Способ термической переработки твердого топлива

 

.СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, в частности горючего сланца путем его суппси и нагрева до 200-250С газовым теплоносителем , полукоксования при 500550°С газовым теплоносителем с температурой 500-7рОс, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, повьпнения выхода смолы и улучшения качества целевых продуктов, сушку сланца осуществляют теплоносителем с температурой 7501000 С при скорости нагрела 510 град/мин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1191455 (Я)4 С 10 В 53/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3680944/23-26 (22) 11. 10. 83 (46) 15,11.85. Бюл. у 42 (72) С.К.Доилов, В.M Eôèìîâ, P Ý.Èîонас, P.À.Ëåýïåð, Н.А.Назинин и Х.Э.Раад (71) Научно-исследовательский институт сланцев и Кохтла-Ярвеское ордена

Октябрьской Революции сланцехимическое производственное объединение им. В.И.Ленина (53) 665.6.03(088.8) (56) Патент США И- 3484364, кл. С 10 g 1/06, опублик. 1967. (54) (57) СПОСОБ ТЕРИИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, в частности горючего сланца путем его сушки и нагрева до 200-250 С газовым теплоносителем, полукоксования при 500550 С газовым теплоносителем с температурой 500-700 С, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса, повышения выхода смолы и улучшения качества целевых продуктов, сушку сланца осуществляют теплоносителем с температурой 7501000 С при скорости нагрева 510 град/мин.

1191455

Изобретение относится к деструктивной переработке твердого топлива, в частности горючего сланца для получения смолы и газа, и может быть использовано в сланцеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процесса, повышение выхода смолы и улучшение качества целевых IÎ продуктов.

На чертеже схематически показан газогенератор для осуществления предлагаемого способа. !

Газогенератор содержит камеру для приготовления и распределения теплоносителя, которая разделена горизонтальной перегородкой 2 на две части.

В верхней части камеры 1 установлена

20 горелка 3 и температуру потока теплоносителя поддерживают в пределах 750-1000 С. В нижней части камеры 1 установлена горелка 4 и температуру IIoTQKG теплоносителя поддержи-25 вают на уровне 500-700 С, Горизонтальная перегородка 2 имеет отверстия для удаления из верхней части камеры 1 твердого материала, просыпающегося из зоны подсушки 5. Парогазовую смесь собирают в камере 6 и отводят в конденсационную систему через патрубок 7.

Возможен и другой вариант осуществления способа на газогенераторах с поперечным потоком теплоносителя. 35

В. камере 1 для приготовления и распределения теплоносителя устанавливают одну горелку 3 в верхней части указанной камеры а в нижнюю часть камеры 1 подводят обратный циркуля- 10 ционный газ для снижения температуры теплоносителя, например до 500-700 С.

Причем камера 1 может иметь горизонтальную перегородку 2, а может функ- . ционировать и без нее. Приготовление 45 теплоносителя с заданной температурой могут осуществлять вне камеры 1 .и вводить в нее по специальным подводам. В этом случае камера 1 играет роль распределителя теплоносителя 50 по слою топлива.

Теплоноситель подводят в таком количестве, чтобы в зоне подсушки и нагрева обеспечить его скорость SS

0,55-0,70 м/с при скорости нагрева

5-10 град/мин, а в зоне полукоксования — 0,15-0, 19 м/с и 1,5-2 град/мин.

В верхней части газогенератора в зоне пол,"коксования осуществляется испарение влаги и нагрев сланца до

200-250оС. Вследствие высоких температур теплоносителя (750-1000 С) и скоростей теплоносителя (0,550,70 м/с) и нагрева (5-10 град/мин) происходит измельчение сланца, особенно на первой стадии подсушки, и, следовательно, увеличение удельной поверхности материала, поступающего в зону полукоксования, что способствует лучшему извлечению смолы.

Помимо этого подсушка происходит быстро и зона подсушки занимает небольшой объем камеры полукоксования, что позволяет увеличить производительность агрегата. Кроме того, в этой зоне благодаря большому съему тепла на испарение влаги и нагрев сланца не протекают нежелательные эндотермические реакции разложения карбонатов и газификации.

В нижней части камеры полукоксования, куда поступает уже подсушенный и нагретый сланец, температура теплоносителя 500-700 С, скорости теплоносителя 0,15-0,19 м/с и нагрева 1,5-2 град/мин, поэтому не происходит существенного измельчения топлива и заметного Разложения карбонатов. Твердый материал. в этом случае нагревается до 450-500 С.

В результате, интенсифицируется процесс полукоксования (увеличивается производительность агрегата), сокращается время удаления летучих продуктов из куска и время контакта паров смолы с горячим материалом, предотвращающее вторичное разложение смолы, способствующее большему выходу смолы и снижается расход тепла на

Процесс.

Пример 1. Проводят 3 испытания.

1!. В зону подсушки подают теплоноситель с температурой 970 С, со скоростью равной 0,55 м/с при скорости нагрева 5-8 град/мин, а в зону полукоксования — теплоноситель при

600 С, со скоростью О, 15 м/с при скорости нагрева 1,5-.2 град/мин.

В зону подсушки и полукоксования подают теплоноситель с температурой 970 С.

В . В зону подсушки и полукоксования подают теплоноситель с температурой 600 С. При этом во всех 3-х

3 1191455 ф испытаниях производительность газоге- рость нагрева 5-10 град/мин в зоне— нераторов поддерживают на уровне сушки обеспечивают наибольший выход

180 т сланца в сутки. Основные пока- . смолы, лучшее качество получаемых затели 3 испытаний и их результаты продуктов. сведены в табл. 1 °

Пример 2. Проводят 3 испыта- Предложенный способ переработки ния на том же газогенераторе с попе- сланца в газогенераторах позволяет речным потоком теплоносителя с теми при постоянной производительности унеже температурами теплоносителя, кото- личить выход смолы до 18,0-18,5Х на рые указаны в примере 1, а производи- 1п сланец. Теплота сгорания -генератора тельность поддерживают: 1 — на уровне газа увеличивается до 1200 ккал/м

230 т сланца в сутки, и — 180 т слан- Химический КПД процесса также растет ца в сутки, (i(— 150 т сланца в сут- . до 75-76%. Зольность суммарной геки. Показатели 3 испытаний примера 2 нераторной смолы снижается до 0,1сведены в табл. 1. О, 27..

В табл. 2 представлена зависимость выхода смолы "и качества продук- Кроме того, за счет интенсификатов от температуры теплоносителя в . ции процесса увеличивается произвозоне подсушки при постоянной произво- дительность газогенераторов. до 230 т дительности по сланцу. . сланца в сутки с улучшением основИз табл. 2 следует, что температу" : .ных показателей переработки горючих ра теплоносителя 750-1000 С и cKD- сланцев.

Т а б л и ц а 1

Испытания по прймеру 2 спытания по примеру 1

Показатели

III Х

Производительность по. сланцу, т/сут

180 180

180

230 180 150

Удельный расход воздуха в газификатор, м/т

180

180

180 180

180 180

Удельный расход воздуха для:приготовления теплоносителя, м /т 175

220 160 1 75

220 160 в т.ч. в верхнюю часть камеры 120

120

55 в нижнюю часть камеры 55

Удельный расход обратного. газа в камеру для приготовления теплоносителя, M3 /T

680. 460 880 680 460

880.в т.ч. в верхнюю часть камеры 240

240 в нижнюю часть камеры 440

Температура теплоносителя на входе в зону, С подсушки

440

970 600

970 600

970

970 970 600

600 970 600 полукоксования

600 ..

1191455

Продолжение табл.1

Испытания по примеру 2

Показатели

Испытания по примеру 1

III 1

0,70

0,55

027 023 019 027 020 на входе в зону полукоксования

0,15

Скорость нагрева сланца в зоне подсушки, град/м 5-8

25 25 910 25 15

Температура нагрева сланца в зоне, " С

200-250 200-250 150-200 200-250 200-250 200-250 полукоксования

Удельные затраты тепла на процесс разложения сланца, ккал/кг 240

360 280 240 360

280

70-72 67-69 73-74 70-72 70-72

Химический КПД процесса,X 75-76

16,0 — 15,0 . 17) 0 16,0 16,0

16 5 15 5 17 5 16 5 16 5

18, 0"

18,5 от лабораторного потенциала.

Теплота сгорания генераторного газа ккал/м 1200

1000++ 1150 1200 1000 . 1200

Содержание золы в смоле, % Для сланца с теплотой сгорания 3!00 ккал/кг и рабочей влагой Ф =.97.

"+ НизШая теплота сгорания газа с газовым бензином.

Скорость теплоносителя в рабочих условиях, м/с на входе в зону подсушки.Выход смолы, Ж в расчете на рабочий сланец

500-550 550-650 450-480 500-550 550-650 500-550

84-87 75-78" 70-74 79-82 75-78 75-78

0,1-0,2 0,7-0,9 0,2-0,3 0,1-0,2 0,7-0,9 0,2-0,3

1191455

Таблица 2

Зона подсушки

600 750 850

Скорость теплоносителя, м/с 0,23 0,55 0,62

Скорость нагрева сланца, град/мин 2,5 5 7

Зона полукоксования

Температура. теплоносителя, С 600 600 600

Скорость теплоносителя, м/с

0,17 0,17 0,17.

Скорость нагрева материала, град/мнн 1,5 1 5 1 ° 5

15 16 2 16 8 18 0 17 5

0 15 . 0 ° 2

0,25 0,22 0,2

1150 1180 1190 1200 1180 амму

Обрабмлеиимо ислюгнет

Температура теплоносителя, С

Выход смолы в расчете на рабочий сланец, Х

Содержание эолы в смоле, 3

Теплота сгорания газа, ккал/м

1000 1100

0,70 0 75

10 12

600 600

0,17 0,17

1,5 1,5