Способ термической переработки твердого топлива Советский патент 1985 года по МПК C10B53/06 

СП О1 Изобретение относится к деструктивной переработке твердого топлива в частности горючего сланца для получения смолы и газа, и может быть использовано в сланцеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса, повышение выхода смолы и улучшение качества целевых продуктов. На чертеже схематически показан газогенератор для осуществления пред лагаемого способа. Газогенератор содержит камеру дл приготовления и распределения тепло носителя, которая разделена горизон тальной перегородкой 2 на две части В верхней части камеры 1 установлен горелка 3 и температуру потока теплоносителя поддерживают в пределах УЗО-ЮОО С. В нижней части каме ры 1 установлена горелка 4 и температуру потока теплоносителя поддержи вают на уровне 500-700 С. Горизонтальная перегородка 2 имеет отвер. CTHfi для удаления из верхней части камеры 1 твердого материала, просыпа ющегося из зоны подсушки 5. Парогаз.овую смесь собирают в камере 6 и отводят в конденсационную систему через патрубок 7. Возможен и другой вариант осуществления способа на газогенератора с поперечным потоком теплоносителя. В. камере 1 для приготовления и распределения теплоносителя устанавлива ют одну горелку 3 в верхней части указанной камеры а в нижнюю часть камеры 1 подводят обратньй циркуляционный газ для снижения температуры теплоносителя, напри.мер до 500-700 С Причем камера 1 может иметь горизонтальную перегородку 2, а может функционировать и без нее. Приготовление теплоносителя с заданной температурой могут осуществлять вне камеры 1 и вводить в нее по специальным подводам. В этом случае камера 1 играет роль распределителя теплоносителя по слою трплива. Теплоноситель подводят в таком количестве, чтобы в зоне подсушки и нагрева обеспечить его скорость 0,55-0,70 м/с при скорости нагрева 5-10 град/мин, а в зоне полукоксования - 0,15-0,19 м/с и 1,5-2 град/мин 5.2 В верхней части газогенератора в зоне полукоксования осуществляется испарение влаги и нагрев сланца до 200-250 0. Вследствие высоких темпеpaTvp теплоносителя (750-1000 С) и скоростей теплоносителя (0,550,70 м/с) и нагрева (5-10 град/мин) происходит измельчение сланца, особенно на первой стадии подсушки, и, следовательно, увеличение удельной поверхности материала, поступающего в зону полукоксования, что способствует лучшему извлечению смолы. Помимо этого подсушка происходит быстро и зона подсушки занимает небольшой объем камеры полукоксования, что позволяет увеличить производительность агрегата. Кроме того, в этой зоне благодаря большому съему тепла на испарение влаги и нагрев сланца не протекают нежелательные эндотермические реакции разложения карбонатов и газификации. В нижней части камеры полукоксования, куда поступает уже подсушенный и нагретый сланец, температура теплоносителя 500-700С, скорости теплоносителя 0,15-0,19 м/с и нагрева 1,5-2 град/мин, поэтому не происходит существенного измельчения топлива и заметного разложения карбонатов. Твердый материалов этом случае нагревается до 450-500 0. В результате, интенсифицируется процесс полукоксования (увеличивается производительность агрегата), сокращается время удаления летучих продуктов из куска и время контакта паров смолы с горячим материалом, предотвращающее вторичное, разложение смолы, способствующее большему выходу смолы и снижается расход тепла на процесс. Пример 1. Проводят 3 испытания. Г. В зону подсушки подают теплоноситель с температурой , со скоростью равной 0,55 м/с при скорости нагрева 5-8 град/мин, а в зону полукоксования - теплоноситель при 600С, со скоростью 0,15 м/с при скорости нагрева 1,5--2 град/мин. Ц . В зону подсушки и полукоксования подают теплоноситель с температурой . i . В зону подсушки и полукоксования подают теплоноситель с температурой , При этом во всех 3-х 31 испытаниях производительность газогенераторов поддерживают на уровне 180 т сланца в сутки. Основные показатели 3 испытаний и их результаты сведены в табл. 1. Пример 2. Проводят 3 испытания на том же газогенераторе с поперечным rtoToKOM теплоносителя с теми же температурами теплоносителя, которые указаны в примере 1, а производительность поддерживают : 1 - назфовне 230 т йланца в сутки, П - 180 т слан ца в сутки, ш - 150 т сланца в сутки. Показатели 3 испытаний примера 2 сведейы в табл. 1. В табл. 2 представлена завися- . мость выхода смолы и качества продуктов от температуры теплоносителя в зоне подсушки при постоянной производительности по сланцу. Из табл. 2 следует, что температура теплоносителя 750-1000 С и ско554рость нагрева- 5-10 град/мин в зоне - сушки обеспечивают наибольший выход смолы, лучшее качество получаемых продуктов. Предложенный способ переработки сланца в газогенераторах позволяет при постоянной производительности увеличить выход смолы до 18,0-18j5% на сланец. Теплота сгорания генератора газа увеличивается до 1200 ккал/м. Химический КПД процесса также растет до 75-76%. Зольность суммарной генераторной смолы снижается до 0,10,2%. Кроме того, за счет интенсификаии процесса увеличивается цроизвоительность газогенераторов до 230 т ланца в сутки с улучшением основных показателей переработки горючих сланцев. Таблица 1

.СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, в частности горючего сланца путем его суппси и нагрева до 200-250С газовым теплоносителем, полукоксования при 500550°С газовым теплоносителем с температурой 500-7рОс, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, повьпнения выхода смолы и улучшения качества целевых продуктов, сушку сланца осуществляют теплоносителем с температурой 7501000 С при скорости нагрела 510 град/мин.

Производительность по сланцу, т/сут

Удельньй расход во:здуха

в газификатор, м/т

Удельный расход воздуха для приготовления теплоносителя, м/т

в т.ч. в верхнюю часть камеры

в нижнюю часть камеры

Удельный расход обратного газа в камеру для приго-. товлениятеплоносителя,

в т.ч. в верхнюю часть камеры

в нижнюю часть камеры Температура теплоносителя на входе в зону, с

подсушки

полукоксования

180 230

180

150 180 180 180 180

160 175

220

160

- 120

- . 55

880 680

460 880

240 440

600 970

970 600 600 600 970 600

Скорость теплоносителя в рабочих условиях, м/с

на входе в зону

подсушки0,55

на входе в зону

0,15 полукоксования

Скорость нагрева сланца

в зоне подсушки, град/м 5-8 Температура нагрева сланца в-зоне, С 200-250 200подсушки500-550 550полукоксования

Удельные затраты тепла на процесс разложения сланца, ккал/кг . 240

Химический КПД процесса,% 75-76 .Выход смолы, % в расчете

18,0на рабочий сланец 18,5 от лабораторного . 84-87 потенциала Теплота сгорания генераторного газа ккал/м 1200 Содержание золы в смоле, % 0,1-0,2 Для сланца с теплотой сгорания Низшая теплота сгорания газа с

Продолжение табл.1

0,70 0,27 0,23 0,19 0,27 0,20 2,5 2,5 9-10 2,5 1,5

360 280 240 360 280 70-72 67-69 73-74 70-72 70-72

16,0 - 15,0- 17,0- 16,0 16,0 16,5 15,5 17,5 16,5 16,5 250 150-200 200-250 200-250 200-250 650 450-480 500-550 550-650 500-550 75-78 70-74 - 79-82 75-78 75-78 1000 1150 1200 1000. 1200 0,7-0,9 0,2-0,3 0,1-0,2 0,7-0,9 0,2-0,3 3100 ккал/кг и рабочей влагой , газовым бензином. Скорость нагрева материала, град/мин 1,5 Выход смолы в расчете на рабочий сланец, % Содержание золы в смоле, Z Теплота сгорания газа, ккал/м

4

Таблица 2 15 0,25 1150 1,51,51,5 1,5 16,818,017,5 16,2 0,20,150,2 0,22 1180 1190120011150