СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 1994 года по МПК F23K1/00 

Изобретение относится к подготовке низкокалорийного топлива и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Известен способ сжигания твердого топлива путем его термической обработки с получением кокса и горючих газов, разделения их и последующего раздельного сжигания, причем кокс сжигают совместно с воздухом в псевдоожиженном слое, а горячие газы сжигают совместно с очищенными от золы продуктами сгорания, полученными при сжигании кокса [1] .

Недостатком данного способа является его низкая экономичность вследствие неиспользования тепла золы, образующейся в процессе сжигания кокса.

Наиболее близким техническим решением из известных к описываемому является способ подготовки к сжиганию твердого топлива, преимущественно лигнина, путем его газификации в режиме полукоксования в токе теплоносителя с последующим отделением газообразных продуктов термообработки от твердых, подачи газообразных продуктов на сжигание, а твердых продуктов на смешение с воздухом и последующим дожиганием с образованием упомянутого теплоносителя [2] .

К недостаткам данного способа следует отнести невысокую экономичность вследствие неполноты использования продуктов полукоксования.

Целью изобретения является повышение экономичности путем получения побочного продукта - активированного адсорбента.

Поставленная цель достигается тем, что часть продуктов полукоксования подвергают дополнительной термообработке в токе теплоносителя, содержащего водяные пары, причем образующиеся при этом газообразные продукты активации направляют на дожигание совместно с газообразными продуктами газификации.

Процесс полукоксования ведут в псевдоожиженном слое при температуре 500. . . 700^оС, полученные твердые продукты полукоксования разделяют на фракции, и мелкие фракции сжигают совместно с газообразными продуктами.

Кроме того, твердое топливо перед полукоксованием сушат продуктами сгорания, полученными при дожигании газообразных продуктов газификации, дополнительную термообработку ведут в псевдоожиженном слое при температуре 700. . . 750^оС, а теплоноситель, подаваемый на активацию, содержит 20. . . 50% водяных паров.

Кроме того, часть газообразных продуктов активации направляют для образования теплоносителя.

Наличие отличительных признаков в заявленном техническом решении по сравнению с прототипом свидетельствует о соответствии его критерию "новизна".

Само по себе проведение полукоксования в псевдоожиженном слое известно, однако в рассматриваемом случае этот прием наряду с остальными составляет взаимосвязанные существенные признаки, которые в совокупности придают объекту новое свойство, непосредственно не вытекающее из суммы известных свойств, что указывает на соответствие заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображена схема устройства, в котором реализуется заявленный способ.

Устройство содержит реактор 1 полукоксования с топкой 2 для получения теплоносителя и циклонный пылеуловитель 3, соединенный патрубком 4 отвода газообразных продуктов с котлом 5 и патрубком 6 отвода твердых продуктов с топкой 2. В схему устройства введен реактор 7 активации, снабженный топкой 8 и подключенный входным патрубком 9 к циклонному пылеуловителю 3, а выходным патрубком 10 к котлу 5. Кроме того, реактор 7 дополнительным выходным патрубком 11 подключен к топке 8.

П р и м е р реализации. Предварительно измельченное исходное топливо и теплоноситель поступают в реактор 1, где происходит термическая обработка топлива в режиме полукоксования. Образующиеся твердые и газообразные продукты полукоксования направляются в циклонный пылеуловитель 3, где происходит их разделение. Газообразные продукты направляются на сжигание в топку котла 5, а твердые продукты разделяются на два потока, один из которых поступает в топку 2 реактора 1 полукоксования, где сгорает в смеси с воздухом с образованием теплоносителя, а другой поток твердых продуктов направляется в реактор 7 активации, где подвергается дополнительной термообработке при температуре 700. . . 750^оС. В процессе термообработки происходит частичное взаимодействие углерода твердых продуктов с водяными парами, содержащимися в теплоносителе. При этом в кусках твердого продукта образуются микропоры, повышающие его адсорбционные свойства.

Готовый продукт - адсорбент выводится из реактора 7 на охлаждение, а образующиеся в процессе термообработки газообразные продукты активации разделяются на два потока, один из которых направляют на сжигание в топку котла 65, а другой поток - на сжигание в автономную топку 8 реактора 7 активации.

Для получения максимальной адсорбционной способности твердого продукта полукоксования ведут при 500. . . 700^оС, а дополнительную термообработку при 700. . . 750^оС в псевдоожиженном состоянии и с содержанием водяных паров в теплоносителе 20. . . 50% .

Таким образом, заявленный способ при росте экономичности обеспечивает лучшие экологические показатели при подобной подготовке твердого топлива. Способ отвечает также критерию "промышленная применимость", поскольку может быть использован на тепловых электростанциях. (56) 1. Патент Великобритании N 1580635, кл. F 23 C 11/20, опублик, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР N 1198315, кл. F 23 К 1/00, опублик. 1985.

Использование: для подготовки твердого топлива, преимущественно лигнина, в котельных установках тепловых электростанций. Сущность изобретения: часть продуктов полукоксования подвергают дополнительной термообработке в токе теплоносителя, содержащего водяные пары, причем образующиеся при этом газообразные продукты активации направляют на дожигание совместно с газообразными продуктами газификации. 7 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, преимущественно лигнина, путем его газификации в режиме полукоксования в токе теплоносителя с последующим отделением газообразных продуктов термообработки от твердых, подачи газообразных продуктов на сжигание, а твердых продуктов - на смешение с воздухом и последующим дожиганием с образованием упомянутого теплоносителя, отличающийся тем, что часть твердых продуктов полукоксования подвергают дополнительной термообработке в токе теплоносителя, содержащего водяные пары, причем образующиеся при этом газообразные продукты активации направляют на дожигание совместно с газообразными продуктами газификации. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полукоксование проводят в псевдоожиженном слое. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе разделения газообразных и твердых продуктов полукоксования от последних отделяют мелкую фракцию, которую сжигают совместно с газообразными продуктами. 4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что полукоксование проводят при 500 - 700^oС. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что твердое топливо перед проведением полукоксования сушат продуктами сгорания, полученными при сжигании газообразных продуктов. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительную термообработку ведут в псевдоожиженном слое при 700 - 750^oС. 7. Способ по пп. 1 и 6, отличающийся тем, что теплоноситель, подаваемый на активацию, содержит 20 - 50% водяных паров. 8. Способ по пп. 1, 6 и 7, отличающийся тем, что часть газообразных продуктов активации направляют для образования теплоносителя.