Установка газификации низкореакционных твердых топлив

Установка относится к теплоэнергетике и может быть использована на предприятиях химической промышленности для получения, в частности, синтез-газа, метана, аммония и жидких моторных топлив. Установка включает вертикальную камеру газификации, устройство для подачи угля, систему подачи окислителей, устройство для отвода генераторного газа, бункер приема золы, а также дополнительное устройство подачи угля, дополнительную систему подачи окислителей, дополнительное устройство для отвода генераторного газа, трубопровод отвода генераторного газа, колосниковую решетку, расположенную в верхней части бункера приема золы, и дымосос, расположенный в верхней части установки газификации таким образом, чтобы обеспечить возможность организации восходящего потока угольной пыли и окислителей. Устройство для отвода генераторного газа и дополнительное устройство для отвода генераторного газа расположены с двух сторон вертикальной камеры таким образом, чтобы обеспечить возможность рециркуляции непрореагировавших частиц угля в вертикальной камере газификации и, как следствие, снижение недожога угля. 1 ил.

 

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

Известна установка Koppers-Totzek, включающая в себя, горизонтальную камеру газификации с двумя форсунками, которые находятся с левой и правой стороны камеры газификации, систему отвода генераторного газа, которая находится в верхней части установки, систему отвода шлака, которая находится в нижней части аппарата. (Christopher Higman, Maarten van der Burgt. Gasification (Second Edition) / Gulf Professional Publishing, 2008, p. 416.)

Недостатки: для процесса характерна невысокая интенсивность процесса газификации из-за конструктивных ограничений (газификаторы горизонтального типа); отсутствие возможности увеличения скорости реакции газификации топливной смеси. Данные недостатки устранены в прототипе.

Известна установка струйно-вихревой газификации низкореакционных твердых топлив, патент на полезную модель №165512, опубликован 20.10.2016, МПК принятая за прототип, включающая в себя вертикальную камеру газификации, устройство для подачи угля, систему подачи окислителя, которая находится в нижней части установки, устройство для отвода генераторного газа, которое находится в верхней части установки, а также устройство для подвода наноматериалов и впрыска воды, камеру-дозатор с регулирующим клапаном, расположенную внутри вертикальной камеры газификации, бункер приема золы.

Недостатки: высокий унос углерода топлива вместе с генераторным газом (механический недожог низкореакционного твердого топлива более 40%.)

На сегодняшний день высокий механический недожог угля является не только проблемой установок газификации угля, но также присутствует при сжигании низкореакционных твердых топлив в паровых котлах тепловых электростанций. Данная проблема приводит к перерасходу угля и окислителей и снижению КПД установки из-за потерь с механическим недожогом.

Техническим результатом является организация процессов рециркуляции непрореагировавших частиц угля в вертикальную камеру газификации и как следственно снижение недожога угля.

Технический результат достигается за счет того, что установка газификации низкореакционных твердых топлив содержит вертикальную камеру газификации, устройство для подачи угля, которое состоит из бункера приема угольной пыли, соосно расположенных шнекового питателя, мотор-редуктора, форсунки, систему подачи окислителей, которая состоит из дутьевого вентилятора, воздухоподогревателя, устройства для подачи воды и расположена перед форсункой, устройство для отвода генераторного газа, которое выполнено с возможностью рециркуляции непрореагировавших частиц угля с помощью шнекового питателя, мотор-редуктора, форсунки в вертикальную камеру газификации, бункер приема золы, дополнительное устройство подачи угля, которое состоит из бункера приема угольной пыли, соосно расположенных шнекового питателя, мотор-редуктора, и форсунки, дополнительную систему подачи окислителей, которая состоит из дутьевого вентилятора, воздухоподогревателя, устройства для подачи воды и расположена перед форсункой, дополнительное устройство для отвода генераторного газа, которое выполнено с возможностью рециркуляции непрореагировавших частиц угля с помощью шнекового питателя, мотор-редуктора, форсунки в вертикальную камеру газификации, колосниковую решетку, которая расположена в верхней части бункера приема золы, дымосос, который расположен в верхней части установки газификации, таким образом, чтобы обеспечить возможность организации восходящего потока угольной пыли и окислителей, трубопровод отвода генераторного газа, который расположен в верхней части установки.

На фиг. представлена принципиальная схема экспериментальной установки вихревой газификации низкореакционных твердых топлив с рециркуляцией.

Установка газификации низкореакционных твердых топлив содержит вертикальную камеру газификации 1, устройство для подачи угля, которое состоит из бункера приема угольной пыли 2, соосно расположенных шнекового питателя 3, мотор-редуктора 4, и форсунки 5, систему подачи окислителей, которая состоит из дутьевого вентилятора 6, воздухоподогревателя 7, устройства для подачи воды 8 и расположена перед форсункой 5, устройство для отвода генераторного газа 9, которое выполнено с возможностью рециркуляции непрореагировавших частиц угля с помощью шнекового питателя 3, мотор-редуктора 4, форсунки 5 в вертикальную камеру газификации 1, бункер приема золы 10, дополнительное устройство подачи угля, которое состоит из бункера приема угольной пыли 11, соосно расположенных шнекового питателя 12, мотор-редуктора 13, и форсунки 14, форсунки расположены с двух сторон вертикальной камеры газификации, таким образом, чтобы обеспечить возможность равномерной подачи и смешивания потоков угольной пыли и окислителей, дополнительную систему подачи окислителей, которая состоит из дутьевого вентилятора 15, воздухоподогревателя 16, устройства для подачи воды 17 и расположена перед форсункой 14, дополнительное устройство для отвода генераторного газа 18, которое выполнено с возможностью рециркуляции непрореагировавших частиц угля с помощью шнекового питателя 12, мотор-редуктора 13, форсунки 14 в вертикальную камеру газификации 1, колосниковую решетку 19, которая расположена в. верхней части бункера приема золы 10, дымосос 20, который расположен в верхней части установки газификации, таким образом, чтобы обеспечить возможность организации восходящего потока угольной пыли и окислителей, трубопровод отвода генераторного газа 21, который расположен в верхней части установки.

Для контроля и замера температуры и давления используются датчики температуры и давления, регуляторы подачи топлива и окислителей (на чертеже не указаны), расходомеры 21, 22.

Рассмотрим работу установки.

Предварительно подготовленная, угольная пыль поступает в бункеры подачи пыли 2, 11, откуда угольная пыль одновременно подается шнековыми питателемя 3, 12, работа шнековых питателей обеспечивается мотор-редукторами 4, 13, в форсунки 5, 14. Одновременно с подачей угольной пыли в форсунки 5, 14 воздух подается дутьевыми вентиляторами 6, 15 в воздухоподогреватели 7, 16. Расход воздуха контролируется расходомерами 22, 23. Затем в подогретую воздушную струю устройствами для впрыска воды 8, 17 впрыскиваются порции воды для образования водяного пара. Далее смесь водяного пара с воздухом подается в форсунки 5, 14 и вдувается в вертикальную камеру газификации 1, которая представляет собой цилиндрический канал. В вертикальной камере газификации 1 происходит процесс смешивания потоков окислителей и угольной пыли из форсунок 5, 14 и происходит процесс реагирования углерода топлива с кислородом воздуха, водяным паром или другими окислителями, с образованием горючих газообразных компонентов генераторного газа т.е происходит газификации угольной пыли, который восходящим потоком, создаваемым с помощью дымососа 20, расположенного в верхней части установки газификации направляется в верхнюю часть реактора и с двух сторон подается в устройства для отвода генераторного газа 9, 11, в которых происходит сепарация генераторного газа от непрореагировавших частиц угля. Чистый генераторный газ отводится из верхней части установки с помощью дымососа 20 по трубопроводу отвода генераторного газа 21, а непрореагировашие частицы угольной пыли выпадают под действием силы тяжести в шнековые питатели 3, 12 и подмешиваются к основной части угольной пыли. Таким образом, достигается снижение механического недожога угля т.к организована многократная рециркуляция непрореагировавших частиц угольной пыли обратно в камеру газификации 1 до тех пор, пока практически весь углерод топлива не прореагирует с окислителем. Зола отводится из установки периодически т.к должны быть отключены бункеры приема угольной пыли с помощью заслонки (на фигуре не показана), системы подачи окислителей и дымосос, через колосниковую решетку 19 зола попадает в бункер приема золы 10, который находится в нижней части установки газификации.

Установка газификации позволяет полностью или частично отказаться от дополнительного топлива (мазута или газа), подаваемого в топку для подсветки на ТЭС. В то время как сейчас на котлах вместе с основным топливом (твердым, низкореакционным) в горелки подается 7-10% мазута или природного газа. Установка газификации позволит заменить природный газ более дешевым генераторным газом при переоборудовании газотурбинных установок. Кроме того, генераторный газ может быть использован также на крупных предприятиях химической промышленности для получения синтез-газа, метана, аммония, жидких моторных топлив и других ценных химических продуктов и соединений.

Предлагаемая установка позволяет добиться снижения механического недожога угля и позволяет повысить эффективность процесса газификации.

Установка газификации низкореакционных твердых топлив, включающая вертикальную камеру газификации, устройство для подачи угля, систему подачи окислителей, устройство для отвода генераторного газа, бункер приема золы, отличающаяся тем, что содержит дополнительное устройство подачи угля, причем устройство для подачи угля и дополнительное устройство для подачи угля дополнительно содержат мотор-редуктор и форсунку, которые выполнены соосно со шнековым питателем и расположены в нижней части вертикальной камеры газификации, форсунки расположены с двух сторон вертикальной камеры газификации таким образом, чтобы обеспечить возможность равномерной подачи и смешивания потоков угольной пыли и окислителей, и дополнительную систему подачи окислителей, причем система подачи окислителей и дополнительная система подачи окислителей расположены перед соответствующими форсунками, а также содержит дополнительное устройство для отвода генераторного газа, причем устройство для отвода генераторного газа и дополнительное устройство для отвода генераторного газа расположены с двух сторон вертикальной камеры газификации таким образом, чтобы обеспечить возможность рециркуляции непрореагировавших частиц угля в вертикальную камеру газификации, а также содержит колосниковую решетку, которая расположена в верхней части бункера приема золы, и дымосос, который расположен в верхней части установки газификации таким образом, чтобы обеспечить возможность организации восходящего потока угольной пыли и окислителей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике на основе возобновляемых источников энергоресурсов и местных видов топлива, в частности биомассы, децентрализованному электроснабжению, а также к переработке и утилизации твердых органических, в том числе бытовых, отходов.

Изобретение относится к электроэнергетике на основе возобновляемых источников энергоресурсов и местных видов топлива, в частности биомассы, децентрализованному электроснабжению, а также к переработке и утилизации твердых органических, в том числе бытовых отходов.

Изобретение относится к области коксохимии. Нагревают уголь (2) в коксовой печи (1).

Изобретение может быть использовано для получения синтез-газа. Микроволновой плазменный газификатор содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус 2, питающее устройство 1, верхнюю форсунку 5 распыления пара, нижнюю форсунку 4 диоксида углерода/пара, выпуск для синтез-газа, блок мониторинга 6, микроволновой генератор плазмы, внешнее нагревающее устройство 9.

Изобретения относятся к области изготовления энергоносителя и/или сырьевого носителя из водосодержащей и/или сухой биомассы. Предложено устройство для термохимической карбонизации и газификации влажной биомассы, а также применение вышеуказанного устройства.

Изобретение относится к химической промышленности. Перегретый водяной пар используется в качестве окислителя и энергоносителя.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения синтез-газа из биомассы карбонизацией проводят предварительную сушку и обезвоживание исходной биомассы.

Группа изобретений может быть использована в области переработки конденсированных и твердых топлив для выработки энергии. Способ получения свободного от пиролизных смол горючего газа при газификации конденсированного топлива включает подачу топлива через устройство загрузки (1), которое расположено в верхней части газогенератора, и загрузку твердого негорючего материала через отдельное загрузочное устройство (4), которое обеспечивает пребывание материала в противотоке газообразных продуктов.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения синтез-газа из биомассы проводят предварительную обработку биомассы, включающую измельчение биомассы до получения частиц размером 1-6 мм и высушивание сырья до влажности 10-20 вес.%.

Изобретения могут быть использованы в энергетике и химическом синтезе. Способ получения синтез-газа с низким содержанием смол из биомассы включает разложение биомассы в первом реакторе кипящего слоя (3) на пиролизный газ и пиролизный кокс.

Изобретение относится к газификации угля для производства синтез-газа. Газификатор для производства синтез-газа содержит верхнюю зону газификации в псевдоожиженном слое, которая имеет впуски, чтобы предоставить введение материалов, выбранных из группы, состоящей из угля, мелких частиц угля больше чем 75 микрометров и меньше чем 10 мм в размере, газа и пара, в сообщении по текучей среде через сопло Вентури с нижней зоной газификации в параллельном потоке, которая имеет впуски, чтобы предоставить введение материалов, выбранных из группы, состоящей из угля, мелких частиц угля меньше чем 75 микрометров в размере, газа и пара.

Изобретение относится к области получения нагретых газов из твердых углеродсодержащих веществ и может быть использовано в энергетике. Установка для получения нагретых газов из углеродсодержащего материала содержит реактор кипящего слоя 1 для конверсии углерода с трубопроводом 6 подачи водорода потребителям, реактор кипящего слоя 2 для разложения углекислого кальция CaCO3 с трубопроводом подачи углекислого газа 7 потребителям, циклон 12 с трубопроводом 8 подачи горячего воздуха с недостатком кислорода потребителям и реактор 3 для окисления оксида железа FeO.

Изобретение может быть использовано при газификации биомассы. Способ газификации биомассы в кипящем слое включает сушку биомассы и подачу в газификатор в кипящем слое.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения синтез-газа из биомассы карбонизацией проводят предварительную сушку и обезвоживание исходной биомассы.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения каменноугольного газа. .

Изобретение относится к способам получения горючих газов из твердого углеродосодержащего топлива, а именно к способам газификации кускового и гранулированного топлива, и может найти применение в топливной и химической промышленности, а также в теплоэнергетике.

Изобретение относится к способу пиролиза и газификации твердых органических веществ или смесей органических веществ. .

Изобретение относится к газификационной печи для газификации топлив, включая уголь, городские отходы и т.д., и к системе газификации, в которой используется такая газификационная печь.

Изобретение относится к термическому разложению различных твердых углеродсодержащих материалов: низкосортных твердых топлив (бурый уголь, сланец, лигнит, торф), твердых бытовых и промышленных отходов (лигнин, бумага, древесина, полимерные материалы) с применением твердого теплоносителя (зола собственного топлива, известь, речной песок) с целью получения высококалорийной парогазовой смеси, которая используется как энергетическое топливо или как источник ценных химических продуктов при дальнейшей переработке, энергоносителей (высокотемпературные дымовые газы) для использования в паровых котлах или котлах-утилизаторах и получения твердых продуктов для использования в качестве строительных материалов или адсорбентов для очистки замазученных стоков.

Установка относится к теплоэнергетике и может быть использована на предприятиях химической промышленности для получения, в частности, синтез-газа, метана, аммония и жидких моторных топлив. Установка включает вертикальную камеру газификации, устройство для подачи угля, систему подачи окислителей, устройство для отвода генераторного газа, бункер приема золы, а также дополнительное устройство подачи угля, дополнительную систему подачи окислителей, дополнительное устройство для отвода генераторного газа, трубопровод отвода генераторного газа, колосниковую решетку, расположенную в верхней части бункера приема золы, и дымосос, расположенный в верхней части установки газификации таким образом, чтобы обеспечить возможность организации восходящего потока угольной пыли и окислителей. Устройство для отвода генераторного газа и дополнительное устройство для отвода генераторного газа расположены с двух сторон вертикальной камеры таким образом, чтобы обеспечить возможность рециркуляции непрореагировавших частиц угля в вертикальной камере газификации и, как следствие, снижение недожога угля. 1 ил.

Наверх