Способ окислительной газификации органического сырья Советский патент 1986 года по МПК C01B3/38 

Изобретение относится к процесса окислительной газификации тяжелых жидких остатков нефтепереработки ил каменноугольных смол, имеющих высокое содержание золы, и может быть использовано в комбинированных энергетических установках с внутрицик- ловой газификацией топлива с целью предотвращения вредных выбросов в окружающуюу среду и повьшения эффек тивности производства электроэнергии, а также на химических или нефтехимических предприятиях с целью плучения синтеза-газа, необходимого для производства водорода, аммиака, метанола и жидких углеводородов.

Цель изобретения - получение са- жезоловодяной суспензии в виде зольного концентрата с повышенным содержанием минеральных компонентов..

П р и м е р 1.Частичное окислени производят путем сжигания мазута марки 100 в стальном, футерованном огнеупорным

кирпичом газогенераторе под давлением 12 атм при 1300 С и времени пребывания 3,5 с.

На окисление подают от турбо- компрессорного агрегата атмосферный воздух в количестве 45 вес.% от сте хиометрически необходимого для полного окисления мазута. При -этом в газогенераторе образуется газ, содержащий до 22,8 об.% окиси углерода и до 15 об.% водорода. Кроме того, образуется до 5 вес.% от топлива сажи, а содержащиеся в мазуте зольные элементы присутствуют, в газе в виде механических примесей. Полученный газ охлаждают в конвектином газоохладителе, где генерируетс пар с давлением 130 атм. Далее газ направляют в систему очистки и охлаждения газа от твердых органических и минеральных примесей. В первом по ходу газа газоочистном аппарате в качестве промьшочной жидкости используют исходный мазут. Плотность орошения газа мазутом поддерживают 6-8 л/м газа.

Температура газа на выходе из аппарата составляет 150-120 С, давление до 5 атм. При этом эффективность улавливания зоны равна 70 вес и сажи 98 вес.%, что составляет требуемое отношение между органическими и минеральными компонентами в твердом остатке 7,5 (исходная зольность мазута 0,2 вес.%), Образу

ющаяся сажемазутная суспензия направляется в газогенератор, а газ пступает на окончательную очистку в последующие по ходу газа газоочистные аппараты, где обеспечивают очистку его до остаточной концентрации 5-15 мг/нм газа путем промывки его водой; концентрат, полученный из сажеводяной пульпы, после отделения воды содержит, например, при газификации 32 т/ч мазута до 64 кг золы и 32 кг сажи.

В состав системы дпя окислительной газификации входит газогенератор, газооХладитель, первый по ходу газа промывочный аппарат, второй и третий по ходу газа промывочные аппараты, насосы, разделительный аппарат, устройства сероочистки и выделения элементарной серы.

Пример 2. Атмосферный воздух направляется в газогенератор, где при 1300 С, с6 0,45 за время

2,5 с происходит частичное сжигание 32 т/ч мазута с получением газа следующего состава, об.%: СО 22,8, Н 415,0; NJ 56,5; СОг 1,8, 0,4.

При частичном сжигании мазута об- разу€;тся 5 вес.% (от топлива) сажи, а содержащиеся в мазуте зольные элементы присутствуют в газе в виде ме- ханич:еских примесей. Полученный газ охлаждается в газоохладителе, где генерируется пар высоких параметров. уЦалее газ направляется в систему охлаждения и очистки от твердых органических и минеральных примесей (сажа и зола).

в первом по ходу газа газоочистном аппарате.в качестве промывочной жидкости используется исходное органическое сырье - сернистый мазут, содержащий 0,2 вес.% соды. В первой ступени очистки можно обеспечить эффективность улавливания золы 70%, а сажи 98%, вследствие чего отношение органических примесей к минеральным в уловленной твердой фазе составит 7,5. Полученная сажемазутная суспензия, содержащая 0,6 вес.% золы, направляется в газогенератор на частичное окисление. Газ, содержащий 0,2% минеральных примесей, 0,1%

сажи, проходит последующие по ходу газа газоочистные аппараты, орошаемые водой, где происходит окончательная очистка газа от твердьпс примесей.

t5

31237627

олученная сажеводяная суспензия направляется в разделительный аппа- рат, где вода отделяется от твердых примесей, Получ енньй концентрат содержит 64 кг золы и 32 кг сажи.

Интервал числовых значений соотношений между органическими и минеральными компонентами в извлекаемом твердом остатке равен к 0,5.

При проведении экспериментальных работ определена максимально допустимая концентрация золы в промывочной жидкости 20 вес.%. В случае превышения концентрации золы происходит шлакование стенок газогенератора, конвективных поверхностей котла утилизатора, а также появление отложений золы в трубопроводах.

Выход сажи из газогенератора С 10 вес.% от топл. Содержание золы в исходном топливе А 0,1- 0,2 вес.%. Эффективность улавливания твёрдых примесей в первом по ходу газа аппарате: золы 99 вес.%, сажи 99,99-100 вес.% (принятые значения соответствуют максимально возможной эффективности улавливания при использовании наиболее совершенных фильтров). Тогда, равновесная концентрация (Хр золы в промывочной жидкости равна критической (при AJ 0,2 вес.%)

20

ор не

10 пр

ис (1 те це вы на га

в саж ти

25 ,

тог

30

р

10

-2, 1-0,99

100 А,

Редактор А.Долинич

Составитель Н.Бухарова Техред Л Олейник

Заказ 3255/27

Тираж 45.0 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7

Хр 100-0,2 20 вес.

Следовательно соотношение органическими и минеральными нентами составит

С 10

х

k

р 100-0,2

-1Й-.

0,5,

при Хр 20%, К i Q,,5, К 100,

Как показали экспериментальные исследования превьш1ение верхнего (100) соотношения ограничивается тем, ЧТО около 10 вес.% золы в процессе газификации спекается с сажевыми частица ми и прочно удерживается на их поверхности в процессе очистки газа.

Для случая, когда улавливается в системе очистки газа только одна сажа с находящейся на ее поверхности золой

С - 10 вес.и 25 , Ао-0,1 вес.% вес.% gj,-: 100 вес.%

тогда у Oj1 п

30 Р 1 :071- 1

-00

35 Р з вес.% К 100.

Корректор М.Шароши