Способ газификации твердых топлив

Иностранцы йоханнес Гарстка, Фритц-Гюнтер Кнауф и Хубертус Хейнек, (ГДР) ) Авторы изобретения

Иностранное предприятие

"Бреннстоффинститут Фрейберг" (7l ) Заявитель (ГДР) (54) СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ

Изобретение, касается способа raswgwwag твердых топлив с использованием любого газифицирующего агента для производства горючего газа.

Известно, что твердые топлива могут быть газифицированы с использованием в качестве .газифицирующего, агента воздуха, кислорода, пара, двуокиси углерода или их смесей, причем, твердое топливо взаимодействует с гаэифицирующим агентом в стационар" ном слое, в кипящем слое или в турбулентном потоке.

Удельная производительность спосо, ба газификации, выраженная в превращенном топливе на единицу объема реактора, зависит от реакционной способности топлива,-температуры реакции и массо- и теплопередачи в гетерогенной фазе. Между влияющими факторами существует взаимосвязь. Пос20 ледний фактор зависит от относительной скорости между газифицирующим агентом и топливом, а также от поверх2 ности твердого топлива, принимающей участие в реакции. Процессы газификации характеризуются возрастанием удельной производительности газификации по мере уменьшения размера зерен твердого топлива. Однако при уменьшении размера зерен увеличивается скорость витания зерен твердого топлива в газифицирующем агенте, что приводит к снижению относительной скорости взаимодействия между гаэифицирующим агентом и топливом и к снижению удельной производительности процесса газификации.

Известно, что в целях достижения большей турбулентности в реакторе и в целях повышения относительной скорости между газифицирующим агентом и твердым топливом навстречу друг другу направляются две или больше струй газифицирующего агента с пылью твердого топлива.

Используя пульсирующую подачу топлива и газифицирующего агента в ре47 4 эаться от устройств и предохранительных мероприятий при транспортировке и хранении тонкозернистого твердого топлива.

При измельчении твердого топлива в вибрационных имельницах, поверхности измельченного топлива и движение его в мельнице создают благоприятные условия для достижения выр сокой удельной производительности процесса газификации.

Вследствии механических про4ессов при вибрационном измельчении в ре-. зультате образования радикалов может происходить повышение способности твердого, топлива, при наличии в топливе определенных минеральных составляющих могут происходить куталитические реакции в процессе измельчения.

При введении газифицирующего агента в вибрационную мельницу реакции газификации накладываются на реакции, обусловленные процессом измельчения. При введении газифицирующего агента в вибрационную мельницу рабочее пространство вибрационной мельницы преобразуется и используется как реактор газификации. Имеется возможность непрерывного вывода иэ вибрационной мельницы измельченных частиц вместе с твердыми остатками процесса газификации, термической обработки их в отдельном устройстве и возвращения их в горячем состоянии в мельницу в качестве теплоносителя. .С помощью продувочных средств или газифицирующих агентов в рабочем пространстве вибрационной мельницы можно осуществлять предварительную обработку топлива и обработанное топливо непосредственно вводить в подключенный реактор газификации, например в качающуюся трубу.

Предварительно обработанное топливо, подаваемое в реактор. газификации, обладает более высокой реакцион.ной способностью, чем,не обработанное топливо, и при газификации обработанного топлива достигается более высокая удельная производИтельность процесса.

При газификации в вибрационной мельнице может быть. осуществлен противоток газифицирующего агента к потоку топлива, что позволяет эффективно использовать физическое тепло получаемого газа для термической пред3 9813 актор. для газификации, можно достичь повышения относительной скорости между взаимодействующими,реагентами i и увеличить удельную производительность процесса газификации.

В известных способах для повышения относительной. скорости между топливом и газифицирующим агентом требует". ся принимать дополнительные меры, эффективность которых ограничена в физическом отношении или для которых пока нет решений, осуществленных в промышленных масштабах.

Для процессов, работающих с твердым топливом, имеющим небольшой диаметр зерен, в целях достижения необходимой тонкости зерен необходимо до процесса газификации осуществить, тонкое измельчение твердого топлива с применением известных измельчающих аппаратов, например шаровых или виб2 рационных мельниц. При тонком измельчении в вибрационных мельницах наряду с эффектом дробления могут происходить и химические реакции между прог дуктами помола с вовлечением окружающей атмосферы.

В целях достижения высокой удельной производительности процесса газификации в известных способах наряду с реактором имеются устройства для измельчения, транспортировки и промежуточного хранения измельченного твердого топлива, в последних при тонком измельчении топлива может возникнуть вспышка или взрыв, в связи З5 с чем необходимы особые меры предосторожности.

Процессы газификации, в которых используются. твердые топлива тонкого помола, отличаются относительно боль- 40 шим содержанием пылевидных частиц в.получаемом газе, пылевидные частицы должны быть удалены из газа при помощи известных средств и приспособлениЙ и частично возвращены в реактор.(5

Цель изобретения заключается в уменьшении количества стадий процесса, .необходимых для газификации твердых топлив, при одновременном дрстижении высокой удельной производительности 50 газификации, а также в снижении необходимой для процесса температуры.

В основе изобретения лежит задача проведения. газификации твердых топлив в одном процессе так, чтобы дос- 55 тичь высокой удельной производительности газификации при сниженной температуре процесса газификации и откаФормула изобретения

5 9813 варительной обработки угля вместе с одновременным обеспыливанием получаемого газа.

Для осуществления способа, согласно изобретению, могут быть сооружены и эксплуатированы установки по газификации с меньшим количеством стадий и с меньшими.затратами.

Обусловленное механохимическим воздействием повышение реакционной III способности топлива обеспечивает протекание процесса газификации при пониженных температурах, что позволяет снизить удельные расходы кислорода и пара. IS

Достигаемая, согласно изобретению, высокая удельная производительность процесса газификации вместе с уменьшением количества стадий процесса позволяют сохранять небольшие габари" го ты используемых устройств. При использовании циркуляции измельченных частиц в качестве теплоносителя можно снизить количество необходимого для поддержания температуры, процесса ra- 2$ зификации кислорода или воздуха, что приводит к уменьшению содержания инертных составляющих в газе, получаемом в процессе газификации, Пример 1. Классифицированный бурый уголь с гранулометрическим составом 0-10 мм, влажностью 253 и зольностью 104 при помощи известных пциспособлений непрерывно вводится в вибрационную мельницу приУ

35 способленную для газификации. Во время процесса измельчения, осуществляемого при 650-750 С, происходит реакция газификации между углем и газифицирующим агентом, подаваемым в мель40 ницу по соответствующему приспособлению. Получаемый в процессе газ отводят из мельницы. Непрогазифицирован, ные крупные зерна остаются в мельнице и подвергаются измельчению и газифиJ 45 кации.

Непосредственно после выхода из мельницы получаемый газ подвергается дальнейшей обработке.

Пример 2. Уголь, соответствующий первому примеру осуществления способа, при помощи известных приспособлений непрерывно вводится в вибрационную мельницу, приспособленную для газификации и циркуляции теплоносителя.

Процессы измельчения и газификаций протекают таким же образом, как в первом примере.

47 6

Мельница оснащена разгрузочным устройством для непрерывного отбора потока измельченных частиц. Поток из мельченных частиц содержит регулируе» мую часть угля и поступает в реактор сжигания непрерывного действия, в котором уголь нагревается путем частичного сжигания в потоке воздуха.

Нагретые измельченные частицы отделяются от угольной золы при помощи специальных приспособлений, в нагретом состоянии возвращаются в мельницу в качестве теплоиосителя.

Пример 3. Уголь, соответствующий первому примеру осуществления способа, вводится в вибрационную мельницу, приспособленную для дополнительной термической обработки топ» лива. Уголь во время измельчения сушится газообразным теплоносителем, являющимся горячим, получаемым в процессе газификации газом, и дегазирует-. ся в такой мере, что из,получаемого олукокса не выделяются жидкие угле" водороды во время последующей газификации в реакторе с кипящим слоем

Реактор с кипящим слоем непосред- ственно подключен к месту выхода полукокса из вибрационной мельницы.

Газификация осуществляется при помощи водяного пара и воздуха, подаваемого в количестве, необходимом для поддержания температуры газификации .

Продувочный газ, отводимый отдельно из вибрационной мельницы, содержит влагу и продукты полукоксования угля, Продувочный газ и газ, полученный в процессе газификации, могут быть дальше переработаны отдельно или вместе.

1. Способ газификации твердых топлив с использованием газифицирующия агентов, отличающийся тем, что газификацию осуществляют в вибрационной мельнице непосредственно во время процесса измельчения топлива и газифицирующий агейт подается противотоком к твердому топливу.

2. Способ по и. 1, отличающ и и с .я тем, что при помощи отдельного приспособления измельченные частицы топлива непрерывно отводят из мельницы, подвергают термической

Составитель Н.. Стрижова

Редактор Т, Парфенова Техред О. Неце

Корректор С. Шекмар

Заказ 9631/36 Тираж 524

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

7 981347 8 обработке и подают в мельницу в ка- танного твердого топлива в подключен- честве теплоносителя. ном к мельнице реакторе газификации.

4.Способ по пп. 1-3, о т л и

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и - . ч à ю шийся тем, что газифицируюч а ю шийся тем, что в вибрацион-, щий агент подают в мельницу прямоной мельнице вместо полной газифика-. током или противотоком к топливу. ции осуществляют предварительную об- Признано изобретением по результатам работку твердого топлива продувочными экспертизы, осуществленной ведомством средствами или газифицирующими агент - по изобретательству Германской Демокми, осуществляют газификацию обрабо- О ратической Республики.