Способ и устройство для газификации биомассы путем рециркуляции диоксида углерода без кислорода



Способ и устройство для газификации биомассы путем рециркуляции диоксида углерода без кислорода
Способ и устройство для газификации биомассы путем рециркуляции диоксида углерода без кислорода
Способ и устройство для газификации биомассы путем рециркуляции диоксида углерода без кислорода

Владельцы патента RU 2604624:

УХАНЬ КАЙДИ ИНДЖИНИРИНГ ТЕКНОЛОДЖИ РИСЕРЧ ИНСТИТЬЮТ КО., ЛТД. (CN)

Изобретение относится к химической промышленности. Способ включает стадию газификации (1), в качестве агента газификации используют диоксид углерода. Полученный синтез-газ охлаждают при помощи первичного теплообменника (2) и вторичного теплообменника, установленных последовательно. В первичном теплообменнике (2) в качестве охлаждающей среды используют диоксид углерода, который предварительно подогревается, а во вторичном теплообменнике в качестве охлаждающей среды используют воду с получением пара. Охлажденный синтез-газ подают в циклонный сепаратор (4) и газоочиститель (5). Очищенный синтез-газ реагирует с паром так, что часть монооксида углерода превращается в водород и диоксид углерода. После этого проводят обессеривание (8) модифицированного синтез-газа и декарбонизацию (9). Далее синтез-газ подают в колонну синтеза (10), где посредством каталитической реакции его преобразуют в нефтепродукты, а отходящий газ содержит диоксид углерода. Проводят декарбонизацию (11) отходящего газа и полученный диоксид углерода рециркулируют путем подачи в первичный теплообменник (2) в качестве охлаждающей среды и последующей подачи на газификацию (1) в качестве агента газификации. Изобретение позволяет достигнуть нулевого выброса диоксида углерода системой в целом. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области газификации биомассы, более конкретно, к способу и устройству для рециркуляции диоксида углерода при газификации биомассы.

Уровень техники

Поскольку общество все больше волнует глобальное потепление, выбросу парниковых газов уделяется растущее внимание во всех странах мира. Например, американская научно-исследовательская компания GE по энергетике и окружающей среде, американские сторонники нулевых выбросов и японская Организация по разработке новой энергетической и промышленной технологии выдвинули концепцию энергосистем с нулевыми выбросами.

Традиционным способом достижения нулевого выброса углерода является превращение реагентного диоксида углерода в химические продукты, содержащие углерод, при помощи химической реакции. В Китайской патентной публикации № CN 102060662 В описаны устройство и способ рециркуляции диоксида углерода. В соответствии с этим патентом часть диоксида углерода используют для аэробной газификации с целью получения синтез-газа, другую часть диоксида углерода подвергают реформингу с природным газом с получением диметилового эфира или метанола. Этот способ пригоден для рециркуляции диоксида углерода, однако в этом способе и устройстве потребляются кислород и природный газ, поэтому конверсия СО2 мала, энергопотребление велико и технологическая схема процесса сложна.

Сущность изобретения

Ввиду указанных выше проблем одной из целей настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для рециркуляции диоксида углерода при газификации биомассы. Это устройство характеризуется высокой степенью конверсии материалов и отсутствием потребления кислорода. Способ характеризуется простой технологической схемой и нулевым выбросом диоксида углерода.

Для достижения указанной цели в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения им обеспечивается способ рециркуляции диоксида углерода при газификации биомассы, при этом, в соответствии с данным способом только диоксид углерода используют в качестве агента газификации для газификации биомассы с получением синтез-газа, а синтез-газ используют для производства нефтепродуктов в отсутствии кислорода, при этом данный способ включает:

1) стадию газификации: использование диоксида углерода в качестве агента газификации, проведение в газификаторе газификации биомассы диоксидом углерода при подводе вспомогательной энергии извне и, тем самым, получение синтез-газа, содержащего СО, СО2, СН4, Н2, Н2О, Н2S, COS, при этом агент газификации - диоксид углерода - отбирается на следующих стадиях;

2) стадию охлаждения: охлаждение синтез-газа при помощи первичного теплообменника и вторичного теплообменника, установленных последовательно, при этом в первичном теплообменнике в качестве охлаждающей среды используют диоксид углерода, тем самым, диоксид углерода, являющийся агентом газификации на стадии 1), предварительно подогревается, во вторичном теплообменнике в качестве охлаждающей среды используют воду, тем самым, получают пар;

3) стадию газоочистки: охлажденный на стадии 2) синтез-газ подают в циклонный сепаратор и газоочиститель с целью отделения пыли и очистки;

4) реакцию сдвига: осуществление реакции очищенного на стадии 3) синтез-газа с паром так, что часть монооксида углерода синтез-газа превращается в водород и диоксид углерода, тем самым, изменяя отношение водорода к монооксиду углерода в синтез-газе;

5) стадию обессеривания: обессеривание модифицированного синтез-газа с целью удаления из него H2S и COS;

6) стадию декарбонизации: декарбонизация обессеренного синтез-газа с целью отделения от него диоксида углерода;

7) каталитический синтез: подача обессеренного и декарбонизированного синтез-газа в колонну синтеза, где обессеренный и декарбонизированный синтез-газ посредством каталитической реакции преобразуется в нефтепродукты, а отходящий газ содержит диоксид углерода;

8) декарбонизацию отходящего газа: декарбонизация отходящего газа, содержащего диоксид углерода, и отделение диоксида углерода, и при этом выпускаемый дымовой газ не содержит диоксид углерода; и

9) рециркуляцию агента газификации: подача диоксида углерода, отделенного на стадиях 6) и 8), в первичный теплообменник стадии 2) в качестве охлаждающей среды и, тем самым, предварительное нагревание диоксида углерода; и подача подогретого диоксида углерода на стадию 1) в качестве агента газификации с целью осуществления газификации.

Предпочтительно, на стадии 1) температура газификации составляет от 600 до 1300°С, и температура синтез-газа на выходе составляет от 700 до 1100°С. Предпочтительно, температура газификации составляет от 850 до 1250°С, и температура синтез-газа на выходе составляет от 850 до 1100°С.

Предпочтительно, на стадии 1) подвод вспомогательной энергии извне осуществляют посредством плазменного факела, микроволновой, солнечной энергии, энергии лазерного излучения, электрической индукции или их сочетания, при этом вспомогательная энергия, подводимая извне, составляет 10-30% всей энергии топлива, подаваемого в газификатор в единицу времени.

Предпочтительно, на стадии 1) вспомогательная энергия, подводимая извне, составляет 15-20% всей энергии топлива, подаваемого в газификатор в единицу времени.

Предпочтительно, на стадии 1) отношение потребления диоксида углерода к выходу синтез-газа составляет от 0,36 до 0,51 в некотором стандартном состоянии; размер частиц биомассы составляет менее 50 мм, интенсивность подачи агента газификации - диоксида углерода - составляет от 30 до 60 м/с. На стадии 2) агент газификации - диоксид углерода - подогревают в первичном теплообменнике до температуры от 350 до 600°С.

Предпочтительно, на стадии 4) отношение количества водорода к количеству монооксида углерода в модифицированном синтез-газе равно 2:1.

В другом аспекте изобретением обеспечивается система для рециркуляции диоксида углерода при газификации биомассы, при этом данная система включает: газификатор, утилизационный теплообменник, утилизационный котел, циклонный сепаратор, газоочиститель, реактор сдвига, колонну обессеривания, первую колонну декарбонизации, колонну синтеза и вторую колонну декарбонизации.

Выходное отверстие для синтез-газа газификатора соединено с входным отверстием для теплоносителя утилизационного теплообменника; выходное отверстие для теплоносителя утилизационного теплообменника соединено с входным отверстием для источника тепла утилизационного котла; выходное отверстие для источника тепла утилизационного котла соединено с входным отверстием для газа циклонного сепаратора; выходное отверстие для газа циклонного сепаратора соединено с входным отверстием газоочистителя; выходное отверстие газоочистителя соединено с входным отверстием реактора сдвига через компрессор; и выходное отверстие для пара утилизационного котла соединено с входным отверстием для пара реактора сдвига.

Выходное отверстие для пара реактора сдвига соединено с входным отверстием колонны обессеривания, выходное отверстие колонны обессеривания соединено с входным отверстием первой колонны декарбонизации, которая предназначена для декарбонизации синтез-газа; выходное отверстие первой колонны декарбонизации соединено с входным отверстием колонны синтеза; отверстие для выпуска отходящего газа колонны синтеза соединено с входным отверстием для отходящего газа второй колонны декарбонизации, которая предназначена для декарбонизации отходящего газа; выходные отверстия для СО2 первой колонны декарбонизации и второй колонны декарбонизации соединены с входным отверстием для охлаждающей среды утилизационного теплообменника; и выходное отверстие для охлаждающей среды утилизационного теплообменника соединено с отверстием для подачи агента газификации газификатора.

Предпочтительно, выходные отверстия для СО2 первой колонны декарбонизации и второй колонны декарбонизации соединены с входным отверстием резервуара для газа, и выходное отверстие резервуара для газа соединено с входным отверстием для охлаждающей среды утилизационного теплообменника через вентилятор.

Предпочтительно, входное отверстие резервуара для газа также соединено с выходным отверстием для СО2 обжиговой печи.

Предпочтительно, воздухораспределитель размещен в нижней части камеры газификатора; в стенке газификатора над воздухораспределителем имеется отверстие для подачи первичного агента газификации; в стенке газификатора ниже воздухораспределителя имеется отверстие для подачи вспомогательного агента газификации; место подвода вспомогательной энергии извне находится на стенке газификатора над отверстием для подачи вспомогательного агента газификации; выходное отверстие для охлаждающей среды утилизационного теплообменника соединено как с отверстием для подачи первичного агента газификации, так и отверстием для подачи вспомогательного агента газификации.

Преимущества, присущие вариантам осуществления изобретения, следующие.

1. В соответствии с данным способом диоксид углерода используется в качестве рециркулируемой среды, не потребляется кислород, и не происходит выброса диоксида углерода.

2. В соответствии с данным способом диоксид углерода используется в качестве агента газификации, не используется кислород, тем самым, восполняется источник углерода, сокращается потребление материалов, и повышается степень конверсии материалов.

3. В соответствии с изобретением отсутствуют какие-либо специальные требования к размеру частиц материалов, где материалы должны быть просто измельчены, и, следовательно, эта операция проста.

4. Вспомогательная энергия извне может быть подведена в различном виде, что является преимуществом с точки зрения всеобъемлющего использования энергии.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена схема системы рециркуляции диоксида углерода при газификации биомассы настоящего изобретения;

на фиг. 2 представлена схема газификатора настоящего изобретения; и

на фиг. 3 показано сечение по А-А на фиг. 2.

На чертежах использованы следующие ссылочные позиции: 1. Газификатор; 2. Утилизационный теплообменник; 3. Утилизационный котел; 4. Циклонный сепаратор; 5. Газоочиститель; 6. Компрессор; 7. Реактор сдвига; 8. Колонна обессеривания; 9. Первая колонна декарбонизации; 10. Колонна синтеза; 11. Вторая колонна декарбонизации; 12. Резервуар для газа; 13. Вентилятор; 14. Топливо; 15. Подвод вспомогательной энергии извне; 16. Подача вспомогательного агента газификации; 17. Подача сырья; 18. Выходное отверстие для синтез-газа; 19. Воздухораспределитель; 20. Подача первичного агента газификации; 21. Выходное отверстие для отведения шлака; 22. Подающее устройство; 23. Охладитель шлака; 24. Пар; 25. Охлажденный шлак; 26. Зольная пыль; 27. Нефтепродукт; 28. Отходящий газ; 29. СО2; 30. Синтез-газ; 31. Дымовой газ; 32. Обжиговая печь; 33. Известь.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Техническое решение данного изобретения поясняется далее на вариантах его осуществления. Однако эти варианты осуществления не следует рассматривать как ограничивающие объем защиты настоящего изобретения.

На фиг. 1 представлена схема системы рециркуляции диоксида углерода при газификации биомассы настоящего изобретения в отсутствии кислорода. Данная система включает газификатор 1, утилизационный теплообменник 2, утилизационный котел 3, циклонный сепаратор 4, газоочиститель 5, компрессор 6, реактор 7 сдвига, колонну 8 обессеривания, первую колонну 9 декарбонизации, колонну 10 синтеза и вторую колонну 11 декарбонизации. Газификатор 1 снабжен выходным отверстием 18 для синтез-газа в верхней части, выходным отверстием 21 для отведения шлака в нижней части и отверстием 17 для подачи сырья в середине наружной стенки газификатора. Отверстие для подачи сырья соединено с подающим устройством 22. Воздухораспределитель 19 расположен в нижней части камеры газификатора 1. В стенке газификатора над воздухораспределителем 19 имеется отверстие 20 для подачи первичного агента газификации. В стенке газификатора ниже воздухораспределителя 19 имеется отверстие 16 для подачи вспомогательного агента газификации. Место 15 подвода вспомогательной энергии извне расположено на стенке газификатора над отверстием 16 для подачи вспомогательного агента газификации.

Выходное отверстие 18 для синтез-газа газификатора 1 соединено с входным отверстием для теплоносителя утилизационного теплообменника 2. Выходное отверстие для теплоносителя утилизационного теплообменника 2 соединено с входным отверстием для источника тепла утилизационного котла 3. Выходное отверстие для источника тепла утилизационного котла 3 соединено с входным отверстием для газа циклонного сепаратора 4. Выходное отверстие для газа циклонного сепаратора 4 соединено с водным отверстием газоочистителя 5. Выходное отверстие газоочистителя 5 соединено с входным отверстием для газа реактора сдвига 7 через компрессор 6. Выходное отверстие для пара утилизационного котла 3 соединено с входным отверстием для пара реактора сдвига 7.

Выходное отверстие для пара реактора сдвига 7 соединено с входным отверстием колонны 8 обессеривания, выходное отверстие колонны 8 обессеривания соединено с входным отверстием первой колонны 9 декарбонизации, которая предназначена для декарбонизации синтез-газа. Выходное отверстие первой колонны 9 декарбонизации соединено с входным отверстием колонны 10 синтеза. Выходное отверстие для отходящего газа колонны 10 синтеза соединено с входным отверстием для отходящего газа второй колонны 11 декарбонизации, предназначенной для декарбонизации отходящего газа. Выходные отверстия для СО2 первой колонны 9 декарбонизации и второй колонны 11 декарбонизации соединены с входным отверстием для охлаждающей среды утилизационного теплообменника 2. Выходное отверстие для охлаждающей среды утилизационного теплообменника 2 соединено как с входным отверстием 20 для подачи первичного агента газификации, так и с входным отверстием 16 для подачи вспомогательного агента газификации.

Выходные отверстия для СО2 первой колонны 9 декарбонизации и второй колонны 11 декарбонизации соединены с входным отверстием резервуара 12 для газа. Выходное отверстие резервуара 12 для газа соединено с входным отверстием для охлаждающей среды утилизационного теплообменника 2 через вентилятор 13. Входное отверстие резервуара 12 для газа также соединено с выходным отверстием для СО2 обжиговой печи 32.

В данном примере твердое топливо 14, такое как биомасса, подают при помощи подающего устройства 22 в газификатор 1 через входное отверстие 17 для подачи сырья. Рециркулируемый агент газификации СО2 подают в газификатор 1 при помощи вентилятора. Имеется две траектории поступления агента газификации СО2 в газификатор. Одна - подача через входное отверстие 20 для первичного агента газификации, а затем - в газификатор через воздухораспределитель 19; другая - подача в газификатор 1 через входное отверстие 16 для вспомогательного агента газификации. Между тем внешнюю тепловую энергию подводят к газификатору в месте 15 подвода вспомогательной энергии извне. Газификацию биомассы в газификаторе 1 проводят при высокой температуре, получая СО, СО2, СН4, Н2 и полукокс. Температуру реакции в газификаторе регулируют в диапазоне от 600 до 1600°С, так что полукокс вступает в реакцию с СО2, уравнение этой реакции: С+СО2=2СО+Q при высокой скорости реакции.

Если в качестве примера взять рисовые отруби и 1 Нм3 синтез-газа, то вспомогательная энергия составит 15-25% общей энергии подаваемого топлива, температура реакции составит 800°С, объем рециркуляции СО2 - 0,51 Нм3, расход биомассы - 0,48 кг, синтез-газ, выходящий из газификатора через выходное отверстие, будет содержать 0-55% об. СО, 22-28% СО2 и 6-12% Н2.

Выходящий из газификатора 1 через выходное отверстие синтез-газ 30 имеет высокую температуру. Охлажденный шлак 25 отводят через выходное отверстие 21 для отведения шлака и охлаждают в охладителе 23 шлака.

Температуру реакции в газификаторе регулируют в диапазоне 600-1300°С, предпочтительно, 850-1250°С. Температуру синтез-газа на выходе регулируют в диапазоне 800-1100°С. В газификаторе в качестве как газа-носителя для сырья, так и продувочного газа используют рециркулируемый СО2. Вспомогательная энергия, подводимая извне, составляет 15-30% всей энергии подаваемого топлива. Подводимая извне вспомогательная энергия представляет собой любой тип энергии, который может быть преобразован в тепловую энергию, включая помимо прочего плазменный факел, микроволновую, солнечную энергию, энергию лазерного излучения, энергию электрической индукции. Объем рециркулируемого СО2 может регулироваться в соответствии с температурой в печи и категорией топлива. Интенсивность подачи агента газификации, проходящего через воздухораспределитель газификатора, может быть отрегулирована в соответствии с размером частиц топлива, предпочтительно, размер частиц топлива равен менее 50 мм, а интенсивность подачи составляет 30-60 м/с. Когда газификатор функционирует, также запускают обжиговую печь 32 и осуществляют обжиг извести 33, получая СО2, выступающий в роли пускового газа.

Для достижения оптимальных рабочих условий и общей производительности способа тщательно регулируют температуру реакционного слоя, энергию плазмы и подачу СО2 в режиме реального времени. За указанными выше ключевыми параметрами можно следить при помощи блока контроля, расположенного у выходного отверстия для синтез-газа из газификатора, или посредством сблокированного управления, чтобы организовать полностью автоматизированный режим работы и, тем самым, гарантировать стабильную работу системы.

Имеющий высокую температуру синтез-газ 30 затем подают в утилизационный теплообменник 2, где он обменивается теплом с агентом 29 газификации - СО2. Таким образом, агент газификации предварительно нагревается синтез-газом, благодаря чему повышается эффективность конверсии газификатора. После первичного охлаждения высокотемпературный синтез-газ направляют в утилизационный котел 3, где при его охлаждении образуется пар 24. После двухстадийного охлаждения синтез-газ поступает в циклонный сепаратор 4 и газоочиститель 5 для дальнейшего охлаждения и удаления пыли. Получаемую зольную пыль 26 собирают и выводят. Предварительно подогретый СО2 имеет температуру 350-600°С.

Охлажденный и очищенный синтез-газ сжимают при помощи компрессора 6, после чего подают в реактор 7 сдвига, где осуществляют реакцию сдвига водяного газа, в которой участвуют синтез-газ и пар 24, поступающий из утилизационного котла 3, и, тем самым, достигается модифицированная обработка синтез-газа, при которой гарантируется полное использование продуктов реакции процесса в целом.

Модифицированный синтез-газ подают в колонну 8 обессеривания и первую колонну 9 декарбонизации с целью обессеривания и декарбонизации. Очищенный синтез-газ из первой колонны 9 декарбонизации поступает в колонну 10 синтеза. СО2 из первой колонны 9 декарбонизации поступает в резервуар 12 для газа под действием остаточного давления.

В колонне 10 синтеза очищенный синтез-газ преобразуется в нефтепродукт 27 посредством реакции каталитического синтеза с одновременным образованием отходящего газа 28.

Отходящий газ 28 подают во вторую колонну 11 декарбонизации и отделяют СО2 29. Оставшийся дымовой газ 31, не содержащий парниковых газов, обрабатывают и выпускают наружу. Таким образом, способом настоящего изобретения достигается нулевой выброс парникового газа.

СО2 из первой колонны 9 декарбонизации и второй колонны 11 декарбонизации подают в резервуар 12 для газа, продуваемый вентилятором 13, и направляют в газификатор 1 через отверстие 20 для подачи первичного агента газификации и отверстие 16 для подачи вспомогательного агента газификации, после чего начинается следующий цикл газификации.

1. Способ рециркуляции диоксида углерода при газификации биомассы, причем в соответствии с данным способом только диоксид углерода используют в качестве агента газификации для газификации биомассы с получением синтез-газа, а синтез-газ используют для производства нефтепродуктов в отсутствии кислорода, при этом способ включает:
1) стадию газификации: использование диоксида углерода в качестве агента газификации, проведение в газификаторе газификации биомассы диоксидом углерода при подводе вспомогательной энергии извне и, тем самым, получение синтез-газа, содержащего СО, СО2, CH4, Н2, Н2О, H2S и COS, при этом агент газификации - диоксид углерода - отбирают на следующих стадиях;
2) стадию охлаждения: охлаждение синтез-газа при помощи первичного теплообменника и вторичного теплообменника, установленных последовательно, при этом в первичном теплообменнике в качестве охлаждающей среды используют диоксид углерода, тем самым, диоксид углерода, являющийся агентом газификации на стадии 1), предварительно подогревается, а во вторичном теплообменнике в качестве охлаждающей среды используют воду и, тем самым, получают пар;
3) стадию газоочистки: охлажденный на стадии 2) синтез-газ подают в циклонный сепаратор и газоочиститель с целью отделения пыли и очистки;
4) реакцию сдвига: осуществление реакции очищенного на стадии 3) синтез-газа с паром так, что часть монооксида углерода синтез-газа превращается в водород и диоксид углерода и, тем самым, изменяется отношение водорода к монооксиду углерода в синтез-газе;
5) стадию обессеривания: обессеривание модифицированного синтез-газа с целью удаления из него H2S и COS;
6) стадию декарбонизации: декарбонизация обессеренного синтез-газа с целью отделения от него диоксида углерода;
7) каталитический синтез: подача обессеренного и декарбонизированного синтез-газа в колонну синтеза, где обессеренный и декарбонизированный синтез-газ посредством каталитической реакции преобразуется в нефтепродукты, а отходящий газ содержит диоксид углерода;
8) декарбонизацию отходящего газа: декарбонизация отходящего газа, содержащего диоксид углерода, и отделение диоксида углерода, и при этом выпускаемый дымовой газ не содержит диоксид углерода; и
9) рециркуляцию агента газификации: подача диоксида углерода, отделенного на стадиях 6) и 8), в первичный теплообменник стадии 2) в качестве охлаждающей среды и, тем самым, предварительное нагревание диоксида углерода; и подача подогретого диоксида углерода на стадию 1) в качестве агента газификации с целью осуществления газификации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 1) температура газификации составляет от 600 до 1300°С, а температура синтез-газа на выходе составляет от 700 до 1100°С.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 1) температура газификации составляет от 850 до 1250°С, а температура синтез-газа на выходе составляет от 850 до 1100°С.

4. Способ по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 1) подвод вспомогательной энергии извне осуществляют посредством плазменного факела, микроволновой энергии, солнечной энергии, энергии лазерного излучения, энергии электрической индукции или их сочетания, и вспомогательная энергия, подводимая извне, составляет 10-30% всей энергии топлива, подаваемого в газификатор в единицу времени.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на стадии 1) вспомогательная энергия, подводимая извне, составляет 15-20% всей энергии топлива, подаваемого в газификатор в единицу времени.

6. Способ по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 1) отношение потребления диоксида углерода к выходу синтез-газа составляет от 0,36 до 0,51.

7. Способ по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 1) размер частиц биомассы составляет менее 50 мм и интенсивность подачи агента газификации - диоксида углерода - составляет от 30 до 60 м/с.

8. Способ по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 2) агент газификации - диоксид углерода - подогревают в первичном теплообменнике до температуры от 350 до 600°С.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 4) отношение количества водорода к количеству монооксида углерода в модифицированном синтез-газе равно 2:1.

10. Система для рециркуляции диоксида углерода при газификации биомассы с использованием способа по п. 1, при этом система включает: газификатор (1), утилизационный теплообменник (2), утилизационный котел (3), циклонный сепаратор (4), газоочиститель (5), реактор (7) сдвига, колонну (8) обессеривания, первую колонну (9) декарбонизации, колонну (10) синтеза и вторую колонну (11) декарбонизации; отличающаяся тем, что
выходное отверстие (18) для синтез-газа газификатора (1) соединено с входным отверстием для теплоносителя утилизационного теплообменника (2); выходное отверстие для теплоносителя утилизационного теплообменника (2) соединено с входным отверстием для источника тепла утилизационного котла (3); выходное отверстие для источника тепла утилизационного котла (3) соединено с входным отверстием для газа циклонного сепаратора (4); выходное отверстие для газа циклонного сепаратора (4) соединено с входным отверстием газоочистителя (5); выходное отверстие газоочистителя (5) соединено с входным отверстием реактора (7) сдвига через компрессор (6); и выходное отверстие для пара утилизационного котла (3) соединено с входным отверстием для пара реактора (7) сдвига; и
при этом выходное отверстие для пара реактора (7) сдвига соединено с входным отверстием колонны (8) обессеривания, выходное отверстие колонны обессеривания (8) соединено с входным отверстием первой колонны (9) декарбонизации, которая предназначена для декарбонизации синтез-газа; выходное отверстие первой колонны (9) декарбонизации соединено с входным отверстием колонны (10) синтеза; отверстие для выпуска отходящего газа колонны (10) синтеза соединено с входным отверстием для отходящего газа второй колонны (11) декарбонизации, которая предназначена для декарбонизации отходящего газа; выходные отверстия для СО2 первой колонны (9) декарбонизации и второй колонны (11) декарбонизации соединены с входным отверстием для охлаждающей среды утилизационного теплообменника (2); и выходное отверстие для охлаждающей среды утилизационного теплообменника (2) соединено с отверстием для подачи агента газификации газификатора (1).

11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что выходные отверстия для СО2 первой колонны (9) декарбонизации и второй колонны (11) декарбонизации соединены с входным отверстием резервуара (12) для газа, и выходное отверстие резервуара (12) для газа соединено с входным отверстием для охлаждающей среды утилизационного теплообменника (2) через вентилятор (13).

12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что входное отверстие резервуара (12) для газа также соединено с выходным отверстием для СО2 обжиговой печи (32).

13. Система по пп. 10, 11 или 12, отличающаяся тем, что воздухораспределитель (19) размещен в нижней части камеры газификатора (1); в стенке газификатора над воздухораспределителем (19) имеется отверстие (20) для подачи первичного агента газификации; в стенке газификатора ниже воздухораспределителя (19) имеется отверстие (16) для подачи вспомогательного агента газификации; место (15) подвода вспомогательной энергии извне находится на стенке газификатора над отверстием (16) для подачи вспомогательного агента газификации; и выходное отверстие для охлаждающей среды утилизационного теплообменника (2) соединено как с отверстием (20) для подачи первичного агента газификации, так и отверстием (16) для подачи вспомогательного агента газификации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. Тепловая электрическая станция содержит теплофикационную турбину с отопительными отборами пара, соединенными паропроводами с нижним и верхним сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде в сетевой трубопровод, вакуумный деаэратор подпиточной воды теплосети с трубопроводами исходной и деаэрированной воды, включенный в трубопровод исходной воды подогреватель исходной воды.

Изобретение относится к системе и способу теплоснабжения промышленных объектов. Система теплоснабжения содержит теплогенератор, потребителя, прямую магистраль для подачи нагретой в теплогенераторе воды упомянутому объекту, обратную магистраль, для транспортирования охлажденной воды к теплогенератору, обратный клапан, испаритель с рабочим телом, установленный в дымоходе теплогенератора, сбросной клапан, трубопровод высокого давления, трубопровод возврата конденсата, дополнительные обратные клапаны, установленные на обратной магистрали, при этом она снабжена закрепленным на испарителе расширительным баком со сбросным клапаном, соединенным трубопроводом высокого давления с обратной магистралью на участке между дополнительными обратными клапанами, соединенным трубопроводом возврата конденсата через обратный клапан с испарителем.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Тепловая электрическая станция содержит паровой котел, турбогенератор, связанный с электрическими сетями через трансформатор, и распределительное устройство с элегазовыми высоковольтными выключателями.

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции, по которому отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, а пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство нижнего и верхнего подогревателей, утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре.

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции, по которому пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство нижнего и верхнего сетевых подогревателей, сетевая вода поступает от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в нижний сетевой подогреватель и верхний сетевой подогреватель, далее сетевую воду направляют в подающий трубопровод сетевой воды, отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, причем при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, в тепловой электрической станции используют теплообменник-охладитель сетевой воды, который устанавливают на обратном трубопроводе сетевой воды, а также конденсационную установку, имеющую конденсатор второй паровой турбины, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины, при этом утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в первой турбине пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре.

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре.

Изобретение относится к энергетике. Паротурбинная электростанция содержит некоторое количество парциальных турбин, соответственно с возможностью прохождения через них пара, перепускной трубопровод, расположенный между первой парциальной турбиной и второй парциальной турбиной, и промежуточный пароперегреватель в перепускном трубопроводе.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Тепловая электрическая станция, содержащая турбину с отопительными отборами пара, подключенными к нижнему и верхнему сетевым подогревателям, включенным по нагреваемой среде между обратным и подающим сетевыми трубопроводами, вакуумный деаэратор с трубопроводом исходной воды, в который включен подогреватель исходной воды, бак-аккумулятор, подключенный трубопроводом деаэрированной воды к вакуумному деаэратору и трубопроводом подпиточной воды через подпиточный насос к обратному сетевому трубопроводу перед нижним сетевым подогревателем.

Изобретение относится к энергетике. Тепловая электрическая станция, содержащая паровой котел, теплофикационную турбину с отборами пара, подключенными к регенеративным подогревателям, деаэратор добавочной питательной воды с подключенными к нему трубопроводом исходной воды и патрубками подвода и отвода десорбирующего агента, бак-аккумулятор деаэратора, связанный трубопроводом деаэрированной добавочной питательной воды с трубопроводом основного конденсата турбины, патрубки подвода и отвода десорбирующего агента деаэратора добавочной питательной воды включены в газопровод, подключенный к горелкам котла, а трубопровод деаэрированной добавочной питательной воды подключен к трубопроводу основного конденсата турбины перед охладителем основных эжекторов и охладителем пара уплотнений турбины.

Изобретение относится к энергетике. Способ работы тепловой электрической станции, по которому в котле вырабатывают пар, подают его в турбину, пар отборов турбины используют для нагрева сетевой воды в нижнем и верхнем сетевых подогревателях, подпиточную воду деаэрируют в деаэраторе, для чего в деаэратор подают десорбирующий агент, который с выделившимися газами удаляют из деаэратора, а деаэрированную подпиточную воду направляют в обратный сетевой трубопровод перед нижним сетевым подогревателем, в качестве десорбирующего агента в деаэраторе используют газ, подаваемый в горелки котла.

Изобретение относится к устройствам для газификации рисовой лузги с целью получения газа, пригодного для использования в газопоршневых генераторах. Установка для газификации рисовой лузги содержит реактор для газификации, сообщенный с узлом подготовки сырья, узлом подачи воздуха и узлом очистки газовоздушной смеси.

Изобретение относится к области получения синтез-газа. В силосе 4 рисовую лузгу подвергают подсушиванию путем активного вентилирования посредством подачи теплого воздуха из калорифера 2, нагнетаемого вентилятором 3.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ извлечения фторида водорода из его водных растворов включает восстановление воды углеродом при повышенной температуре.

Изобретение относится к теплоэнергетике, кроме того, изобретение может быть использовано на предприятиях химической промышленности для получения синтез-газа, метана, аммония, жидких моторных топлив и других ценных химических продуктов и соединений.

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих материалов. Проводят газификацию биомассы.

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для получения горючих газов, жидкого топлива и твердого остатка из пластмассы, полимеров, шин, автомобильных скрабов, кабелей.

Изобретение относится к улучшению в производстве жидких топлив из твердого сырья. Способ производства топлива из углеродистого сырьевого материала включает: (A) получение ископаемого углеводородного топливного исходного сырья, выбранного из группы, включающей природный газ, метан, нафту, жидкие нефтяные газы (LPG), (B) формирование из указанного углеводородного топливного исходного сырья потока газообразного продукта, включающего водород и моноксид углерода в мольном соотношении Н2:СО по меньшей мере в 2,0:1, (C) добавление потока газообразного продукта, сформированного на стадии (В), к потоку синтез-газа, содержащему водород и СО, который получают из углеродистого сырьевого материала, выбранного из биомассы, угля, кокса или битума путем газификации в достаточном количестве для образования смешанного потока синтез-газа, имеющего мольное соотношение Н2:СО, большее, чем у указанного потока синтез-газа, полученного из углеродистого сырьевого материала, (D) превращение указанного смешанного потока синтез-газа с образованием топлива-продукта и извлечения из указанного превращения потока побочных продуктов, включающего один или более из водорода, СО, водяного пара, метана и углеводородов, содержащих 2-8 атомов углерода и 0-2 атома кислорода, и включает стадию (E), где поток побочных продуктов делят-осуществляют реакцию до менее 100% указанного потока побочных продуктов в образовании указанного газообразного потока продукта на стадии (В) и также до менее 100% потока побочных продуктов, полученного на стадии (D), подают на стадию (В) и сжигают для производства тепла, которое потребляется в формировании указанного газообразного потока продукта на стадии (В), при этом далее способ включает испарение сырьевого потока воды при помощи тепла, полученного путем превращения указанного смешанного потока синтез-газа на стадии (D), с получением пара, введение этого потока пара в реакцию с углеводородным сырьем на основе ископаемого топлива на стадии (В) и в газификацию углеродистого сырьевого материала.

Изобретение относится к устройствам для выработки тепловой и электрической энергии по месту их генерации путем преобразования твердых углеводородных топлив в газообразное топливо за счет осуществления внутрипластовой подземной огневой газификации.

Изобретение относится к способу переработки биомассы в газообразные продукты, в частности к переработке гидролизного лигнина или целлюлозы в синтез-газ, и может быть использовано при утилизации отходов возобновляемого сырья растительного происхождения, в том числе деревообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области энергетики. Биоотходы подают в узел сортировки 10, где их разделяют в зависимости от возможности анаэробного разложения.

Изобретение относится к способу и устройству для получения синтез-газа из твердых углеродсодержащих топлив и может быть применено в энергетике, химической промышленности, металлургии, коммунальном хозяйстве, экологии. Способ получения синтез-газа включает шлюзовую загрузку материала, низкотемпературную газификацию на рабочей поверхности расположенного в плазмохимическом реакторе газового нагревателя с пористой крупнозернистой теплопроводной средой внутри, высокотемпературную газификацию на поверхности расплавленного шлака с помощью свободногорящей дуги генератора дуговой плазмы, струйного плазмотрона и струйно-плавильного плазмотрона, очистку и закалку синтез-газа и слив жидкого шлака. Устройство содержит загрузочное устройство, газовый нагреватель с пористой теплопроводной средой внутри, плазмохимический реактор с генератором дуговой плазмы, устройство закалки и очистки синтез-газа, приемник шлака, при этом газовый нагреватель расположен в плазмохимическом реакторе и содержит пористую крупнозернистую среду. Изобретение обеспечивает уменьшение затрат электрической энергии. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-12-10 2016-12-11T16:19:16
Наверх