Способ получения водоугольной суспензии

Способ получения водоугольной суспензии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается переработки угольных суспензий, в частности получения водоугольной суспензии (ВУС), которую можно использовать для сжигания или газификации. Упрощение процесса и снижение энергетических затрат достигаются применением другого сырья - бурого угля, перерабатьшаемого в других условиях. Получение ВУС ведут измельчением бурого угля, который смешивают с водой при 30-90°С. Полученную 55-65%-ную суспензию подвергают термообработке при постепенном нагревании сначала при 100-145°С и давлении 15-100 атм, а затем при 200-300°С и давлении 15100 атм. От полученной парогазовой смеси отделяют целевой-продукт, содержащий 30-40 мас.% воды, а парогазовую смесь смешивают с исходной водой до нагрева ее до температуры 30-90°С и возвращают в процесс. Использование данного способа позволяет получить транспортабельные выср-. с коконцентрированные ВУС с минималь (Л ными затратами энергии за счет снижения расхода воды на 37-56% и за счет утилизации тепла на 10-20%, причем исключаются применение инертного или восстановительного газа, введение поверхностно-активного вещества . 2 табл. 1C О) 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1268607 А1 (51)4 С 10 1. 1/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3922207/23-04 (22) 16.05.85 (46) 07.11.86. Бюл. М 41 (71) Ордена Трудового Красного Зна— мени институт горючих ископаемых (72) С.А.Бубушян, Г.С.Головин, Е.Г.Горлов и О.А- Боровкова (53) 665.75 (088.8) (56) Патент США У 4330301, кл. 44-51, 1982 °

Патент Франции Р 2353629, кл. С 10 L 1/32, 1977. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОУГОЛЪНОЙ

СУСПЕНЗИИ (57) Изобретение касается переработки угольных суспенэий, в частности получения водоугольной суспензии

1,ВУС), которую можно использовать для сжигания или газификации. Упрощение процесса и снижение энергетических затрат достигаются применением другого сырья — бурого угля, перерабатываемого в других условиях.

Получение ВУС ведут измельчением бурого угля, который смешивают с водой при 30-90 С. Полученную 55-65Х-ную суспензию подвергают термообработке при постепенном нагревании сначала при 100 †1 C и давлении 15-100 атм, а затем при 200-300 С и давлении 15100 атм. От полученной парогазовой смеси отделяют целевой продукт, содержащий 30-40 мас.Х воды, а парогазовую смесь смешивают с исходной водой до нагрева ее до температуры

30-90 С и возвращают в процесс. Использование данного способа позволяет получить транспортабельные высо-. коконцентрированные ВУС с минимальными затратами энергии за счет снижения расхода воды на 37-56Х и за счет утилизации тепла на !О-20Х причем исключаются применение инертного или восстановительного газа, введение поверхностно-активного вещества. 2 табл.

1268607

Изобретение относится к способам получения и переработки высококонцентрированных водобуроугольных суспензий, которые можно использовать для сжигания или для газификации. 5

Цель изобретения — упрощение технологии процесса и снижение энергетических затрат.

Способ иллюстрирует следующая принципиальная технологическая схе- 1О ма. Исходный влажный бурый уголь подают в бункер, из которого конвейером он поступает на мельницу. Одновременно в мельницу из емкости подают воду с температурой 30-90"С, B 15 мельнице производят MoKpbIA помол у"ля, который в виде водоугольной суспензии, содержащей 55-657 воды, подают в классификатор. Иэ классификатора уголь крупностью более, чем 20 необходимая, возвращают на доизмельчение в мельницу. Полученную суспензию иэ классификатора насосом подают в обогреваемую аккумулирующую емкость, где происходит подогрев суспензии под давлением 2-15 атм до

100-145 С. Из емкости насосом подают и нагревают в теплообменнике суспензию до 200-300РС под давлением 15100 атм. Далее водоугольная суспен- 30 зия поступает в сепаратор,, где за счет снижения давления ниже насыщения (8-80 атме выделяется часть избыточной влаги и выделившиеся при нагреве газы (О„.,СО, СО ), и получается водоугольная суспензия влажностью 30-40 мас.7 воды. Парогазовая смесь поступает в емкость, конденсируется, подогревает исходную воду до 30-90 С, которая далее возвращает- @ б ся в процесс.

Готовая водоугольная суспензия поступает в газогенератор. Выделив шиеся в емкости газы через инжектор вместе с воздухом или кислородом поступают в газогенератор.

Продукты газофикации поступают на обогрев сепаратора и теплообменника и далее на обогрев аккумулирующей емкости. По данной схеме может быть проведено сжигание суспензий с помощью форсунки.

Пример 1. Для газификации готовят суспенэию иэ бурого угля ИршаБородинского месторождения, содержащего,Mac . 7: И 33; А 6, О; S 1<,ppO 2;

Первоначально готовят суспензию из 26,6 кг влажного угля с 23,4 кг воды мокрым помолом с содержанием воды 60 мас.7. при 90 "С. Часовая производительность 50 кг/ч по суспензии.

В аккумулирующей емкости суспензию подогревают до 145 С под давле15 атм в среде воздуха.

Далее нагретую суспенэию нагрева— ют в теплообменнике до 300 С под давлением 100 атм. Нагретую суспенэию подают в сепаратор, где эа счет сбро-. са давления до 80 атм происходит отделение воды в количестве 12,5 кг/ч и в результате получают суспензию с влажностью 30 мас. при 300 С, Вместе с водой удаляются также образовавшиеся при тепловой обработке газы в количестве 0,245 к /÷ следующего состава,7: СО 84; СО 2; О 14 (эа вычетом азота), поступающие на нагрев, исходной воды до 90 С.Отделенные от нагретой воды газы вместе с воздухом подают через эжектор на горелку (форсунку) в камеру горения, куда также подается суспензия с температурой 290 С под давлением 80 атм.

Отходящие газы из камеры горения поступают на обогрев суспензии.

Пример ы 2 и 3. Суспензию готовят аналогично примеру 1, результаты сведены в табл.

В табл. 2 приведен состав газов, выделяющихся после термической обработки.

Анализ табл. 1 и 2 показывает, что при осуществлении способа по данной технологии в указанных условиях получают стабильную высококонцентрированную (30 †4. влаги) водоугольную суспензию иэ бурого угля, при этом энергетические затраты на процесс за счет экономии тепла на нагрев воды сокращается на 10 †2.

Выбор температуры смещения объясняется следующим. При температуре ниже 30 С хуже смачивается уголь и требуется больше времени для перемешивания. При температуре выше 40 С начинается парообразование.

Если исходная суспензия содержит менее 55 мас.7. воды, то она не транспортабельна.увеличение количества воды выше 65 мас.7. вызывает большой расход воды, затраты на ее прогрев и удаление и суспензия получается нестабильной.

1268607

Таблица!

Пример

Показатель

1 з

Исходная суспензия

Количество влажного

26,6

29,9

23,3 уля, кг

23,4

20,1

26,7

90

60

65

100

125

Нагрев до температуры ниже 100 С не эффективна, так как суспензия может быть нагрета до 90"С, а повышение более 145 Г приводит к необходи— мости увеличить давление, что усложняет технологию. Давление 2-15 атм т подбирается так, чтобы вода находилась в жидкой фазе в зависймости от температуры.

Нагрев на второй ступени ниже

200 С не позволяет поЛучить высоко- . о концентрированные суспензии, а при температуре выше 300 С начинается разложение органической массы угля.

Выбор давления обработки 15

100 атм объясняется тем, что вода должна находиться в жидкой фазе при температуре обработки, а остаточное давление 8-80 атм выбирается в зависимости от количества удаляемой парогазовой смеси и температуры обра ботки.

Получить транспортабельную суспензию с концентрацией воды меньше

30 мас.7 не удается, а выше 40 мас.7. ухудшаются показатели дальнейшей переработки суспензии.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа удается получить транспортабельные высококонцентрированные водобуроугольные суспензии с минимальными затратами энергии за счет снижения расхода воКоличество добавляемой воды кг

Температура суспензии, "С

Концентрация суспензии, мас.X:

Вода

Нагрев на первой ступени

Температура, С 145 ды на 37-56, и за счет утилизации тепла на 10 †2..

Технология приготовления суспензии несложна, так как не требуется применения инертного или восстановительного газа, введения ПАВ, энергетические затраты на процесс невелики, поскольку используется тепло парогазовой смеси для нагрева исходной

1О воды. формула изобретения

Способ получения водоугольной суспензии, включающий измельчение угля и смешение его с водой с получением суспензии, содержащей 55-65 мас.I воды и ее термообработку, отделение образующейся парогазовой смеси от суспензии и последующую переработку последней, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и снижения энергетических затрат, в качестве угля исполь25 зуют влажный бурый уголь, который измельчают и смешивают с водой при 3090 С с последующим постепенным нагревом полученной суспензии сначала до температуры 100-145"C при давлении

2-15 атм, затем до температуры 200300 С при давлении 15-100 атм с по-. следующим снижением давления до 880 атм и отделением целевого продукта с содержанием воды 30-40 мас.X от полученной горячей парогазовой сме35 си, смешиваемой с исходной водой до нагрева последней до 30-90 С.

1268607

Продолжение табл 1

Показатель

2 3

15

Давление, атм

Нагрев на второй ступени

Температура, С

250

200

300

70

100

Давление, атм

Сброс давления до остаточного давления, атм .80

15

35

Температура, С

240

170

290

Количество вьделившей— ся воды, кг

15,0

7,5

12,5

53,4

56,2

Экономия воды, 37,3

Количество выделившегося газа, кг

0,245

0,12

0,2

Таблица2.

Состав выделившихся газ ов, об . 7

СО СН 0

Со

200

7,6

250

l,5 Следы 23

2 14

300

Составитель Н.Богданова

Редактор Н.Рогулич Техред В.Кадар. Корректор Т.Колб

Заказ 5994/25 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная 4

Получаемая суспензия, мас. 7.

Вода

Температура тепловой обработки водоугольной суспензии, Пример