Способ газификации твердого топлива

Способ газификации твердого топлива

Реферат

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, химической и топливной промышленности, может быть использовано при газификации твердого топлива и позволяет снизить энергозатраты. Способ включает подачу твердого топлива в реакционную камеру сверху вниз, а газифицирующего агента противотоком снизу вверх. Причем газифицирующий агент подают со скоростью 6 55 м/с. Образующийся газ очищают в сепараторе, а отсепарированное топливо возвращают в реакционную камеру. 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к теплоэнергетике, химической и топливной промышленности и может быть использовано при газификации твердого топлива. Целью изобретения является снижение энергозатрат при получении газа из твердого топлива путем его газификации. На чертеже представлена установка для осуществления способа. П р и м е р. Газификации подвергаются бурые угли Ирша-Бородинского месторождения, имеющие следующие характеристики: Элементарный состав угля, считая на рабочую массу, Углерод 43,7 Водород 3 Влага 33 Кислород 13,5 Летучие вещества 29,3 Зола 6 из них одной породы 2 топливосодержащей породы 2 Прочие вещества 0,8 Теплота сгорания угля 15670 кДж/кг (3440 ккал/кг), температура плавления золы 1210^оС. Фракционный состав угля, 0-1 мм 4 1-4 мм 32 4-8 мм 34 8-20 мм 22 Свыше 20 мм 8 В верхнюю зону реакционной камеры 1 (газогенератор) питателем 2 загружают уголь в количестве 10 т/ч. Встречным потоком в нижнюю зону газогенератора 1 подают газифицирующий агент в количестве 6300 м³/ч следующего состава, O₂ 16,6, CO₂ 3,6, N₂ 75, водяные пары 4,8. Скорость потока газифицирующего агента поддерживают в интервале 6-55 м/с, температуру устанавливают в пределах 550-1200^оС. При подаче неподсушенного топлива, содержащего пылевую, зерновую и кусковую фракции, в газовый поток из реакционной камеры, движущийся со скоростью 6-55 м/с, получается гидродинамический режим, благодаря которому происходит аэротермическое разрушение зернистой и кусковой фракций топлива. Аэротермическое разрушение проявляется при высокоскоростном нагреве частиц твердого топлива и обусловлено быстрым образованием внутри кусочка водяных паров и газообразных веществ. Это создает внутри кусочка избыточное давление, под действием которого происходит его разрушение. Высокоскоростной нагрев достигается благодаря большому перепаду температур между потоком и свежей частицей топлива и высокой относительной скорости движения. Процесс аэротермического разрушения происходит в потоке газов, которые вместе с образовавшимся пылегазовым топливом направляются в сепаратор 3. Отсепарированное зерновое топливо возвращается по трубе 4 на повторную переработку в реакционную камеру 1. Благодаря этому отпадает необходимость в измельчении топлива в мельнице. Следовательно, не тратится энергия на привод мельницы, энергия тратится только на обеспечение необходимых скоростей потока газифицирующего агента. В таблице показано влияние скорости потока (W_пот, м/с) на показатели работы и сопутствующие процессы для бурого угля Ирша-Бородинского месторождения при температуре 900^оС и производительности 10 т/ч: сечение реакционной камеры F_кам, м²; коэффициент теплоотдачи от газов к частицам , Вт/м² К; доля топлива, подвергающегося аэротермическому разрушению _аэр, доля топлива, подвергающегося газификации в слое на решетке _слоя, доля золы, удаляемой с решетки в канал золоудаления а_пр, удельный расход электроэнергии на обеспечение движения газового потока на 1 т натурального топлива Э_уд, кВтч/т; скорость абразивного износа гарнисажного покрытия стен реакционной камеры W_абр, мм/г. Как видно из таблицы, при скоростях потока меньше 6 м/с процессы подготовки идут в слое, при этом требуется большая поверхность решетки и возрастают затраты энергии на преодоление сопротивления слоя. Скорости 10-30 м/c являются оптимальными, скорости 40-55 м/с допустимы, но при этом требуется ежемесячный ремонт обмуровки с нанесением нового слоя гарнисажного покрытия. Скорости свыше 55 м/с являются недопустимыми, так как требуется еженедельный ремонт обмуровки. Скорость потока газифицирующего агента не влияет на количество и состав получаемого газа. При всех скоростных режимах и при оптимальном значении температуры потока 900^оС выход газа составляет 15200 м³/ч. Его состав, СО₂ 4; СО 8; Н₂ 8; СН₄ 1; пары воды 3; N₂ 72; прочие газы 4. Кроме того, получается пылевидное топливо в количестве 2-2,2 т/ч.

Формула изобретения

СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, включающий подачу топлива в реакционную камеру сверху вниз, газифицирующего агента противотоком снизу вверх, очистку образующегося газа в сепараторе с возвратом отсепарированного топлива в реакционную камеру, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, газифицирующий агент подают со скоростью 6 55 м/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 17.06.2003

Извещение опубликовано: 10.07.2008        БИ: 19/2008