Энерготехнологическая установка с плазменной переработкой низкосортного твердого топлива

 

C l 0 3 3/18, 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н ьетеяеиоит ееияетельетет

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О 1НРЫТИЯМ йРИ ГННТ СССР

1 (21) 4828858/04 (22) 28.05,90 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Саратовский политехнический институт . (72) В.Т. Малов, А.И. Попов и Д.А. Лукашук (53) 621.165:622.7(088.8) (5Ü ) Ноздренко B.В. Целесообразность применения плазменных энерготехнологических блоков для электростанций

КАТЭКЯ // Энерготехнологическое использование низкосортных твердых топ-, лив и защита окружающей среды. Сара" тов ОИ, 1988, с. 88-92.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на энерготехнологических установках тепловых электростанций.

Известна схема энерготехнологической установки с плазменной переработкой низкосортного бурого канско-ачинского угля.

Установка, включающая реактор плазменной переработки бурого угля, парогенератор, турбогенератор, сероочистку, систему потребителей электроэнергии, синтез-газа, серосодержацего продукта и ряд других узлов и аппаратов, служит дпя производства электрической энергии, синтез-газа, серосодержащего продукта (серы). В этой схеме s качестве топлива в парогенераторе используется получаемый в реакторе плазменной переработке бурого угля синтезгаз. Для осуществления технологическо"

2 (4) ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

С ПЛАЗМЕННОЙ ПЕРЕРАБОТКОЙ НИЗКОСОРТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА (57) Энерготехнологическая установка с плазменной переработкой низкосортного твердого топлива. Сущность изобретения: установка включает последо-.. вательно соединенные плазмохимический реактор 1 низкосортного топлива, парогенератор, турбогенератор плазмохими" ческий реактор переработки метана в ацетилен, закалочный аппарат, турбогенератор. 1 ил.

t го процесса в плазмохимическом реак- торе в него подается кислород, а.также пар из турбогенератора.

Недостатком известной установки является то, что процесс в плазмохимическом реакторе организован таким образом, что потребителю могут отпускаться лишь сравнительно дешевые химические продукты синтез-газ и серосодержащий, продукт (сера). Это опре деляет недостаточную эффективность казанной установки.

Цель изобретения - лоеыщение эффективности знерготехнологической уста новки.

Ука за í на я цел ь д ости га ется тем, что энерготехнологическая установка с плазменной переработкой низкосортного твердого топлива дополнительно снабжена плазмохимическим реактором переработки метана в ацетилен, подклю"! 74410 ченным к плазмохимическому реактору низкосортного топлива, и последовательно соединенным с ним закалочным аппаратом кипящего слоя со встроенъ 5 ными поверхностями нагрева и турбогенератором, На чертеже представлена принципиальная схема установки.

Знерготехнологическая установка с плазменной переработкой низкосортного твердого топлива включает в себя плазмохимический реактор .1 перера- . ботки низкосортного твердого. топлива; плазмохимический реактор 2 переработки 5 метана в ацетилен; закалочный аппарат 3 кипящего слоя со встроенными поверхностями нагрева, турбогенера-:тор 4 для выработки дополнительной электроэнергии, парогенератор 5 для 2О . сжигания синтез"газа, турбогенератор

6, вырабатывающий электроэнергию и отпускаюший пар, для осуществлейия плазмохимического процесса в реакторе 1, 25

На принципиальной схеме энерготехнологической уста нов ки пока за ны следующие технологические потоки трубопровод 7 сланца, трубопровод 8 кислоро.да, паропровод 9, трубопровод 1О серосодержащего продукта (серы); трубопровод 11 синтез"газа; трубопровод 12 метана, трубопровод 13 ацетилена, паропровод 1Ч пара, генерируемого в поверхностях нагрева закалочного аппарата; трубопровод 15 синтез-газа, от- 3$ водимого потребителю, Работа заявляемой энерготехнологической установки с плазменной перера- . боткой низкосортного твердого топлива, .например сланца,- происходит следующ>1м 4О образом.

Предварительно измельченный сланец ,по трубопроводу 7, подают в плазмохимический реактор 1, туда же по трубопроводам 9 и 0 соответственно. подают 45 парокислородную смесь (0,15 кг кислорода и 0 1! кг водяного пара íà t кг сланца) при давлении пара, равном

2 ИПа и температуре 000 К,. а от турбогенератора 6 направляют электроэнер- И гию. В реакторе 1 происходит процесс плазменной переработки сланца с образованием синтез-газа (0,6 кг CO на

1 кг сланца и О 05 кг Н на 1 кг слан-. ца), часть которого по трубопроводу 11 SS направляют на сжигание в парогенератор

5, пар из которого направляют в турбо ге нера тор 6, а оста вщуюся ча ст ь по . ь

4 трубопроводу 15 от водят потребителю. В реакторе та кже получают метан (О, 022 кг СН4 на 1 кг сланца ), который затем по трубопроводу 12 - направляют в реактор 2, и серосодержащий продукт (серу), который.по трубопроводу 10 отводят потребителю. В реакторе 1. процесс осуществляют пои 1400-1500 К..

В плазмохимическом реакторе 2 метан разлагают при 1900 К с получением ацетилена С Н,. что существенно повышает эффективность йроцесса переработки сланца, при этом концентрация ацетилена в конечных продуктах составляет

0,8 от максимальной, а степень превра.щения мета на в ацетилен дости гает

703.

Для обеспечения указанных условий производят закалку продуктов плазмо:химической переработки метана в аппарате 3 с кипящем слоем твердых частиц, куда для интенсификации зэкалки,,помещают охлаждае>ь>й" трубный пучок, в ко- тором происходит генерация йара, .который затем по паропроводу 14 направля ют в турбогенератор 4 для выработки электроэнергии.

Сжигание получаемого в реакторе

1 синтез-газа в парогенераторе 5 обеспечивает. уменьшение примерно на,поря-. док количество окислов серы и азота, поступающих в окружающую среду, юо, сравнению с прямым сжиганием сланца.

В этом случае отсутствует даже теоре" тическая возможность образования канцерогенных ароматических углеводородов типа бензапирена..

Теплота сгорания, полученного в . плазмохимическом реакторе 1, синтез" газа составляет 9000-1 0500 кДж/нм газа и слабо зависит. от температуры и давления процесса.. Поэтому регулирова ние работы предла га емой уста новки с плазменной переработкой низко" сортного твердого. топли ва осуществляют изменением теплоты сгорания получаемого синтез-газа и выхода метана за счет изменения подачи пара и- электроэнергии. в плазмохимический реактор 1 от турбогенератора б. Регулирование работы и, следовательно, экономических показателей. предлагаемой уста- новки производят также воздействием на выход в плазмохимическом реакторе

2 основного целевого продукта - ацетилена, являющегося ценным химическим сырьем, Поскольку время процесса в плазмохимическом реакторе 2 практи5 1744101 чески не влияет на концентрацию аце- ro Твердого топлива, включающая после,,тилена, то его выход регулируют изме- довательно соединенные плазмохимичеснением температуры процесса за счеТ кий реактор низКосортного твердого изменения подачи электроэнергии На Топлива для получения синтез-газа и . плазмотрон от турбогенератора 6 H - метана, парогенератор для сжигания

5 изменением скорости закалки в. аппа- синтез-газа и получения пара, турборате 3 с кипящим слоем путем воздейст генератор, î T л и ч а ю щ а я с я вия на интенсификацию процесса закал- тем, что, с целью повышения эффективки посредством изменения количества > ности, установка дополнительно снабжегенерируемого пара в поверхностях На плазмохимическим реактором перенагрева, расположенных в кипящем слое .работКи метана в ацетилен, подключенаппарата 3, : Ным к плазмохимическому реактору низ-.

Таким образом, энерготехнологичес- косортного топлива, и паследователькая установка допускает работу на пе- 5 Но соединенными. с ним закалочным аппаременных режимах. Предложенное техни- ратом кипящего слоя со встроенными поческое решение. позволяет IlosblcHTb .эф верхностями нагрева и турбогенерато.фективность энерготехнолотической yc-, ром.

Та новки. формула изобретения х

ЭнерГотехнологическая установка . с плазменной переработкой низкосортнок потребителям

Составитель В. Малов °

Редактор И. Недолуженко . Техред pr и„ г „,, „ . Корректор С. Шекмар

Ф» 4Ю е» 1Р ее

Заказ 2168 Тираж, .7 Подписное .

BHHKIH Гоосударствечного комитета о изобретениям и открытиям ItpH ГЕНГ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская каб., д. 4/5 производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород уе, Газ арина, 101