются в установку.

Предлагаемый способ позволяет увеличить выход жидких продуктов, а также изменять выход и качество газа.

Формула изобретения

Способ термообработки пылевндного твердого топлива, например угля, включающий двухстадийный нагрев его газовым теплоносителем в вихревой камере, отвод парогазовой смеси с первой стадии нагрева, отвод парогазовой смеси со второй стадии нагрева в первую и отбор готового коксика со второй стадии, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода парогазовых продуктов, со второй стадии нагрева отводят смесь парогаэовых продуктов с частью коксика, которую перед вводом в первую стадию дополнительно нагревают.

2. Установка для осуществления способа по п. 1, содержащая вихревую камеру первой стадии нагрева со средствами ввода обрабатываемого материала и отвода парогаэовых продуктов, подсоединенную к ней вихревую камеру второй стадии нагрева со средствами ввода теплоносителя и отвода готового продукта н подсоединенный к вихревым камерам циркуляционный трубопровод, отличающаяся тем, что циркуляционный трубопровод снабжен горелками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 372244, кл. С 10 В 3/00, 16. 01. 69.

765338

8st8npeюс

Заказ 6498/41

Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель Н. Смирнова

Редактор В. Голышкинь Техред A.Ùåïàícêàÿ Корректор Ю. Макаренко

Способ термообработки пылевидного твердого топлива и установка для его осуществления

Устройство для термического разложения твердого топлива // 125329

Патент 79115 // 79115

Способ сушки продуктов обогащения углей // 2112781

Изобретение относится к области переработки угля, конкретно к способу сушки продуктов обогащения углей, преимущественно каменных углей, и может быть использовано на обогатительных фабриках

Способ получения энергетического топлива из угля // 2113451

Способ сушки продуктов обогащения углей // 2379329

Изобретение относится к области переработки угля, а именно к способу сушки мелких классов (<6 мм) продуктов обогащения коксующихся углей, и может быть использовано на модульных обогатительных фабриках

Способ термообработки пылевидного твердого топлива и установка для его осуществления // 767173

Способ термической переработкитвердого топлива // 798159

Способ термической переработки твердого топлива // 1189869

Способ вихревого быстрого пиролиза углеродсодержащих материалов и установка для его осуществления // 2632690

Изобретение относится к термохимической переработке углеродсодержащих материалов и предназначено для получения углеводородных продуктов, энергии и топлива из отходов и сырья органического происхождения. При вихревом быстром пиролизе мелкодисперсный материал подвергают термическому и механохимическому воздействию без доступа кислорода последовательно в два этапа. Сначала частицы вещества вовлекают в сильнозакрученный вихревой поток газовзвеси, созданный в пиролизном реакторе 3 при температуре 600-900°C. Время контакта составляет 0,1-3 с. Затем очищенный от твердых частиц газовый поток направляют в вихревой интенсификатор газов, где разгоняют в сопле Лаваля при температуре не ниже 500°C и далее закручивают с высокой скоростью вокруг катализатора. Управление процессом осуществляют изменением температуры, времени контакта и природы катализатора. Пиролизный реактор цилиндрической формы содержит камеру пиролиза (17) с рубашкой (16) в виде теплового контура. В начале камеры тангенциально расположены патрубок (18) подвода газовзвеси и патрубок (24) пусковой горелки. Вдоль камеры равномерно размещены, по меньшей мере, два тангенциально ориентированных отводных патрубка (20). Длина камеры пиролиза равна сумме трех своих диаметров, умноженной на количество отводных патрубков. Торцевые стенки (21) камеры пиролиза и осевые линии патрубков (18, 19, 20) параллельны и отклонены на угол 5-10 градусов. Ось реактора горизонтально ориентирована с возможностью изменения угла наклона. Вихревой интенсификатор газов выполнен в форме цилиндра, в верхней части которого тангенциально расположен входной патрубок, имеющий форму сопла Лаваля. В нижней части тангенциально размещен выпускной патрубок. В центральной части соосно установлен блок катализатора. Изобретение позволяет увеличить выход низших углеводородов в пиролизном газе до 50-80% (масс.), повысить теплоту сгорания газа до 33-56 МДж/м3, снизить содержание смолистых компонентов в жидком топливе, использовать его для генерации электроэнергии. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.