СПОСОБ ПСЕВДОДЕТОНАЦИОННОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ В КОМБИНИРОВАННОМ ЦИКЛЕ "ICSGCC" Российский патент 2011 года по МПК F01K23/04 C10J3/46 C10L1/32 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Изобретение относится к области тепловой энергетики, в частности к системам выработки электроэнергии на основе использования твердого топлива, преимущественно бурых и каменных углей. В способе газификации углей в газификатор подают жидкое активированное водо-угольное топливо высокой однородности - каплями одинаковых размеров и с частицами угля в этих каплях близкого гранулометрического состава, капли топлива вводят прерывисто, отдельными топливными дозами и с приданием им определенного количества движения. Размол угля для способа приготовления активированного водо-угольного топлива регулируют адаптивно по критерию фактического количества выходящих летучих веществ из угля вследствие его механодеструкции и выполняют глубокую классификацию угля по его гранулометрическому составу. Изобретение позволяет осуществить более полную утилизацию тепловой энергии углей и обеспечить увеличение эффективности выработки электроэнергии. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ газификации углей, включающий применение продвижения реакционных компонент под воздействием гравитации в газификаторе вертикального типа, использование защитного газа в целях создания пограничного защитного слоя для блокирования закоксовывания стенок газификатора, использование охлажденного защитного газа для отверждения жидкого шлака, подачу защитного газа в газификатор, во вращательном движении через отверстия, находящиеся в стенках газификатора, при этом часть горючих компонент защитного газа окисляется, отличающийся тем, что в газификатор подают жидкое активированное водоугольное топливо высокой однородности - каплями одинаковых размеров и с частицами угля в этих каплях близкого гранулометрического состава; капли топлива вводят прерывисто, отдельными топливными дозами и с приданием им определенного количества движения, векторная составляющая которого способствует приданию вращательного движения каждой топливной дозе капель и осуществляют формирование устойчивой двухфазной газожидкостной вихревой структуры, поддерживая начальное движение топливной дозы капель вдуванием сверху вниз, по центру формируемой вихревой структуры газового вихря и вдуванием газовых мини-вихрей на периферию этой формируемой вихревой структуры из боковых стенок газификатора по касательной линии к ней, а вдуваемые газы составляют из летучих веществ, выделяемых в результате механодеструкции угля при его размалывании, с добавлением синтез-газа при недостаточности первых; термоактивацию капель топливных доз на конверсионное горение, носящее взрывной характер, осуществляют преимущественно радиационным воздействием от боковых стенок газификатора, представляющих собой также стенки камеры сгорания газовой турбины, синхронизацию взрывного характера конверсионного горения осуществляют посредством последовательных вводов в газификатор топливных доз с технологическими периодами, соответствующими измеряемым периодам времени от ввода топливной дозы до ее взрывного горения, при этом измерение фактических периодов времени от ввода топливной дозы до ее взрывного горения осуществляют формированием акустической информации об этом взрывном горении, посредством акустических сенсоров; при этом в целях защиты внутренних поверхностей стенок газификатора в момент взрывного конверсионного горения, в зоне этого горения применяют противоударную защиту - увеличивая кратковременно плотность газового защитного пограничного слоя; окончательный конверсионный дожиг топливных компонент, по мере их продвижения по газификатору, осуществляют преимущественно под радиационным воздействием от боковых стенок газификатора, также являющихся стенками камеры сгорания газовой турбины, при этом защитный пограничный слой внутренних поверхностей стенок газификатора формируют продуктами сгорания синтез-газа, которые вводят из боковых стенок газификатора тангенциально, в виде микровихрей, через активные интерцепторы, соединенные с камерой сгорания газовой турбины; полупродукты конверсии, имеющие вертикальную и тангенциальную составляющие движения и содержащие в себе отвержденные летучую золу и более тяжелые частицы шлака, растормаживают в части вращательного движения и в процессе их вывода из газификатора отводят тепловую энергию шлака в технологический процесс приготовления газифицируемого активированного водоугольного топлива.

2. Способ газификации углей по п.1, отличающийся тем, что в случае использования углей витринитовых или липтинитовых марок на поверхности топливных капель, сразу после их ввода в газификатор, напыляют тонкодисперсную угольную пыль, из которой далее под радиационным воздействием, совместно с угольными частицами, мигрирующими к поверхностям капель в ходе их просушки, формируют агломерационные оболочки топливных капель, обладающих свойствами прочности и пластичности.

3. Способ газификации углей по п.1, отличающийся тем, что диоксид углерода вводят в газификатор холодным для отверждения золы и для создания защитного пограничного слоя внутренних поверхностей стенок газификатора в зонах охлаждения и отверждения пластичной золы.

4. Способ газификации углей по п.1, отличающийся тем, что для получения синтез-газа с максимальным содержанием водорода используют активированное водоугольное топливо, водная составляющая которого насыщена растворенными в ней под давлением водородом и кислородом.

5. Способ приготовления активированного водоугольного топлива для производства синтез-газа, включающий размол угля, его дегазацию и классификацию по гранулометрическому составу, смешивание угля с водой и подогрев полупродуктовой гидросмеси тепловой энергией, утилизируемой из смежных процессов, включающий финишную обработку суспензии импульсным гидроударным воздействием, а также утилизацию продуктов дегазации угля путем сжигания их в отдельной камере сгорания, отличающийся тем, что размол угля до необходимой степени регулируют адаптивно, по критерию фактического количества выходящих летучих веществ из угля, вследствие его механодеструкции и выполняют глубокую классификацию угля по его гранулометрическому составу, по результатам которой, из всей массы угля, готовят активированное водоугольное топливо различных марок с высокими степенями однородности, отличающимися друг от друга гранулометрическим составом входящих в него угольных частиц, при этом частичную дегазацию угля осуществляют не только при его размалывании, но и в процессе гидроударной активации топлива, в ходе переработки полупродуктовой суспензии в активированное водоугольное топливо.

6. Способ приготовления активированного водоугольного топлива для производства синтез-газа по п.5, отличающийся тем, что в ходе распыления топлива на капли осуществляют его финишную механоактивацию путем сообщения каждой капле топлива детерминированного количества движения.

7. Способ приготовления активированного водоугольного топлива для производства синтез-газа по п.5, отличающийся тем, что при использовании углей витринитовых или липтинитовых марок, на поверхности топливных капель, перед началом процесса их зажигания, напыляют тонкодисперсную угольную пыль.

8. Способ приготовления активированного водоугольного топлива для производства синтез-газа по п.5, отличающийся тем, что водоугольное топливо активируют дополнительно, насыщая водную составляющую топлива, растворенными в ней под давлением, водородом и кислородом.

9. Способ приготовления активированного водоугольного топлива для производства синтез-газа по п.5, отличающийся тем, что при транспортировании полупродуктовой суспензии между технологическим оборудованием приготовления топлива и при подаче готового активированного водоугольного топлива на соответствующих трубопроводах технологической подсистемы установлены электромагнитные устройства транспортной активации.