Способ получения горючих газов из твердого углеродсодержащего топлива

 

Изобретение относится к способам получения горючих газов из твердых углерод - содержащих топлив и топлив с высоким содержанием твердой негорючей части путем их газификации. Целью изобретения является повышение производительности и КПД процесса газификации. Изобретение включает подачу топлива, состоящего из горючих и негорючих компонентов в верхнюю часть реактора, подачу газифицирующего агента, содержащего кислород, в нижнюю часть реактора. После чего производят нагрев и газификацию. Газообразные продукты газификации отводят из верхней части реактора, а твердые негорючие продукты - из нижней части реактора. Положительный эффект достигается за счет поддержания тем - пературы отводимых газообразных продуктов и твердых негорючих продуктов от 100 до 500°С путем регулирования концентрации твердых негорючих компонентов в топливе и/или концентрации кислорода в газифицирующем агенте. Изобретение позволяет повысить КПД газификации до 90- 95% и использовать топливо с содержанием твердой негорючей части до 85%. 1 з.п. флы, 1 табл. СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 10 J 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ V

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4034481/26 (22) 19.03.86 (46) 15.09.92, Бюл, М 34 (71) Отделение института химической физики АН СССР (72) Г,А.Волков, Ю.А,Выжол, А.А.Жирнов, Г.Б.Манелис,.Е.В.Полианчик и А,Д.Червонный (56) Патент США

N 3711849, кл.48-202, 1974. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ ИЗ ТВЕРДОГО УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к способам получения горючих газов иэ твердых углерод— содержащих топлив и топлив с высоким содержанием твердой негорючей части путем их газификации. Целью изобретения является повышение производительности и

КПД процесса газификации, Изобретение

Изобретение относится к способу получения газа из твердых топлив путем их газификации в реакционном пространстве с подводом газифицирующих агентов и может быть использовано в химической промышленности и энергетике для получения газа, содержащего окись углерода и водород.

Целью изобретения является повышение производительности и КПД процесса газификации твердых углеродсодержащих топлив.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами конкретного выполнения.

» . Ж 1761777А1 включает подачу топлива, состоящего из горючих и негорючих компонентов в верхнюю часть реактора, подачу газифицирующего агента, содержащего кислород, в нижнюю часть реактора. После чего производят нагрев и газификацию. Газообразные продукты газификации отводят из верхней части реактора, а твердые негорючие продуктов из нижней части реактора, Положительный эффект достигается за счет поддержания тем— пературы отводимых газообразных продуктов и твердых негорючих продуктов от 100 до 500 С путем регулирования концентрации твердых негорючих компонентов в топливе и/или концентрации кислорода в газифицирующем агенте. Изобретение позволяет повысить КПД газификации до 90—

95% и использовать топливо с содержанием твердой негорючей части до 85%. 1 з,п, флы, 1 табл.

Пример 1. Парокислородная газификация угля имеющего следующие характеристики: С 42,2%, летучие 38,0%, зола

14,0%, вода 5,8% Теплотворная способность угля 5330 ккал/кг. В реактор подают шихту, состоящую иэ угля и образовавшейся золы, размер частиц угля и золы 1 — 30 мм.

Расход угля 1310 кг/ч м, расход балласта

1310 кг/ч м, Противотоком к шихте подают парокислородную смесь. Расход кислорода (98%) 820 кг/ч м, расход пара 520 кг/ч м2.

Максимальная температура в реакторе составляет 1540 С. Из реактора отводят образовавшуюся золу и газ при температуре

250 С. Образовавшийся гаэ имеет следующий состав, %: СО2 12,2; СО 43,2; Н2 41,4;

СН4 2,0, N2 1,2. Теплотворная способность газа — 2730 ккал/кг, выход газа 2400 кг/ч м .

КПД газификации составляет 95%.

Примеры паровоздушной газификации того же угля, разбавленного раздробленным шамотным кирпичом, приведены в таблице.

При газификации угля с зольностью 5—

15 заданный диапазон температур достигают разбавлением угля твердым балластом, содержание которого поддерживают на уровне 40 — 60% при парокислородной или на уровне 70-80 npu паровоздушной газификации. В качестве балласта используют любой твердый зернистый материал с температурой плавления, превышающей максимальную температуру в реакторе, либо образовавшуюся в процессе газификации золу. Изобретение позволяет использовать топливо с высоким содержанием твердой негорючей части. Так твердое топливо с зольностью 70-85 газифицируют паровоздушной смесью и получают топливный газ с теплотворной способностью 1000 — 1200 ккал/ммз. Для использования твердого топлива с зольностью менее 70% необходимо либо использовать воздух, обогащенный кислородом, либо разбавить твердое топливо твердым балластом. Учитывая высокую стоIMocTb технического кислорода, второй cflG" соб экономически более выгоден для получения топливного газа. Для получения синтез газа путем парокислородной газификации можно использовать твердое топливо с зольностью 40 — 60, Технические особенности предлагаемого способа обеспечивают газификацию угля без специального изготовленного керамического балласта в виде трубок, как в прототипе, что делает настоящий способ более универсальным и экономичным. Кроме того, способ позволяет использовать отходы угледобывающих и углеобогатительных предприятий, тем самым дает возможность приблизиться к технологии беэотходного производства.

Как показали испытания, проведенные

5 в ОИХФ AH СССР, предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет повысить КПД газификации на 19 — 24, увеличить производительность процесса на

10 — 12%. Предложенный способ не требует

10 внешних теплообменных устройств и позволяет эффективно, с высоким КПД газифицировать высОкозольное топливо.

Содержание твердой негорючей части в топливе достигало 85%.

15 Сравнительная характеристика выходных данных в "àâèñèìîñòè от параметров процесса приведена в таблице.

Формула изобретения

1, Способ получения гоаючих газов из

20 твердого углеродсодержащего топлива. включающий подачу топлива, состоящего из горючих и негорючих компонентов, в верхнюю часть реактора, подачу газифицирующего агента, содержащего кислород, в

25 нижнюю часть реактора. нагрев и газификацию топлива, отвод газообразных продуктов газификации из верхней части реактора а твердых негорючих продуктов газификации - из нижней части реактора, о т л и ч а.

30 Io шийся TGM, что, с целью повышени производительности и КПД процесса, тем пературу отводимых газообразных продук тов и твердых негорючих продукто поддерживают от 100 до 500 С путем изме

35 нения концентрации твердых негорючи компонентов в топливе и/или концентра ции кислорода в газифицирующем агенте, 2. Способ по п1, отл и ч а ю щи и с тем, что изменение концентрации тверды:

40 негорючих компонентов в твердом топлив осуществляют путем предварительног< смешения. твердого топлива с образовав шейся золой и/ил твердыми негорючими ча стицами.

1761777

Параметр

t<" примера

1 (2 3

Концентрация угля в шихте, мас. 4

14,0

50 25,0 39,0

1310 1280 1350

Расход угля, кг/ч м2

1250

Расход твердого балласта, кг/ч м2

1310 3840 2110

7660

1310 180

Расход золы, кг/ч м2

190

175

Расход воздуха, кгlч м2

3400 3400

3400

Ра с ход па ра, кг/ч м

Расход 0, кгlч м2

520 520

520

520

820

Максим.температура в о реа кто ре, С

1540 1520 1520

2400 5100 5100

4900

Выход газа, кг/ч м2

Теплотвор. способность газа ккал/кг

2730 1180 1010

95 90 71

КПД газификации,ь

Температура отходящего газа, С о

25 0 250 500

100

Темпе ра тура от ходящей тве рдой не горечей части, С

600

250 250 100

Составитель Е.Чижикова

Техред М.Моргентал Корректор И,Шулла

Редактор

Заказ 3234 Тираж Подписное

БНИИПИ 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

Состав газа, об. Ф

С0

СО

Н

СН

12,2

43,2

41,4

2,0

1,2

9,6 10,5

17,4 15,3

21,6 19,9

1,6 1,9

49,8 52,4

11,2

14,1

1 0,5

0,8

63,4