Способ термообработки пылевидного твердого топлива и установка для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 121174 (21) 2074331/23-26 (51) М с присоединением заявки ¹ 2074329/23-26

С 10 В 49/12

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК662. 74 (088.8) Опубликовано 300980 Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 300980

З.Ф. Чуханов, 3.3. Чуханов, С.А. Цупров,, В.А. Карасев, A.М. Николаев и Р.М. Шибаев (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.М. Кржижановского (71) 3a яв итель в (54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ПЫЛЕВИДНОГО ТВЕРДОГО

ТОПЛИВА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способам и установкам для термообработки (пиролиэа) пылевидного твердого топлива и может быть использовано в области энерготехнологии для получения транспортабельного энергетического и технологйческого топлива, а также химического и технического сырья.

Известен способ термообработки пылевидного твердого топлива, например угля, включающий нагрев его газовым теплоносителем в вихревой камере первой стадии нагрева до 200-450 С, догрев его в камере второй стадии до

450-750 С и разделение полученной 15 газовзвеси на твердые и газообразные продукты (11.

Известна установка для осуществления известного спбсоба, содержащая вихревую камеру первой стадии нагре- 2О ва со средствами ввода теплоносителя . и обрабатываемого материала, последовательно соединенные с ней камеру вто. .рой стадии нагрева со средством ввода теплоносителя и сепаратор для от- .25 деления твердого продукта от газообразной-смеси (11 .

Однако известные способ и установка не обеспечивают достаточно высокую теплотворную способность твердо- З0

ro целевого продукта — пылевидного коксика — и низкую его гигроскопичность.

Целью изобретения является повышение теплотворной способности получаемого топлива и уменьшение его гигроскопичности. указанная цель достигается эа счет того, что после второй стадии нагрева газовзвесь охлаждают до 140-360 С пу» тем.непосредственного контакта с озслаждающим агентом, например подсмоленной водой.

B указанном интервале температур пары тяжелой и средней .смолы, содержащиеся в газовзвеси, поглощаются (адсорбируются) пылевидным коксиком. так как теплотворная способность смо лы выше, чем коксика, то общая тепло творность топлива возрастает, а его гигроскопичность уменьшается. При температурах ниже 140оC количество сконденсированной смолы практически не увеличивается, а при температурах выше 360оС пары тяжелой и средней смол не будут конденсироваться.

Охлаждение гаэовзвеси в предложен. ном способе происходит путем непосред ственного контакта с охлаждающим агентом, например подсмоленной водой, ..767173 так как при этом происходит более полный теплообмен и используются органические (горючие) вещества, содержащиеся в подсмоленной воде. Одновре менно исключается необходимость ее обезвреживания. 5

Пример . Рассмотрим работу установки производительностью

50 млн. т угля в год. Производят термическую переработку высушенного и нагретого до 110 С пылевидного каис- 0 ко-ачинского угля,. зольность угля

9,6Ъ, крупность угля — остаток на сите 100 мкм — 20Ъ. Уголь из бункера подают в первую стадию нагрева, где эа доли секунды прогревают до 330 С дымовыми газами, не содержащими сво15 бадный кислород и поступающими иэ горелки в количестве 200 кг на 1 т угля. Охлажденные дымовые газы с температурой 350 С выводят и после улаво ливания уноса передают в топку котла 20 энергоблока.

Уголь при быстром нагреве (доли секунды) до 330 С практически не изменяется в составе, так как из него удаляется всего 20 кг пирогенетической воды, газа и уноса. Иэ первой стадии нагрева уголь подают дозаторам в поток горячих дымовых газов, также не содержащих свободного кислорода и, поступающих в количестве 39

310 кг на 1 т горючей массы. Уголь смешивают с потоком газа и смесь поступает на вторую стадию нагрева, где эа 0,3 с завершается прогрев угля до 640 С и.его термаобработка (ниролиз), при которой образуются на 1 т органического вещества угля 120 кг смолы с температурой 240 С и газового бензина, 530 кг коксика, 260 кг пиролизного газа и 70 кг пирогенетической воды, содержащей 4,5Ъ водораст-@) воримых фенолов и других органических соединений. Состав пиролизного газа,Ъ.

СО + Нг5 .27; СО 12,2; Н 22 3;

СНц 29,2; С Н 5,6; N z 3,5. 4Я

Со второй стадии нагрева продукты пиролиэа поступают на охлаждение, где за счет 700 кг на 1 т коксика, подсмоленной и другой воды охлаждаются до 1800С. В результате охлаждения вы- у) деляется из потока 310 кг коксика с адсорбцией 20 кг жидкой смолы. Остальные бе zee мелкие 220 кг частиц улавливаются в сепараторе. Они за счет более развитой поверхности и более длительного времени пребывания (объем циклона) и более хорошего контакта с газопаровой смесью сорбируют

52 кг смолы.

В результате осуществления спасо; ба получают осмоленный коксик с теп- 60 лотворностью 6500-6800 ккал/кг вместо 6400 ккал/кг в известных способах (без адсарбции смолы). Часть коксика содержит 6Ъ смолы и расходуется на месте производства. Другая часть кок-, 65 ика содержит 19Ъ смолы и ее теплотварность выше, чем у коксика, полученного известными спосабамн на

400 ккал/кг.

Этот осмоленный каксик практически совершенно не пылит, не гигроскопичен (содержание влаги 7Ъ) и очень удобен для транспорта.

Отличием установки, осуществляющей предложенный способ, является то, что между камерой второй стадии нагрева и сепаратором установлен охчадитель газавзвеси со средствами ввода охлаждающего агента.

Кроме того, охладитель выполнен в виде циклона.

На чертеже представлена схема установки, осуществляющей предложенный способ.

Установка содержит камеру 1 первой стадии нагрева„ последовательно соединенную с камерой 2 второй стадии нагрева, газовые горелки 3, 4, бункер 5 сухого подогретого измельченного топлива, охладитель 6 с форсунками 7, системы 8-10 подвода охлаждающего агента, например подсмаленнай воды 8, технической воды и отходов органических жидкостей 9, коксика 10, сепаратор 11 для разделения твердогр целевого продукта от газопаравой смеси, патрубок 12, дазаторы 13,. 14, 15.

Установка работает следуикдим образам.

Сухое подогретое измельченное топливо, например уголь, поступает из бункера 5 в камеру 1 первой стадии нагрева. Туда же тангенциальна вдувают дыювые газы из газовой горелки 3, которые, подхватывая частицы топлива в закрученном потоке, нагревают их до температуры начала термического разложения, т.е. до 200450 С (в зависимости ат вида топлива и размера ego частиц).

Дымовые газы вместе с унасом пыли выбрасываются из камеры 1 через патрубок 12 и используются в топке котла энергоустанавки. Основная же масса топлива через дозатор 13 поступает в камеру 2 второй стадии, куда подводят газовый теплоноситель из газовой горелки 4. В камере 2 происходит догрев угля до 460-760ОC и ега термическое разложение — пиролиэ. Газовэвесь топливных частиц, превращенных. в частицы коксика, вместе с парагаэовыми продуктами поступает в охладитель 6..

Охладитель 6 выполнен в виде теплообменника циклонного типа, который снабжен форсунками 7, вынесенными, как правило, за пределы основного потока газовэвеси. Через форсунки 7 тангенциально впрыскивают из системы 8 специально охлажденную падсмоленную воду, полученную в самой установке, и при необходимости добавляют из

767173

ВИИИПИ Эахаз 7132/22 Тираж 545

Филиал ППП Патент г. Ужгород ул. Проектн ая 4 систем 9, 10 техническую воду, отходы органических жидкостей и коксик.

Количество жидкости„ подаваемое форI сунками 7 и другими охлаждающими агентами,- регулируют так, чтобы в за-! висимости от состава и выхода тяжелой и средней смол температура газовзвеси

/ в охладителе 6 снизилась до 140—

360 С. В этих условиях происходит активное поглощение (адсорбция) паров тяжелой и средней смолы пылевидным коксиком, в результате чего из нижней части охладителя 6 и сепаратора

11 через дозаторы 14„ 15 выходит осмоленный коксик, а парогазовые продукты с температурой 160-380 С из сепаратора 11 поступают в систему очистки и конденсации. Количество осмоленного коксика и степень его осмоления в охладителе 6 и сепараторе

11 регулируются их объемами.

Осмоленный коксик представляет собой высококалорийное топливо, теплотворная способность которого в результате осмоления повышается при пиролизе канско-ачинских углей, например, с 6400-6700 ккал/кг до 66007200 ккал/кг, а его гигроскопичность резко снижается.

Применение предложенного способа и установки для его осуществления позволяет получить высококалорийное топливо, обладающее низкой гигроскопичностью, дает воэможнось эффективно использовать нетоварную малоценную часть тяжелой и средней смолы термо- обработки без сооружения сложных установок, позволяет избавиться от

"горячего циклона,", работающего в сложных условиях, упростить конденсационную систему и упростить улавливание уноса пыли иэ гаэопаровой смеси, поступающей в систему конденсации легкой наиболее ценной части смолы.

Формула изобретения.

1. Способ термообработки пылевидного твердого топлива, например угля, включающий нагрев его газовым теплоносителем в вихревой камере первой стадии нагрева до 200-450 С, догрев его в камере второй стадии до 450750 С и разделение полученной газовзвеси на твердые и газообразные продукты, отличающийся тем, что, с целью повышения теплотворной способности получаемого топлива и уменьшения его гигроскопичности, после второй стадии нагрева газовэвесь охлаждают до 140-360ОС путем непосредственного контакта ее с охлаждающим агентом.

2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве охлаж2О дающего. агента используют коксик или подсмоленную воду.

3. Установка для осуществления способа по п. 1, содержащая вихревую камеру первой стадии нагрева со сред Я ствами ввода теплоносителя и обрабатываемого материала, последовательно соединенные с ней камеру второй стадии нагрева со средством ввода теплоносителя и сепаратор для отделения

Зо твердого продукта от газообразной смеси, отличающаяся тем, что между камерой второй стадии нагрева и сепаратором установлен охладитель газовэвеси со средствами ввода охлаждающего агента.

4. Установка по п. 3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что охладитель выполнен в виде циклона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4О 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 335267, кл. С 10 В 49/02, 17.07.68.