Способ переработки высокозольного топлива

 

Изобретение относится к способам термической переработки твердых топлив и позволяет упростить технологию очистки парогазовой смеси и снизить содержание механических примесей в тяжелой и средней смоле. Парогазовую смесь (ПГС) при нагреве сланца зольным теплоносителем орошают смесью конденсатов тяжелой и легкой смолы, в результате чего снижается содержание механических примесей в ПГС. Часть легких фракций из орошаемой смеси переходит в ПГС, одновременно ее охлаждая. Несконденсированную ПГС направляют на ректификацию с выделением средней и легкой фракций смолы. Тяжелую фракцию смолы, очищенную от механических примесей, смешивают с бензином и направляют на ректификацию. Максимальное содержание механических примесей в тяжелой и средней фракциях смолы не превышает 0,3% при сохранении выхода смолы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4637832/26 (22) 16.01.89 (46) 15.07.91, Бюл. N 2.6 (71) Государствен н ы и научно-исследовательский энергетический институт им.

Г.М.Кржижановского (72) К.-А.А.Иорудас, С.А.Верещака, Е.Г.Маслов, В.№Чикул и А.М.Мясоедов (53) 662.74 (088.8) (56) Патент США М 2774716, кл. С 10 С 1/00, 1956. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВЫСОКОЗОЛЬНОГО ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к способам термической переработки твердых топлив и позволяет упростить технологию очистки парогазовой смеси и снизить содержание

Изобретение относится к термической переработке твердых топлив и может быть использовано в сланцеперерабатывающей промышленности и в энергетике при осуществлении комплексной энерготехнологической переработки твердых топлив.

Цель изобретения — упрощение технологии и снижение содержания механических примесей в тяжелой и средней смоле.

На чертеже приведена принципиальная схема установки для осуществления предложенного способа, Установка содержит реактор 1, аэрофонтанную топку 2 и сепаратор теплоносителя 3, которыеобьединены в контур циркуляции теплоносителя, скруббер-стояк

4 линией парогазовой смеси 5 соединен с

„„. Ж„„1663011 А1 (я)5 С 10 В 53/06, С 10 С 1/00 механических примесей в тяжелой и средней смоле. Парогазовую смесь (ПГС) при нагреве сланца зольным теплоносителем орошают смесью конденсатов тяжелой и легкой смолы, в результате чего снижается содержание механических примесей в ПГС.

Часть легких фракций из орошаемой смеси переходит в ПГС. одновременно ее охлаждая. Несконденсированную ПГС направляют на ректификацию с выделением средней и легкой фракций смолы. Тяжелую фракцию смолы, очищенную от механических примесей, смешивают с бензином ь направляют на ректификацию. Максимальное содержание механических примесей в тяжелой и средней фракциях смолы не превышает 0,3% при сохранении выхода смолы, 1 ил. системой сухой очистки парогазовой смеси (ПГС) от механических примесей, вмонтиро- О ванной в реактор 1 и барельетом 6 с конден- О сатором тяжелой смолы 7. Последний линией тяжелой смолы 8 соединен с буферной емкостью 9 и трубопроводом 10 с ректификационней колонной 11. Верх ректификационной колонны трубопроводом

12 соединен с конденсатором бензина 13, а средняя часть колонны трубопроводом 14 с установленным на нем насосом 15 соединена со скруббером-стояком 4 и барельетом 6.

Одновременно насос 15 трубопроводом 16 соединен со складом легких фракций конденсата. Нижняя часть ректификационной колонны 11 трубопроводом 17 с установленным на нем насосом 18 соединена со скла1663011 дом очищенной смолы, Буферная емкость 9 трубопроводом 19 с установленным на нем насосом 20 и теплообменником (холодильником) 21 соединена с трубопроводом 14 рециркуляции легкой фракции конденсата.

Кроме того, насос 20 трубопроводом 22 соединен со средствами очистки смолы от механических примесей 23.

Конденсатор бензина 13 трубопроводом 24 соединен с сепаратором 25. Верхняя часть сепаратора трубопроводом 26 соединена с потребителем газа полукоксования, нижняя его часть трубопроводом 27 с установленным на нем насосом 28 соединена со складом подсмольной воды, и средняя часть— трубопроводом 29 с установленным на нем насосом 30 соединена с ректификационной колонной и трубопроводом 31 со средствами очистки смеси от механических примесей 23. Одновременно насос 30 трубопроводом 32 соединен со складом бензина.

Нижняя часть средств очистки смеси осаждением трубопроводом 33 с установленным на нем насосом 34 соединена с реактором 1, а верхняя часть трубопроводом 35 с установленным на нем насосом 36 и теплообменником 37 соединена со средней частью ректификационной колонны 11.

Установка работает следующим образом.

Подготовленное дробленое и подсушенное топливо подают в реактор 1, где его перемешивают с поступающим из сепаратора 3 зольным теплоносителем и нагревают до оптимальной для данного вида топлива температуры термодеструкции.

При нагреве топлива получают парогазовую смесь и коксозольный остаток. Последний передают s аэрофонтанную топку 2, В ней в потоке подогретого воздушного дутья сжигаютторючую массу коксозольного остатка и выделенное тепло расходуется на нагрев негорючей (зольной) массы и дымовых газов, Из топки 2 азровзвесь передают в сепаратор 3, в котором выделяют необходимое для ведения процесса количество зольного теплоносителя и возвращают в реактор 1. Оставшуюся золу и дымовые газы выводят из процессе и после утилизации их физического тепла и санитарной очистки сбрасывают в окружающую среду, Полученную парогазовую смесь в реакторе

1 очищают от механических примесей (пыли) в специально для этих целей вмонтированных циклонных сепараторах и по линии

5 передают в скруббер-стояк 4. Последний орошают смесью тяжелой и легких фракций собственных охлажденных конденсатов.

Той же смесью орошают и барельет 6, 5

50

55 роводу 22 направляют на орошение колонны и по трубопроводу 31 — в средства очистки смолы 23 для перемешивания с тяжелой фракцией конденсата. Избыток бензина по трубопроводу 32 направляют на склад.

В результате орошения из ПГС вымываются остатки унесенной из реактора пыли, парогазовая смесь охлаждается, э орошаемая смесь конденсатов нагревается. При нагреве из орошаемой смеси испаряются легкие фракции и переходят в ПГС, одновременно при охлаждении ПГС происходит конденсация и выделение тяжелой фракции смолы, которая переходит в орошаемый конденсат.

Таким образом, выделенное при охлаждении ПГС и конденсации тяжелой фракции смолы тепло не теряется, а с парами испаренных легких фракций уносится (передается) в ректификационную колонну 11, Смесь газообразных и жидких продуктов по барельету 6 предают в конденсатор

7, В последнем отделяют парообразные продукты от конденсата и парогазовую смесь после охлаждения в конденсаторе 7 до заданной температуры передает в ректификационную колонну 11. Конденсат тяжелой смолы по линии 8 передают в буферную емкость 9, в которой накаливается и хранится необходимое для работы контура орошения количество тяжелой смолы. Из этой емкости при помощи насоса 20 по трубопроводу 19 через теплообменник 21 конденсат тяжелой смолы направляют в контур циркуляции орошения, а избыток по трубопроводу 22 попадает в средства очистки смолы от механических примесей 23.

Несконденсированную в конденсаторе

7 парогазовую смесь по трубопроводу 10 передают в нижнюю часть ректификационной колонны 11. В последней без подвода дополнительного тепла проводят ректификацию с одновременной конденсацией оставшейся после орошения и конденсации тяжелой фракции смолы парогазовой смеси, а несконденсированную часть, содержащую бензиновые фракции, подсмольную воду и газ полукоксования по трубопроводу 12 передают в конденсатор 13. В последнем остатки парогазовой смеси охлаждают до

20-30 С и совместно с конденсэтом по трубопроводу 24 направляют в сепаратор 25. В последнем газ пол коксования отделяют от конденсата и по трубопроводу 26 передают потребителю, Полученный конденсат разделяют на подсмольную воду и бензин. Подсмольную воду по трубопроводу 27 при помощи насоса 28 передают потребителю, а бензин при помощи насоса 30 по трубоп1663011

10

20

30

40

50

Сконденсированные в нижней части колонны средние и тяжелые фракции смолы содержат менее 0,3% технологических примесей и являются очищенной товарной смолой, Эту смолу по трубопроводу 17 при помощи насоса 18 передают на склад.

Часть легких фракций конденсата смолы со средней части колонны при помощи насоса 15 по трубопроводу 16 передают на склад легкой фракции смолы.

Направляемый на орошение парогазовой смеси конденсат легкой фракции смолы в скруббере-стояке 4 нагревают выше температуры кипения этой фракции, полностью его испаряют и с парогазовой смесью возвращают в ректификационную колонну. Таким образом, эту фракцию конденсата циркулируют в замкнутом контуре, она не теряется и в результате многократного испарения и конденсации паров обеспечивается колонна необходимым количеством тепла для ректификации ПГС.

В средствах очистки смолы от механических примесей 23 перемешивают тяжелую фракцию смолы с бензином и смесь подвергают декантации и/или центрифугированию. Очищенную от механических примесей смесь при помощи насоса 36 по трубопроводу 35 через теплообменник 37 передают в среднюю часть ректификацион- ной колонны 11. Здесь от смолы отгоняют бензин, средне-тяжелую фракцию смолы собирают в нижней части колонны, а пары бензина направляют в конденсатор 13 на повторную рециркуляцию.

Отделенные от смолы фусы при помощи насоса 34 по трубопроводу 33 направляют на стадию нагрева топлива. На этой стадии фусы подвергают повторной деструкции.

Полученную при этом ПГС в смеси с ПГС полученной от термодеструкции топлива передают в отделение конденсации, а содержащиеся в них механические примеси смешиваются с коксозольным остатком. проводят аэрофонтанную топку и с золой выводят из процесса.

Пример. На установку по переработке горючего сланца с твердым теплоносителем подают сланец-кукерсит: влажность W

12,4%, зольность А 42,0%, углекислота карбонатов (СО ) < 20,0% и теплота сгорания

2600 ккал/кг в количестве 139 т/ч. В сушилке, в потоке дымовых газов сланец нагревают до 110 С и получают высушенный мелкозернистый сухой сланец в количестве

115 т/ч, В реакторе 1 его смешивают с 340 т/ч нагретого до 800 С зол ьного теплоносителя, В реакторе температуру смеси поддерживают 480 С и проводят термодеструкци а горючей массы сланца. В результате этой операции получают 29,57 т/ч парогазовой смеси (ПГС) с температурой 480 С и содержанием пыли 0,258 кг/м . В циклон-. з ном сепараторе ПГС очищают от пыли до содержания.ее 0,019 кг/м . Очищенную П! С с температурой 480 С и содержанием механических примесей (пыли) 0,019 кг/м наУ правляют в орошаемый смесью тяжелой и . легкой фракции смолы скруббер-стояк 4 с содержанием тяжелой фракции смолы в смеси 80% и по орошаемому той же смесью барельету 6 передают в конденсатор тяжелой смолы 7. Расход смеси на орошение ПГС составляет 45 т/час. На выходе из конденсатора температуру ПГС поддерживают

250 С. В результате этих операций из ПГС выделяют 8 т/ч тяжелой фракции конденсата и в смеси с поданной на орошение 36 т/ч тяжелой фракции смолы ее передают в буферную емкость 9. При этом содержание механических примесей в тяжелой фракции смолы составляет 5,8%. Из буферной емкости 9 36 т/ч тяжелой фракции смолы направляют на перемешивание с 9 т/ч легкой смолы и полученной смесью орошают ПГС, а 8 т/ч передают в средства очистки от механических примесей 23

Обогащенный парами ле кой фракции поток ПГС 30,57 т/ч с температурой 250 С из конденсатора тяжелой смолы 7 направляют в ректификационную колонну 11, в которую из средств очистки смолы от механических примесей 23 поступает 13 т/ч очищенной смеси тяжелой смолы с бензином и 2 т/ч бензина на орошение колонны.

С низа колонны отводится 9,8 т/ч средне-тяжелой фракции смолы с содержанием механических примесей 0,23%. Со средней части колонны 4,1 т/ч легких фракций смолы с содержанием механических примесей

0,02%, сверху колонны отводятся пары

22,67 кг/ч, состоящие из подсмольной воды, бензина и газа полукоксования с температурой 110 С. После охлаждения паров до

30 С и конденсации бензина и подсмольной о воды газ полукоксования передают потребителю, а смесь бензина и подсмольной воды разделяют; 2 т/ч бензина направляют на орошение колонны, 8,0 т/ч бензина направляют на смешивание с тяжелой смолой в средствах очистки и 2,0 т/ч — потребителю.

Полученный бензин и подсмольная вода практически не содержат механических примесей.

Тяжелую смолу смешивают с бензином в соотношении 1:1. После очистки получают

13 т очищенной смеси, которую направляют в колонну на отгонку бензина и 1,5 т фусов, 1663011

Составитель Т.Бородкина

Редактор M.Íåäîëóæåíêî Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Щароши

Заказ 2237 Тираж 342 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 которые передают в реактор на повторную деструкцию.

Таким образом, в предложенном способе получают чистую, незагрязненную механическими примесями смолу.

Максимальное содержание механических примесей в тяжелой и средней фракции смолы не превышает 0,3, в то время как по известному способу в неочищенной тяжелой смоле содержится до 8, à so фракциях средней смолы — до 1 механических примесей. По известному способу необходимо очищать тяжелую и среднюю фракции смолы, а по предлагаемому — только тяжелую фракцию смолы. При этом объем очищаемой от механических примесей смолы по предложенному способу сокращается примерно в два раза. По предлагаемому способу выход смолы сохраняется таким образам, как в известном, т.е, 64,1 на органическую массу или 95,7% от выхода в алюминиевом реторте.

При этом упрощается переработка — не требуется создание специальных установок для очистки смолы, снижается количество тепла, требуемое на очистку смолы.

Формула изобретения

Способ переработки высокозольного

5 топлива, включающий нагрев его с образованием парогазовой смеси, орошение парогазовой смеси конденсатом тяжелой смолы и охлаждение ее с выделением конденсата тяжелой смолы, ректификацию несконден10 сированной части парогазовой смеси с выделением средней и легкой смолы, отделение бензина, перемешивание конденсата тяжелой смолы с бензином и очистку отстоем полученной смеси от

15 механических примесей с отводом очищенной смеси и фусов, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения содержания механических примесей в тяжелой и средней смоле, орошение парогазовой сме20 си осуществляют смесью конденсатов тяжелой и легкой смолы и очищенную от механических примесей смесь тяжелой смолы с бензином возвращают на ректификацию.