Способ окислительной газификации органического сырья

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН а9> !Ы но (59 4 С 01 В 3/38

5г. %

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3 7 18039/23-26 (22) 02.04.84 (46) 15.06.86. Бюл. У 22 (71) Институт высоких температур

AH СССР (72) B.М. Масленников, 10.А. Выскубенко, С.М. Креймер, Е.Л. Рыжак, Г.Г. Еше, И.Г. Николаев и Г.И. Плесков (53) 661. 961. 361 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 263064, кл. С 01 В 2/02, 1970.

Христианович А.А. и др. Защита атмосферы от вредных выбросов ТЭЦ методом внутрицикловой газификации мазутов. — Теплоэнергетика. 1974, Ф 1, с. 52 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ОИ1СЛИТЕЛЪНОЙ

ГАЗИФИКАЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО СЪ|РЪЯ, включающий окисление его воздухом при повышенной температуре и очистки полученного водородсодержащего газа от твердых частиц промывкой водой с отводом получаемой сажезоловодяной суспензии, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения сажезоловодной суспензии в виде зольного концентрата с повышенным содержанием минеральных компонентов, водородсодержащий газ перед очисткой смешивают с исходным органическим сырьем, или водой поддерживая отношение между органическими и минеральными компонентами в полученном при смешении твердом остатке, равном 0,5-100, остаток за- . тем возвращают на стадию окисления, а водородсодержащий газ направляют на стадию промывки.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ишийся тем что окисление осуо ществляют при 1100-1550 С в течение

1-6 с.

1237627

Изобретение относится к процессам окислительной газификации тяжелых жидких остатков нефтепереработки или каменноугольных смол, имеющих высокое содержание золы, и может быть г> использовано в комбинированных энергетических установках с внутрицикловой газификацией топлива с целью предотвращения вредных выбросов в окружающуюу среду и повышения эффективности производства электроэнергии, а также на химических или нефтехимических предприятиях с целью получения синтеза-газа, необходимого для производства водорода, аммиака, метанола и жидких углеводородов.

Цель изобретения — получение саI жезоловодяной суспензии в виде зольного концентрата с повышенным содержанием минеральных компонентов.. 20

Пример 1.Частичное окисление производят путем сжигания мазута марки 100 в стальном, футерованном огнеупорным кирпичом газогенераторе о 2 > под давлением 12 атм при 1300 С и времени пребывания 3,5 с.

На окисление подают от турбокомнрессорного агрегата атмосферный воздух в количестве 45 вес.7. от стехиометрически необходимого для пол30 ного окисления мазута. При .этом

> в газогенераторе образуется газ, содержащий до 22,8 об.7. окиси углерода и до 15 об.7. водорода. Кроме того, образуется до 5 вес.7. от топлива сажи, а содержащиеся s мазуте зольные элементы присутствуют в газе в виде механических примесей.

Полученный газ охлаждают в конвективном газоохладителе, где генерируется 40 пар с давлением 130 атм. Далее газ направляют в систему очистки и охлаждения газа от твердых органических и минеральных примесей. В первом по ходу газа газоочистном аппарате в качестве промывочной жидкости используют исходный мазут. Плотность орошения газа мазутом поддерживают 6-8 л/м газа.

Э

Температура газа на выходе из 50 аппарата составляет 150-120 С, давление до 5 атм. При этом эффективность улавливания зоны равна 70 вес.% и сажи 98 вес.%, что составляет требуемое отношение между органичес- 55 кими и минеральными компонентами в твердом остатке 7,5 (исходная зольность мазута 0,2 вес.%),, Образувщаяся сажемазутная суспензия направляется в газогенератор, а газ поступает на окончательную очистку в последующие по ходу газа газоочистные аппараты, где обеспечивают очистку его до остаточной концентрации 5-15 мг/нм газа путем промывки его водой; концентрат, полученный из сажеводяной пульпы, после отделения воды содержит, например, при газификации 32 т/ч мазута до 64 кг золы и 32 кг сажи.

В состав системы для окислительной газификации входит газогенератор, газоокладитель, первый по ходу газа промывочный аппарат, второй и третий по ходу газа промывочные аппараты, насосы, разделительный аппарат, устройства сероочистки и выделения элементарной серы.

Пример 2. Атмосферный воздух направляется в газогенератор, 0 где при 1300 С, k = 0,45 за время

2,5 с происходит частичное сжигание

32 т/ч мазута с получением газа следующего состава, об.7: СО 22,8, Н 8 0,4.

При частичном сжигании мазута образуется 5 вес.% (от топлива) сажи, а содержащиеся в мазуте зольные элементы присутствуют в газе в виде механических примесей. Полученный газ охлаждается в газоохладителе, где генерируется пар высоких параметров.

Далее газ направляется в систему охлаждения и очистки от твердых органических и минеральных примесей (сажа и зола) .

В первом по ходу газа газоочистном аппарате в качестве промывочной жидкости используется исходное органическое сырье — сернистый мазут, содержащий 0,2 вес.% соды. В первой ступени очистки можно обеспечить эффективность улавливания золы 707, а сажи 987, вследствие чего отношение органических примесей к мицеральным в уловленной твердой фазе составит 7,5. Полученная сажемазутная суспензия, содержащая 0,6 вес.7 золы, направляется в газогенератор на частичное окисление. Гаэ, содержащий 0,27 минеральных примесей, О, 1% сажи, проходит последующие по ходу газа газоочистные аппараты, орошаемые водой, где происходит окончательная очистка газа от твердых примесей.

1237627

Хр = 100 0,2 = 20 вес.7.

Следовательно соотношение между органическими и минеральными компонентами составит

К С 10

Х 100 ° 0 2

С 10 вес.п

А„0,1 вес.7. --10 вес.7 е 100

25, î à „0,1

=О, 1 вес.7

К < — =100

0,1 о

Д А, Р 1 0 99

З5 при g> 10 вес.7

К ) 100.

Составитель Н. Бухарова

Редактор А.Долинич Техред Д.Олейник Корректор М. Шар оши

Заказ 3255/27

Тираж 45.0 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученная сажеводяная суспензия направляется в разделительный аппа рат, где вода отделяется от твердых примесей. Полученный концентрат содержит 64 кг золы и 32 кг сажи.

Интервал числовых значений соотношений между органическими и минеральными компонентами в извлекаемом

/ твердом остатке равен к = 0 5.

При проведении экспериментальных работ определена максимально допустимая концентрация золы в промывочной жидкости 20 вес.X. В случае превышения концентрации золы происходит шлакование стенок газогенератора, конвективных поверхностей котла утилизатора, а также появление отложений золы в трубопроводах.

Выход сажи из газогенератора

С = 10 вес.X от;топл. Содержание золы в исходном топливе А = О, 10,2 вес.X. Эффективность улавливания твердых примесей в первом по ходу газа аппарате: золы = 99 вес.7., сажи = 99,99-100 вес,7. (принятые значения соответствуют максимально возможной эффективности улавливания при использовании наиболее совершенных фильтров) . Тогда, равновесная концентрация (Xp) золы в промывочной жидкости равна критической (при

А = 0,2 вес.7) I0 при Xp ) 207, К с 0 5, К = 100

Как показали экспериментальные исследования превышение верхнего (100) соотношения ограничивается тем, что около 10 вес..X золы в процессе газификации спекается с сажевыми частицами и прочно удерживается на их поверхности в процессе очистки газа.

Для случая, когда улавливается в системе очистки газа только одна сажа с находящейся на ее поверхности золой