Способ термической переработки твердого топлива

 

Севэ Сееетсниа

Сециаектмчесзмк

Реепубинк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ТЕЛЬСТВУ

<и>878775.Ф

\ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (Я)м. клз (22) Заявлено 220180 (21) 2862501/ 23-26 с мрисоедмнением заявки М (23) Приоритет

С 10 У 3/18

ГосударственныЯ комнтет

СССР

IIo делам нзобретеннЯ н открытнЯ

Опубликовано 071 L81. Ьюллетень 119 41

Ю) УДК 662.765 (088.8) Дата Опубликовамия описания 07 . 11. 81

Г.Н.Худяков, Г.Н.Кружилин, А.Я.Лыткин„ "

Л.С.Полак и П.A.Öåëèùåâ (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.М.Кржижановского! j (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к энергетической,.топлнвой и химической промьыленности, а именно к способам термической переработки твердого топлива путем его газификации.

Известен способ термической переработки твердого углеродсодержащего топлива, включающий его газификацию в плазменной струе аргона и .водяного пара (1) .

Недостатки известного способа заключаются в том, что полученный газ содержит значительное количество аргона и углекислоты и, кроме того, указанный способ требует большого рас- хода электроэнергии.

Указанные недостатки частично устранены в способе термической переработки твердого топлива, включающем его газификацию в присутствии окис- - 2О лителя в зоне электрического разряда (2) °

Недостатком данного способа является импульсный характер генерирования плазменной струи водяного пара, что приводит к проскоку непрореагировавших компонентов, т.е. снижается производительность.

Наиболее близким техническим решением из известных является способ тер-40

2 мической переработки твердого топлива, включающий его газификацию в присутствии окислителя в зоне электрического разряда, стабилизированного водой 13).

Главньвюи недостаткзми данного способа являются низкая пройзводнтелькость процесса на единицу затрачиваемой электрической энергии, вследствие подачи воды в зону электрического разряда, приводящее к тому, что количество электроэнергии, используемое для химических превращений обрабатываемого сырья, не превышает 5% от всей электроэнергии, подведенной к разряду. Кроме того, удельный выход син-, тез — газа на единицу затраченной мощности весьма мал и не превышает

0,2 нм /квт ч.

Цель изобретения — интенсификация процесса и повышение выхода газообразных .продуктов.

Поставленная цель достигается в способе термической переработки твер-, дого топлива,. включающем предварительное смешение топлива с окислителем и газификацию смеси топлива с окислителем путем подачи ее вдоль оси электрического разряда.

878775

Отличие способа заключается в том, что твердое топливо предварительно смешивают с газообразным окислителем, например с водяным паром, и подают вдоль оси электрнческогЬ разряда. При этом отсутствуют энергоэатраты на испарение окислителя, пароугольная смесь экранирует стенки реактора от излучения плазмы, а также одновременно растягивает разряд вдоль направления подачи реагентов, отжимая его от стенок реактора. Все это приводит к увеличению доли электроэнергии, превращаемой в химическую энергию получаемого синтез — газа, увеличивает выход синтез — газа на единицу затрачиваемой электроэнергии, а также поэво- (5 ляет реализовать процесс при больших длинах электродугового разряда, т.е. в аппаратах большой единичной мощности.

На чертеже представлена схема ус- 2О тановки для осуществления способа.

Установка содержит бункер 1 угля, смеситель 2, разрядную камеру 3, источник 4 электропитания и циклон 5.

Способ осуществляют следующим об25 разом. Угольную пыль из бункера 1 и перегретый воцяной пар подают в смеситель 2 и смешивают друг с другом.

Пароугольную смесь подают в зону горения стабилизированного электродуго- вого разряда постоянного тока в камере 3, питаемого от источника 4, причем направление подачи выбирают таким, чтобы вектор скорости указанной смеси имел составляющую, параллельную оси разряда. B разрядной камере при среднемассовой температуре 1200-1700 С в условиях электрокаталитического воз- действия электронной и ионной составляющей тока разряда эффективно протекает реакция газификации углерода уг- 40 ля с образованием окиси углерода и водорода. При указанной температуре продукты реакции поступают в циклон 5, где из них выделяется твердая фаза; эола,, а газообразная смесь СО и Н 45 направляется на дальнейшую переработку °

Пример. Сухой ирша — бородинский уголь состава (вес.Ъ): С вЂ” 65,07;

Н - 4,55т Π— 20,2; N — 0,91У Б — SO

0,27 у AÐ-9,00 с Q, = 6130 ккал/кг и

Q — 5880 ккал/кг в количестве 21,6 кг/час смешивают с водяным паром температурой 500 С е количестве 16.18 кг/час и подают вдоль оси электрического разряда плазмотрона постоянного . тока мощностью 50 кВт. При этом получено 54„0 нм /час синтез — газа состава (об,Ъ) СΠ— 46,7у Н вЂ” 53,3> следы Н Я и N,ъ. В циклоне уловлено золы 2,01 кг/час. dO

В таблице представлены результаты опытов при температуре 1200 С.

Выход синтез — газа, нм /квт.ч

Эффективность превращения электроэнергии в хими" ческую энергию синтезгаза, В

Процесс

0,2

Прототип

Предложенный способ

1,08

Формула изобретения

Способ термической переработки твердого топлива, включающий его газификацию в присутствии окислителя в зоне электрического разряда, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения выхода газов, топливо предварительно смешивают с окислителем и газификации подвергают смесь топлива и окис лителя путем подачи ее вдоль оси разряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Полак Л.С. и др. Пнролиз горючих сланцев в плазменной струе. Химия высоких энергий, т. 8, Р 5, 197 4 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2194058/26, клВ 01 1/00., ;

1975.

3. Добал. Плазменный пиролиз углеродистых веществ в присутствии водяного пара. — "Химия твердого топлива,. 1978, 93, с. 97-101 (прототип).

Иэ таблицы видно, что предложенный способ термической переработки твердого топлива с газификацией пароугольной смеси в электрическом разряде с по— дачей указанной смеси вдоль оси разряда имеет лучшие показатели перед процессом, где электрический разряд подается вода и уголь, а именноз эффективность превращения электроэнергии в химическую энергию синтез — газа в

13,6 раза выше, а выход синтез — газа на затрачиваемый киловатчас больше в

5 раз.

87877 5

Тираж 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9200/34

Филиал НПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A.Ëûòêèí

t ,Редактор О.Иванова Техред Д,Пекарь КорректорЮ.Макаренко