Дата опубликовании описания 23,08.81 (5З) УДК 661.961. .361 (088,8) В. М, Масленников, Э. Э, Шпильрайн, К. А. Гордин, В. Г. Носач, Я. С. Жолудов и А. А. Крнвоконь (72) Автори изобретения

Институт высоких температур АН СССР и! Инстйтут технической

i теплофизики AH Украинской ССР1 . ° (71) Заявители

1 2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ГАЗА

Изобретение относится к промышленному производству водородсодержащих газов путем газификации твердых пылевидных топлив, в частности к способу получения технологического газа, и может быть использовано при производстве синтез-газа в химической . промышленности, топливного газа в энергетике, водорода «ак газа-восстановителя в металлургии и как энергоносителя для передачи энергии на большие расстояния.

Известен способ газификации твердого топлива водяным паром, в котором за счет. горения при продувке воздухом стационарного слоя топлива осуществляют его разогрев, а затем при продувке паром вЂ” газификацию с получе1$ нием водородсодержащего газа (1).

Недостатками указанного способа являются низкая производительность, периодичность процесса и, как следствие, высокая себестоимость получаемого продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения технологического газа путем двухстацнйной газификации твердого топлива в присутствии водяного пара и кислородсодержащего газа (21.

Основными недостатками известного способа являются относительно низкие степень газификации и скорость протекания процесса, а также сложная технология вывода золы.

Цель изобретения вЂ” повышение степени газификации, ускорение процесса и упрощение технологии вывода золы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения технологического газа, содержащем водород и окись углерода, включающем газификацию твердого топлива в присутствии водяного пара и высокотемпературного теплоносителя при температуре 1500 вЂ” 2500 К, подачу непрореагировавшего топлива на повторную газификацию в присутствии окислителя, в котором обогащенное золой топливо со второй ступени процесса сжигают в присутствии кислородсодержащего газа на третьей ступени, с отделением образовавшейся золы и газовой смеси, содержащей двуокись углерода и возвратом последней на вторую ступень газификации, причем на каждой из ступеней процесса один иэ

857238 4

Оставшиеся 70% технологического газа возвращают в цикл с предварительным нагревом до 2300 К в качестве высокотемпературного теплоносителя.

0,35 кг непрореагировавшего угля подают на вторую ступень газификации, в которую подают продукты сгорания из третьей ступени при температуре 1400 К состава, кг:

СО 0,22

02 0,17 йэ 1,07

Принимая зольность угля вЂ” 16%, процесс газификации ведут при избытке окислителя

50 реагентов берут в избытке по отношению к остальным.

Кроме того, твердое топливо на первой ступени газификации берут в избытке по отношению к стехиометрии по реакции взаимодействия топлива с водяным паром, а окислитель в недостатке по отношению к стехиометрии реакции его взаимодействия с топливом со второй ступени.

При этом обогащенное золой топливо сжи- 1о гают при избып<е кислородсодержащего газа и температуре ниже температуры испарения золы, а в качестве высокотемпературного теплоносителя используют часть подогретого до начальной температуры процесса технологическо- 15

ro газа.

Способ осуществляют следующим образом.

Угольная пыль в количестве 1 кг при температуре 293 К подают на газификацию в верхню.з высокотемпературную зону реактора, в которую одновременно подают смесь пара с частью технологического газа в количестве 4,9кг состава, кг:

СО 335

Н2 0,2

НрО 095

СО 04 при температуре 2300 К и давлении Р=300 атм.

Уголь при этом находится в избытке по отношению к пару и СО по реакциям Будуара и реакции взаимодействия с водяным паром, Угольную пыль в потоке газифицируют и на выходе из реактора получают технологический газ состава, кг:

СО 5

Н 035 и О 005

СО2 0 05 и 0,35 кг угля при температуре 1500 К. Степень газификации в первой ступени составляет б5%.

30% получаемого технологического газа выводят из цикла (получаемый целевой продукт) с утилизацией его тепла за счет нагрева воды в тенлообменнике, 45 при а = 0,5. Получающиеся продукты газификации при температуре 1800 К и состава, кг: йр 1 07

СО 058 подают далее на сжитание с воздухом в высокотемпературный перегреватель (каунер) для перегрева пара и рециркулирующего технологического газа до начальной температуры процесса 2300 К.

Несгоревшую часть угля в количестве 0,16 кг (0,1 кг составляет зола) подают в третью ступень для полного дожигания, куда подают воздух в количестве 1,4 кг при температуре 1400 К.

Процесс сжигания происходит при избытке окислителя а = 2.

Предлагаемый способ позволяет упростить технологию вывода золы, так как регули; количество и температуру окислителя, подаваемого на третью ступень, всегда можно сжигать обогащенное золой топливо при температурах,: ниже температуры испарения золы.

Кроме того, в предлагаемом способе может быть достигнута полнота газификации 100% по сравнению с 95% по известному способу, а также он позволяет на порядок повысить скорость проведения процесса.

Формула изобретения

1. Способ получения технологического газа, содержащего водород и окись углерода, включающий газификацию твердого топлива в присутствии водяного пара и высокотемпературного теплоносителя при температуре1500 вЂ” 2500 К подачу непрореагировавшего топлива на повторную газификацию в присутствии окислителя, отличающийся тем, что, с целью повышения полноты газификации, увеличения скорости протекания процесса и упрощения технологии вывода золы, обогащенное золой топливо со второй ступени процесса сжигают в присутствии кислородсодержаще.о газа на третьей ступени, с отделением образовавшейся золы и газовой смеси, содержащей двуокись углерода и возвратом последней на вторую ступень газификации, причем на каждой из сту- пеней процесса один из реагентов берут в из6bm

2. Способ по и, 1, отличающийся тем, что твердое топливо на гервой ступени газификации берут в избытке по отношению к стехиометрии по реакции взаимодействия толли ва с водяным паром, а окислитель в недостатке по отношению к стехиометрии реакции его взаимодействия с топливом со второй ступени.

З.Способпопп. 1и2,отлича юшийся тем, что обогащенное золой топли.во сжигают при избытке кислородсодержашегс

857238

Составитель А. Шишов

Техред А. Ач Корректор М. Коста

Редактор Г. Волкова

Заказ 7146/42 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ччов ы ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 газа и температуре ниже температуры испарения золы.

4. Способ по пп. 1, 2 и 3, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве высокотемпературного теплоносителя используют часть подогретого до начальной температуры процесса технологического газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ N 875558, кл. С 01 J 3 46, опублик. 1953.

2, Патент США И 4026679, кл. 48 вЂ” 73, опублик. 1974 (прототип) .

Способ переработки твердого углеродсодержащего топлива // 2115696

Изобретение относится к комплексной переработке твердого углеродсодержащего топлива и может быть использовано в энергетике и химической промышленности

Способ плазмотермической переработки органического топлива и установка для его осуществления // 2294354

Изобретение относится к технологии комплексной переработки твердого топлива и конструкции устройства для его переработки

Способ переработки органических отходов (варианты) // 2333238

Изобретение относится к области утилизации органических отходов, в частности осадков городских сточных вод, путем их газификации с последующим каталитическим превращением полученного синтез-газа в жидкие моторные топлива и/или ценные химические продукты

Способ парового риформинга углеродистого материала // 2424277

Изобретение относится к области парового риформинга

Способы получения синтез-газа и работы газогенератора с неподвижным слоем и сухим дном // 2433164

Способ получения каменноугольного газа // 2434931

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения каменноугольного газа

Способ переработки органических отходов // 2489475

Изобретение относится к области химии

Способы газификации углеродных материалов // 2568721

Настоящее изобретение относится к способу газификации углеродсодержащих материалов с образованием синтез-газа. Способ газификации углеродсодержащих материалов в газогенераторе включает загрузку углеродсодержащих материалов в газогенератор, подачу газа, содержащего молекулярный кислород, и необязательно воды; причем общее количество подаваемого кислорода составляет от 0.75 до 3.0 фунт на фунт общего количества углерода, загруженного в газогенератор; при этом в газогенераторе получают золу, содержащую углерод в золе, где указанная зола содержит менее 10% углерода в золе; и образуется газ, содержащий монооксид углерода и водород; который затем обрабатывают при температуре от 954°С до 1927°С в присутствии молекулярного кислорода с образованием сингаза-сырца, содержащего моноокисд углерода, водород и углерод в сингазе. Полученный сингаз-сырец содержит меньше чем 0.227 кг углерода в сингазе на 28.3 стандартных м3 полученного сингаза-сырца. Изобретение позволяет разработать способ получения сингаза, обеспечивающий максимальное производство энергии или химических продуктов при сохранении на низком уровне количества непрореагировавшего углерода и сажи в сыром сингазе и углерода в золе. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

Способы газификации углеродсодержащих материалов // 2570879

Настоящее изобретение относится к способу газификации углеродсодержащих материалов с образованием синтез-газа. Способ газификации углеродсодержащих материалов в газогенераторе включает загрузку углеродсодержащих материалов в газогенератор, подачу газа, содержащего молекулярный кислород, подачу газообразного диоксида углерода и необязательно воды; причем общее количество подаваемого кислорода составляет от 0.75 до 3.0 фунт на фунт общего количества углерода, загруженного в газогенератор; при этом в газогенераторе получают золу содержащую углерод в золе, где указанная зола содержит менее 10% углерода в золе; и образуется газ, содержащий монооксид углерода, водород и деготь; который затем обрабатывают при температуре от 954°С до 1927°С в присутствии молекулярного кислорода с образованием сингаза-сырца, содержащего моноокисд углерода, водород и углерод в сингазе. Полученный сингаз-сырец содержит менее 8 г углерода в сингазе на стандартный кубический метр полученного сингаза-сырца. Изобретение позволяет разработать способ получения сингаза, обеспечивающий максимальное производство энергии или химических продуктов при сохранении на низком уровне количества непрореагировавшего углерода и сажи в сыром сингазе и углерода в золе. 7 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл.

Способы газификации углеродсодержащих материалов // 2570880

Настоящее изобретение относится к способу газификации углеродсодержащих материалов с образованием синтез-газа. Способ газификации углеродсодержащих материалов в газогенераторе включает загрузку углеродсодержащих материалов в газогенератор, подачу газа, содержащего молекулярный кислород, подачу метансодержащего газа и необязательно воды; причем общее количество подаваемого кислорода составляет от 0.75 до 3.0 фунт на фунт общего количества углерода, загруженного в газогенератор; при этом в газогенераторе получают золу, содержащую углерод в золе, где указанная зола содержит менее 5% углерода в золе; и образуется газ, содержащий монооксид углерода, диоксид углерода, водород и деготь; который затем обрабатывают при температуре от 954°С до 1927°С в присутствии молекулярного кислорода с образованием сингаза-сырца, содержащего моноокисд углерода, водород и углерод в сингазе. Полученный сингаз-сырец содержит меньше чем 8 г углерода в сингазе на стандартный кубический метр полученного сингаза-сырца. Изобретение позволяет разработать способ получения сингаза, обеспечивающий максимальное производство энергии или химических продуктов при сохранении на низком уровне количества непрореагировавшего углерода и сажи в сыром сингазе и углерода в золе. 8 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл., 47 пр.