Способ переработки бурых многозольных и солесодержащих углей и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к двухступенчатому процессу пиролиза бурых углей естественной влажности в кипящем слое для получения кокса, богатого газа и смолы пиролиза . Цель - повышение производительности по газу, удешевление процесса, упрощение конструкции установки и снижение капитальных затрат. Выносимое из смеси газов и паров сушки мелкое зерно отводится из процесса пиролиза, а в качестве кипящей среды в пиролизном реакторе используется подогретый газ. Для улавливания пыли из пиролизного газа служит сепаратор пыли горячего газа высокой производительности, причем получаемые в камере сгорания газообразные продукты используются для косвенного обогрева кипящего слоя, для подогрева газа и для прямого подогрева в сушилке. В зоне кипящего слоя на сушилке предусмотрен двойной кожух и ниже ее решетки расположена камера смешения, в то время как пирол зный реактор соединен с камерой сгорания и подогревателем. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил. со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 10 B 51/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

- /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (89) 00 227594 (48) 18.09.85 (21) 7773298/26 (22) 07,02.84 (31) WP С 10 В/249079 (32) 23.03.83 (33) DD (46) 07.05.92, Бюл, N 17 (71) ФЕБ Швермашиненбау "Карл Либкнехт", Магдебург (OO) (72) Михель Вольфганг, Пауль Хайнц, Руммель Андреас, Зеер Геро Оссовски Манфред, Хеберлайн Ирмтруд. Кестлер Дитер и Вильгельм Франк (DD) (53) 662.74(088,8) (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БУРЫХ

МНОГОЗОЛЬНЫХ И СОЛЕСОДЕРЖАЩИХУГЛЕЙ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к двухступенчатому процессу пиролиза бурых углей естестИзобретение касается двухступенчатого процесса ускоренного пиролиза бурых углей естественной влажности, многозольных и солесодержащих, преимущественно мягких бурых углей, по принципу кипящего слоя и установки для проведения этого процесса с одновременным получением высококачественного кокса, богатого газа и смолы пиролиза с незначительным содержанием пыли.

Известен способ переработки бурых многозольных и солесодержащих углей и установка для его осуществления (патент cD РГ

N 2553760, кл. С 10 В 49/10, 1978). B известном способе осуществляют трехступенчатый процесс, направленный на, Ж 1731787 А1 венной влажности в кипящем слое для получения кокса, богатого газа и смолы пиролиза. Цель — повышение производительности по газу, удешевление процесса, упрощение конструкции установки и снижение капитальных затрат, Выносимое из смеси газов и паров сушки мелкое зерно отводится из процесса пиролиза, а в качестве кипящей среды в пиролизном реакторе используется подогретый газ. Для улавливания пыли из пиролизного газа служит сепаратор пыли горячего газа высокой производительности, причем получаемые s камере сгорания газообразные продукты используются для косвенного обогрева кипящего слоя, для подогрева газа и для прямого подогрева в сушилке. В зоне кипящего слоя на сушилке предусмотрен двойной кожух и ниже ее решетки расположена камера смешения, в то время как пирол -зный реактор соединен с камерой сгорания и подогревателем. 2 с. и

1 з п, ф лы, 1 ил. одновременное получение трех основных продуктов — кокса, газа и смолы. При этом уголь высушивается в предварительной сушилке вплоть до мельчайших остатков влажности и затем разделяется в циклонах по размерам зерна. затем подается далее в предварительный нагреватель при 300 С.

Дымовой газ служит для подогрева в качестве газа-носителя. В последующих циклонах уголь после предварительного нагрева вновь отделяется от газа-носителя в реакторе с кипящим слоем. Обработка происходит примерно при 60(С, причем тепло, необходимое для проце са, подводится косвенно через теплообменник. В качестве теплоносителя для косвенного нагрева кипящего

1731787 слоя служит циркулирующая двуокись углерода. Двуокись углерода нагревается в предварительном нагревателе приблизительно до 900 С и отдает свое тепло через —, «плообменник, соединенный непосредственно с реактором. кипящему слою и возвращается с температурой приблизительно

650 С обратно в предварительный нагреватель. При этом процессе дополнительно подводится тепло кипящему слою за счет подачи воздуха на горение. Газ, полученный в процессе, подогретый до 600 С, используют в качестве псевдоожижающего газа, Недостатки известного способа и установки состоят в том, что они имеют высокие материальные и производственные затраты, недостаточно высокий КПД, а также низкую производительность по газу.

Целью изобретения является повышение КПД повышение производительности по газу, удешевление процесса, а также упрощение установки и снижение капитальных затрат.

На чертеже представлена схема установки для осуществления способа.

Установка содержит сушилку I, реактор 2 с кипящим слоем, снабженный теплообменником 3, камеру 4 сгорания. подогреватель 5 углеводородсодержащего газа.

Сушилка 1 снабжена теплообменной рубашкой 6, расположенной в зоне кипящего слоя. Камера 4 сгорания и подогреватель

5 подсоединены к теплообмен нику 3, расположенному в реакторе 2.

Установка работает следующим образом, Процесс подразделяется на две ступени: сушка мягкого бурого угля с естественной влажностью (сырой бурый уголь) и его пиролиз с одновременным получением кокса, газа и смолы с незначительным содержанием пыли. Для этого мягкий бурый уголь подается из угольной ямы 7 в верхнюю часть сушилки 1, причем подача угля происходит с помощью любой системы подачи, Сушилка

1 состоит из газораспределительной решетки 8, на которой образуется кипящий слой.

В ка- естве псевдоожижающего газа используется смешанный газ, к которому добавляются газы из сушилки, Смешанный газ образуется в камере 9 смешения, расположенной под решеткой 8, в результате сжигания городского газа с воздухом и поступает с температурой -350 С через решетку S. Температура. возникающая в кипяо щем слое, составляет максимально 200 С. В сепараторе 10 пыли происходит отделение высушенной пыли бурого угля от газов. Подходящие вентиляторы поддерживают условия реакции стабильными, в особенности содержание кислорода и избыточное давление, Реализуемая с помощью кипящего слоя высокая скорость подогрева в соединении с

5 температурой и скоростью протекания кипящей среды обеспечивает желаемый высокий расход угля и поддерживает степень начала окисления угольной загрузки в пределах, необходимых для получения качест10 венных конечных продуктов: газа, кокса и смолы. Одновременно со стороны края кипящего слоя на тепловую стойкость косвенно влияет обогреваемая рубашка 6, Тем самым предотвращается налипание угля на

15 стенки сушилки или спекание угля по краям кипящего слоя.

Высушенный уголь выпускается выше решетки 8 через выносную плотину и с помощью любой системы подачи подается в

20 промежуточный бункер 11. Выносная плотина служит одновременно для регулирования высоты кипящего слоя и, тем самым, для определения длительности пребывания угля в кипящем слое. Из проме>куто Iного бун25 кера 11 высушенный уголь поступает непосредственно в кипящий слой пиролизного реактора 2, снабженного газораспределительной решеткой 12, Подвод тепла происходит, во-первых, косвенно, через

30 теплообменник 3. расположенный в кипящем слое, и, во-вторых, через подогретый газ, например, природный, Он подогревается в подогревателе 5, расположенном прямо у пиролизнсго реактора 2, проходит через

35 теплообменник 3 и при этом термически восстанавливается, так что в кипящем слое пиролизного реактора 2 температура реакции составляет 550-600 C. Аналогично подогревателю 5 к пиролизному реактору 2

40 прямо подсоединена камера 4 сгорания.

Здесь городской газ сжигается, превращао ясь в дымовой газ с температурой -1300 С.

Из камеоы 4 сгорания горячий дымовой газ проходит через трубные каналы теплооб45 менника 3 и косвенно отдает тепло кипящему слою. В подогреватель 5 дымовой ràç о поступает с температурой -900 -950 С и служит здесь для косвенного подогрева газа.

Кроме того. дымовой газ используется в ка50 честве компонента смеси для прямого обогрева в сушилке 1. Отвод полученного в пиролизном реакторе 2 кокса происходит аналогичным образом, как и в сушилке 1, через выносную плотину в бункер 13, так что

55 и здесь время пребывания угля в кипящем слое зависит от выноса кокса.

Пылесодержащая парогазоваю смесь, покидаю цая пиролизный реактор 2 с температурой 450 С, поступает в сепаратор 14 пыли для гооячеI 0 газа высокой производи1731787

55 тельности. Мелкое зерно отделяется и подается в сборник. Смола швелевания конденсируется в специальном предварительном и вторичном холодильниках, принимается в специальном смоляном сборнике, где и хранится, По сравнению с известными предлагаемый способ имеет следующие преимущества.

Все три продукта (газ, кокс и смола) вырабатываются одновременно, обладая высоким качеством, и в большом количестве. При этом мягкие бурые угли с естественной влажностью, многозольные и солесодержащие, подвергаются сначала сушке, а затем ускоренному пиролизу по принципу кипящего слоя. Установка компактна, аппараты подсоединены непосредственно друг к другу во избежание потерь тепла и энергии. В процессе сушки решена проблема спекания угля на стенке сушилки в зоне кипящего слоя с помощью обогреваемого двойного кожуха, поддерживающего тепловую стабильность в этих краевых зонах. В качестве кипящей среды используется исключительно газ, восстанавливаемый термически и ведущий к повышенному выходу газа. Отделение мелкого зерна из смеси газов и паров из сушилки ведет к понижению содержания пыли в газе и после отделения мельчайших пылинок — к получению смолы пиролиза. пригодной для приготовления кокса для производства графитовых электродов. Высокий энергетический КПД процесса достигается s особенности тем, что получаемый в камере сгорания дымовой газ служит для косвенного обогрева кипящего слоя пиролизного реактора, для подогрева газа и в качестве компонента смеси для прямого обогрева в сушилке. Возникающие в сушилке на первой ступени процесса пары циркулируют. ощутимое тепло кокса s связи с его реактивностью используется через соединение с непосредственно следующим процессом. например газификация, сжигание или коксование.

Достигается загрузка угля больше чем

2 т/м ч при небольших технических затратах по установке и с небольшими капиталовложениями, Повышается количество получаемого газа на 95 за счет выведения мелких частиц из процесса, после сушки содержание пыли в получаемых газах и не5 конденсируемых смолах ниже 100 мг/нм, з что приводит к снижению стоимости очистки смолы и газа и, следовательно, к удешевлению процесса.

Многократным использованием дымо10 вых газов обеспечивается повышение КПД по сравнению с прототипом на 10 .

Формула изобретения

1, Способ переработки бурых много15 зольных и солесодержащих углей, включающий сушку угля в кипящем слое продуктами сгорания и циркулирующим газом, сепарацию мелких частиц угля из отходящих пазов, термообработку высушенного угля в реакто20 ре с кипящим слоем, нагреваемым путем косвенного теплообмена с газообразным теплоносителем и псевдоожижающим нагретым углеводородсодержащим газом, выделение газов, смолы и кокса, сжигание

25 газов в камере сгорания и нагрев углеводородсодержащего газа, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, производительности по газу и удешевления процесса, после сепарации мелкие частицы угля

30 выводят из процесса, получаемые в камере сгорания дымовые газы подают последовательно в качестве промежуточного теплоносителя на стадии термообработки угля, нагрева углеводородсодержащего газа и на

35 стадию сушки.

2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что в качестве углеводородсодержащесо газа используют метансодержащий или и ри род н ы и газ.

40 3. Установка для переработки бурых многозольных и солесодержащих углей, включающая сушилку, реактор с кипящим слоем, снабженный теплообменником, камеру сгорания. подогреватель углеводород45 содержащего газа, отличающаяся тем, что, с целью упрощения установки и снижения капитальных затрат, сушилка снабжена теплообменной рубашкой в зоне кипящего слоя, камера сгорания и подогреватель под50 соединены к теплообменнику в реакторе.

1731787

Составитель Г. Бахтюкова

Редактор С,Пекарь Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О.Кундрик

Заказ 1556 Тираж 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