Способ термической переработки пылевидного твердого топлива

Способ термической переработки пылевидного твердого топлива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАВОТКИ ПЫЛЕВИДНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, включающий его сушку, двухступенчатый пиролиз с отводом коксика и парогазовых продуктов, газификацию коксика в присутствии водяного пара с последующим разделением твердых и газообразных продуктов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения вредных выбросов в атмосферу и затрат энергии на получение целевых продуктов, часть коксика после второй степени пиролиза дополнительно нагревают до 800-1.500°С чымоными газами и/или путем частичного сжигания коксика с последующим отделением коксика от дымовых газов, дымовые газы подают на первую ступень пиролиза , нагретый коксик подают на газификацию , после разделения продуктов (Л газификации твердые продукты подают на первую ступень пиролиза.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) С 1084900 С 0

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2379153/23-26 (22) 03.05 .76 (46) 23.10.84. Бюл. Ф 39 (72) З.Ф.Чуханов, З.З.Чуханов,, С.А.Цупров, В.И.Самсонов и В.А.Карасев (7 1) Государственный научно-исследовательский энергетический институт им.Г.M.Êðæèæàíoâñêîãî (53) 662.74(088.8) (56) 1. Патент Франции Ф 2.046.890, кл. С 10 J 3/00.

2. Федосеев С.П., Чернышев А.Б.

Полукоксование и газификация твердого топлива. 1960, с. 148 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРА-

БОТКИ ПЬШЕВИДНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, включающий его сушку, двухступенчатый пиролиз с отводом коксика и парогазовых продуктов, газификацию коксика в присутствии водяного пара с последующим разделением твердых и газообразных продуктов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения вредных выбросов B атмосферу и затрат энергии на получение целевых продуктов, часть коксика после второй степени пиролиза дополнительно нагревают до 800-1500 С чымоными о газами и/или путем частичного сжигания коксика с последующим отделением коксика от дымовых газов, дымовые газы подают на первую ступень пиролиза, нагретый коксик подают на гази- g фикацию, после разделения продуктов газификации твердые продукты подают на первую ступень пиролиза. С:! 1 1200

Изобретение относится к способам термической переработки пылевидного твердого топлива и может быть использовано в энерготехнологии для получения транспортабельного энергети5 ческого и технологического топлива, а также химического и технического сырья.

Известен способ термической переработки высоковлажного мелкокускового 1О твердого топлива в движущемся псевдоожиженном слое в трубах, обогреваемых газовым теплоносителем, зак лючающийся в том, что сушку и частично пиролиз осуществляют одновременно и полученный газ, содержащий водяной пар и продукты разложения, дополнительно нагревают и используют для газификации твердого углеродсодержащего продукта разложения Г13.

Недостатком данного способа является то, что производят внешний нагрев топлива через стенки труб, что не позволяет осуществить высокоскоростной пиролиэ топлива и, следовательно, получить большой выход ценных продуктов пиролиза. Кроме того, в этом способе неизбежно быстрое закоксовываниеи засмоление труб, а также теплообменников, нарушение работы установки и высокий выброс вредных продуктов в дымовых газах энергоустановок.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ термической переработки твердого топлива, включающий сушку, двухступенчатой пиролиэ с отводом коксика и парогаэовых продуктов, газификацию коксика в присутствии водяного пара с последующим разделением твердых и газообразных продуктов $2).

Однако по известному способу в качестве товарного продукта получают кокс, имеющий высокую температуру, который охлаждают и затем используют для сжигания в топках электростанций. При этом загрязняется атмосфера вредными продуктами сжигаиия и не используется тепло полученного кокса.

Целью изобретения является умень- !! шение вредных выбросов в атмосферу

М затрат энергии на получение целевых продуктов.

Укаэанная цель достигается тем, что часть коксика после второй ступе- ни пиролиэа дополнительно нагревают до 800-1500 С дымовыми газами и/или путем частичного сжигания коксика с последующим отделением коксика от дымовых газов, дымовые газы подают на первую ступень пиролиза, нагретый коксик подают на газификацию, после разделения продуктов газификации продукты подают на первую ступень пирализа.

На чертеже представлена установка для осуществления предлагаемого способа.

Установка содержит бункер 1 топлива, шахтную мельницу 2, штуцер 3 для ввода дымового газа, циклоны 4-7, трубопроводы 8-12, вентилятор 13, топку котла 14, промежуточные бункеры 15 и 16, пиролизеры первой 17 и второй 18 ступеней, газовые горелки

19 и 20 с подводом газа и воздуха 21, гаэоход 22, бункер 23 для товарного коксика, технологическую топку 24, реактор 25 водяного газа с распределительной решеткой 26 для водяного пара.

Способ термической переработки пылевидного твердого топлива осуществляют в следующей последовательности.

Рабочее топливо из бункера 1 поступает в шахтную мельницу 2, куда для сушки угля подают через штуцер 3 газовый теплоноситель. Ло трубопроводу

8 газовзвесь выводят в циклон 4, в котором происходит отделение угольной пыли, а опеспыленный сушильный агент с влагой топлива подают через вейтилятор в топку котла 14.

Сухую подогретую угольную пыль через промежуточный бункер-затвор 15 с регулируемым уровнем пыли вводят в пиролизер 17 первой ступени, в который через трубопровод 9 подают также смешанный (твердый и газообразный) теплоноситель, который прогревает уголь до 500-800 С.

Продукты пиролиэа вместе с частью пылевидного коксика выводят в циклон

5, в котором отделяют коксик и передают его в промежуточный бункер 16, а затем в бункер 23. Гаэопаровую смесь из циклона через трубопровод

10 выводят в систему очистки и конденсации, в которой получают ценные товарные жидкие продукты, а товарный газ выводят в топку котла 14 энерго1 технологического комбината.

Другую часть коксика из пиролиэера

17 передают в пиролизер !8 второй ступени, в котором его нагревают до

600-1100 С от газовой горелки 19, 1120009

3 работающей на газе, подводимом вместе с воздухом по вводам 21. Гаэ по газоходу 22 из пиролизера 18 второй ступени выводят для использования. Часть полученного коксика передают в бункер

23 в качестве товарного продукта.

Другую часть горячего коксика из пиролизера 18 подают в технологическую топку 24, соединенную с циклоном 6.

В топку 24 подают через горелку 20 газовый теплоноситель.

Коксик, выделенный при 800-1500 С в циклоне 6, подают в реактор 25 водяного газа, где он газифицируется эа счет подачи по трубопроводу 12 через решетку 26 водяного пара. При этом полячают водяной гаэ.

Газовзвесь водяного газа и коксика из реактора 25 подают в циклон 7, в котором коксик отделяют от водяного газа и в качестве твердого теплоносителя в трубопроводе 9 смешивают с дымовыми газами, выходящими иэ циклона 6. Полученный смешанный теплоноситель подают в пиролизер 17 первой степени, замыкая весь цикл.

Водяной газ, состоящий в основном из водорода и окислов углерода, из циклона 7 по линии 11 подают на очистку и затем передают потребителю. 30

Пример 1. Работа энерготехнологического комбината по термической переработке канско-ачинских углей. Мощность единичной установки

500 т сырого угля в час. 35

Производят термическую переработку сырого угля теплотворностью 3560 ккал/

/кг, содержащего 35Х влаги, 6,57 эолы и 48Х летучих веществ. Уголь из бункера подают в мельницу-сушилку, 40 в которую на каждые 100 кг угля вводят 95 кг горячего (1050 С) газа— сушильного агента, не содержащего свободного кислорода. Уголь сушат и измельчают до пыли (остаток íà 4> сите t00 мк 20X). Сухой уголь при

200 С отделяют в циклоне от газа, содержащего 35 кг паров влаги угля, 95 кг сушильного агента и 0,3 кг пыли угля. 50

Сухой уголь (65 кг) подают через бункер 15 в первую ступень пиролио эера 17 и нагревают до 700 С смешанным (коксик и газ) теплоносителем, поступающим иэ циклонов соответствен- 55 но технологической топки и реактора водяного газа ° В пиролизер первой ступени подают 156 кг коксика с тем4 пературой 850 С и 32,5 кг газового теплоносителя. Завершение пиролиза угля проводят при 780 С во второй ступени пиролизера.

В пиролизере из 65 кг сухого угля получают 29,8 кг парогазовой смеси и 35,2 кг коксика. Коксик отделяют от парогазовой смеси, которую направляют на очистку и в систему конденсации. При пиролиэе угля кроме коксика получают 18,3 кг пиролизного газа, 8 кг смолы, 0,5 кг газового бензина и 3 кг пирогенной воды.

Пиролизный газ имеет теплотворность 4850 ккал на 1 норм.м и состав, об.7: СО2 22, СО 27; Н 20;

СН 21 и других углеводородов 10.

В пирогаэ переводят 81200 ккал, а в смолу и газовый бензин 67800 ккал .

В коксик (35,2 кг), образующийся . при пиролизе угля, переводят 63% потенциального тепла угля или 587 от подведенного в установку тепла .

Догрев коксика в пиролизере второй ступени проводят эа счет горения

1,5 кг газа и 2,2 кг коксика. Товарного коксика получают 14,4 кг (в том числе 12 кг углерода). Кроме подаваемого в пиролизер циркулирующего в установке коксика-теплоносителя (156 кг) в технологической топке о сжигают 8,3 кг и нагревают до 1050 С

6,? кг коксика, вновь образовавшегося иэ угля.

Нагретый в технологической топке

:коксик отделяют от газового теплоносителя и подают в реактор водяного газа, где из 18 кг водяного пара и избытка в количестве (156+6)

162 кг пылевидного коксика получают

{при реакции H O + С) 24 кг водяного газа. Воляной гаэ в циклоне отделяют от коксика и после охлаждения направляют на очистку и использование в энергоагрегате н, частично, в качестве товарного продукта для получения водорода, газа восстановителя или синтеза газа

Газ-теплоноситель (полугаз) полу чают в технологической топке, куда подводится 43 кг воздуха. После отде ления в циклоне твердого теплоносителя полугаз используют в качестве газового теплоносителя в установке.

В зависимости от регулирования выходв водяного газа часть (избыток,по примеру t 19 кг) полугаза подают в качестве сушильного агента. Всего

f l1 сушильного агента подают в топку котла 95 KI" (19 кг полугаза и 76 кг дымового газа из котлоагрегата) .

Всего из 100 кг угля, 18 кг пара, 76 кг сушильного агента и 43 кг воздуха получают, кг: смола и газовый бензин 8,5, пиролизный газ !8,3, водяной гаэ 24, полугаэ 52, коксик

14,4, пирогенная вода 3, влага угля 35, сушильный агент 95 и шлак 4,1. Количество выдаваемого товарного коксика регулируют, изменяя подачу водяного пара в реактор водяного газа и полугаза в пиролизер.

П р. и м е р 2. Производят термическую переработку пылевидного твердого топлива без отбора товарного коксика, например, в связи с его повышеннои эольностью, сернистостью.

Подачу водяного пара в реактор водяного газа (см. пример 1) увеличи20009

6 вают в два раза, а отбор товарного коксика прекращают.

На 100 кг угля подают 38 кг пара и 82 кг воздуха. В результате получают, кг: смола и газовый бензин 8,5, пиролизный газ 18,3, водяной гаэ 48, сушильный агент 99, пирогенная влага

3, влага угля 35 и шлака с золой 6,5.

Пример 2 экологически более эффек-!

О тивен. Для высокоэольных топлив этот режим не имеет альтернативы.

Таким образом, преимущество предлагаемого способа заключается в том, что в топку котла энергоблока посту15 пает очищенное от серы и твердых остатков топливо, поэтому уменьшается выброс в атмосферу вредных веществ.

Кроме того, в процессе газификации используется тепло коксика, получен20 ного в стадии пиролиза, что снижает энергетические затраты на получение целевых продуктов.

ЩЩИПК Заказ 7691/20 . Ти аж 488 Подписное