Способ переработки высокозольного топлива Советский патент 1991 года по МПК C10B53/06 C10C1/00 

СЛ

С

Изобретение относится к способам термической переработки твердых топлив и позволяет упростить технологию очистки парогазовой смеси и снизить содержание механических примесей в тяжелой и средней смоле. Парогазовую смесь (ПГС) при нагреве сланца зольным теплоносителем орошают смесью конденсатов тяжелой и легкой смолы, в результате чего снижается содержание механических примесей в ПГС. Часть легких фракций из орошаемой смеси переходит в ПГС, одновременно ее охлаждая. Несконденсированную ПГС направляют на ректификацию с выделением средней и легкой фракций смолы. Тяжелую фракцию смолы, очищенную от механических примесей, смешивают с бензином и направляют на ректификацию. Максимальное содержание механических примесей в тяжелой и средней фракциях смолы не превышает 0,3% при сохранении выхода смолы. 1 ил.

Изобретение относится к термической переработке твердых топлив и может быть использовано в сланцеперерабатывающей промышленности и в энергетике при осуществлении комплексной энерготехнологической переработки твердых топлив.

Цель изобретения - упрощение технологии и снижение содержания механических примесей в тяжелой и средней смоле.

На чертеже приведена принципиальная схема установки для осуществления предложенного способа.

Установка содержит реактор 1, аэрофонтанную топку 2 и сепаратор теплоносителя 3, которые объединены в контур циркуляции теплоносителя, скруббер-стояк 4 линией парогазовой смеси 5 соединен с

системой сухой очистки парогазовой смеси (ПГС) от механических примесей, вмонтированной в реактор 1 и барельетом 6 с конденсатором тяжелой смолы 7. Последний линией тяжелой смолы 8 соединен с буферной емкостью 9 и трубопроводом 10 с ректификационной колонной 11. Верх ректификационной колонны трубопроводом 12 соединен с конденсатором бензина 13, а средняя часть колонны трубопроводом 14 с установленным на нем насосом 15 соединена со скруббером-стояком 4 и барельетом 6. Одновременно насос 15 трубопроводом 16 соединен со складом легких фракций конденсата. Нижняя часть ректификационной колонны 11 трубопроводом Неустановленным на нем насосом 18 соединена со склаО

о со

о

дом очищенной смолы. Буферная емкость 9 трубопроводом 19 с установленным на нем насосом 20 и теплообменником (холодильником) 21 соединена с трубопроводом 14 рециркуляции легкой фракции конденсата Кроме того, насос 20 трубопроводом 22 соединен со средствами очистки смолы от механических примесей 23.

Конденсатор бензина 13 трубопроводом 24 соединен с сепаратором 25. Верхняя часть сепаратора трубопроводом 26 соединена с потребителем газа полукоксования, нижняя его часть трубопроводом 27 с установленным на нем насосом 28 соединена со складом подсмольной воды, и средняя часть - трубопроводом 29 с установленным на нем насосом 30 соединена с ректификационной колонной и трубопроводом 31 со средствами очистки смеси от механических,примесей 23. Одновременно насос 30 трубопроводом 32 соединен со складом бензина.

Нижняя часть средств очистки смеси осаждением трубопроводом 33 с установленным на нем насосом 34 соединена с реактором 1, а верхняя часть трубопроводом 35 с установленным на нем насосом 36 и теплообменником 37 соединена со средней частью ректификационной колонны 11.

Установка работает следующим образом.

Подготовленное дробленое и подсушенное топливо подают в реактор 1, где его перемешивают с поступающим из сепаратора 3 зольным теплоносителем и нагревают до оптимальной для данного вида топлива температуры термодеструкции. При нагреве топлива получают парогазовую смесь и коксозольный остаток. Последний передают в аэрофонтанную топку 2, В ней в потоке подогретого воздушного дутья сжигают горючую массу коксозольного остатка и выделенное тепло расходуется на нагрев негорючей (зольной) массы и дымовых газов. Из топки 2 аэровзвесь передают в сепаратор 3, в котором выделяют необходимое для ведения процесса количество зольного теплоносителя и возвращают в реактор 1. Оставшуюся золу и дымовые газы выводят из процессе и после утилизации их физического тепла и санитарной очистки сбрасывают в окружающую среду. Полученную парогазовую смесь в реакторе 1 очищают от механических примесей (пыли) в специально для этих целей вмонтированных циклонных сепараторах и по линии 5 передают в скруббер-стояк 4. Последний орошают смесью тяжелой и легких фракций собственных охлажденных конденсатов. Той же смесью орошают и барельет 6.

В результате орошения из ПГС вымываются остатки унесенной из реактора пыли, парогазовая смесь охлаждается, а орошаемая смесь конденсатов нагревается. При нагреве из орошаемой смеси испаряются легкие фракции и переходят в ПГС, одновременно при охлаждении ПГС происходит конденсация и выделение тяжелой фракции смолы, которая переходит в орошаемый конденсат.

0 Таким образом, выделенное при охлаждении ПГС и конденсации тяжелой фракции смолы тепло не теряется, а с парами испаренных легких фракций уносится (передается) в ректификационную колонну 11.

5

Смесь газообразных и жидких продуктов по барельету 6 предают в конденсатор 7. В последнем отделяют парообразные продукты от конденсата и парогазовую

0 смесь после охлаждения в конденсаторе 7 до заданной температуры передает в ректификационную колонну 11. Конденсат тяжелой смолы тю линии 8 передают в буферную емкость 9, в которой накаливается и хранит5 ся необходимое для работы контура орошения количество тяжелой смолы. Из этой емкости при помощи насоса 20 по трубопроводу 19 через теплообменник 21 конденсат тяжелой смолы направляют в контур цирку0 ляции орошения, а избыток по трубопроводу 22 попадает в средства очистки смолы от механических примесей 23.

Несконденсированную в конденсаторе 7 парогазовую смесь по трубопроводу 10

5 передают в нижнюю часть ректификационной колонны 11. В последней без подвода дополнительного тепла проводят ректификацию с одновременной конденсацией оставшейся после орошения и конденсации

0 тяжелой фракции смолы парогазовой смеси, а несконденсированную часть, содержащую бензиновые фракции, подсмольную воду и газ полукоксования по трубопроводу 12 передают в конденсатор 13. В последнем ос5 татки парогазовой смеси охлаждают до 2Q-30°C и совместно с конденсатом по трубопроводу 24 направляют в сепаратор 25. В последнем газ полукоксования отделяют от конденсата и по трубопроводу 26 передают

0 потребителю. Полученный конденсат разделяют на подсмольную воду и бензин. Под- смольную воду по трубопроводу 27 при помощи насоса 28 передают потребителю, а бензин при помощи насоса 30 по трубоп5 роводу 22 направляют на орошение колонны и по трубопроводу 31 - в средства очистки смолы 23 для перемешивания с гя- желой фракцией конденсата. Избыток бензина по трубопроводу 32 направляют на склад.

Сконденсированные в нижней части колонны средние и тяжелые фракции смолы содержат менее 0,3% технологических примесей и являются очищенной товарной смолой. Эту смолу по трубопроводу 17 при помощи насоса 18 передают на склад.

Часть легких фракций конденсата смолы со средней части колонны при помощи насоса 15 по трубопроводу 16 передают на склад легкой фракции смолы.

Направляемый на орошение парогазовой смеси конденсат легкой фракции смолы в скруббере-стояке 4 нагревают выше температуры кипения этой фракции, полностью его испаряют и с парогазовой смесью возвращают в ректификационную колонну. Таким образом, эту фракцию конденсата циркулируют в замкнутом контуре, она не теряется и в результате многократного испарения и конденсации паров обеспечивается колонна необходимым количеством тепла для ректификации ПГС.

В средствах очистки смолы от механических примесей 23 перемешивают тяжелую фракцию смолы с бензином и смесь подвергают декантации и/или центрифугированию. Очищенную от механических примесей смесь при помощи насоса 36 по трубопроводу 35 через теплообменник 37 передают в среднюю часть ректификационной колонны 11. Здесь от смолы отгоняют бензин, средне-тяжелую фракцию смолы собирают в нижней части колонны, а пары бензина направляют в конденсатор 13 на повторную рециркуляцию.

Отделенные от смолы фусы при помощи насоса 34 по трубопроводу 33 направляют на стадию нагрева топлива. На этой стадии фусы подвергают повторной деструкции. Полученную при этом ПГС в смеси с ПГС полученной от термодеструкции топлива передают в отделение конденсации, а содержащиеся в них механические примеси смешиваются с коксозольным остатком, проводят аэрофонтанную топку и с золой выводят из процесса.

П р и м е р. На установку по переработке горючего сланца с твердым теплоносителем подают сланец-кукерсит: влажность Wp 12,4%, зольность АР42,0%, углекислота карбонатов (С0а)рк 20,0% и теплота сгорания 2600 ккал/кг в количестве 139 т/ч. В сушилке, в потоке дымовых газов сланец нагревают до 110°С и получают высушенный мелкозернистый сухой сланец в количестве 115 т/ч. В реакторе 1 его смешивают с 340 т/ч нагретого до 800°С зольного теплоносителя. В реакторе температуру смеси поддерживают 480°С и проводят термодеструк- горючей массы сланца. В результате этой операции получают 29,57 т/ч парогазовой смеси (ПГС) с температурой 480°С и 5 содержанием пыли 0.258 кг/м . В циклон-, ном сепараторе ПГС очищают от пыли цо содержания ееО,019 кг/м3. Очищенную ПГС с температурой 480°С и содержанием механических примесей (пыли) 0,019 кг/м на0 правляют в орошаемый смесью тяжелой и легкой фракции смолы скруббер-стояк 4 с содержанием тяжелой фракции смолы в смеси 80% и по орошаемому той же смесью барельету 6 передают в конденсатор тяже5 лой смолы 7. Расход смеси на орошение ПГС составляет 45 т/час. На выходе из конденсатора температуру ПГС поддерживают 250°С. В результате этих операций из ПГС выделяют 8 т/ч тяжелой фракции конденса0 та и в смеси с поданной на орошение 36 т/ч тяжелой фракции смолы ее передают в буферную емкость 9. При этом содержание механических примесей в тяжелой фракции смолы составляет 5,8%. Из буферной емко5 сти 9 36 т/ч тяжелой фракции смолы направляют на перемешивание с 9 т/ч легкой смолы и полученной смесью орошают ПГС. а 8 т/ч передают в средства очистки от механических примесей 23.

0Обогащенный парами легкой фракции

поток ПГС 30,57 т/ч с температурой 250°С из конденсатора тяжелой смолы 7 направляют в ректификационную колонну 11, в которую из средств очистки смолы от

5 механических примесей 23 поступает 13 т/ч очищенной смеси тяжелой смолы с бензином и 2 т/ч бензина на орошение колонны. С низа колонны отводится 9,8 т/ч средне-тяжелой фракции смолы с содержанием меха0 нических примесей 0,23%. Со средней части

колонны 4,1 т/ч легких фракций смолы с

содержанием механических примесей

0,02%, сверху колонны отводятся пары

22,67 кг/ч, состоящие из подсмольной во5 ды, бензина и газа полукоксования с температурой 110°С. После охлаждения паров до 30°С и конденсации бензина и подсмольной воды газ полукоксования передают потребителю, а смесь бензина и подсмольной во0 ды разделяют: 2 т/ч бензина направляют на орошение колонны, 8,0 т/ч бензина направляют на смешивание с тяжелой смолой в средствах очистки и 2,0 т/ч - потребителю. Полученный бензин и подсмольная вода

5 практически не содержат механических примесей.

Тяжелую смолу смешивают с бензином в соотношении 1:1. После очистки получают 13т очищенной смеси, которую направляют в колонну на отгонку бензина и 1,5 т фусов,

которые передают в реактор на повторную деструкцию.

Таким образом, в предложенном способе получают чистую, незагрязненную меха- ническимипримесями смолу.

Максимальное содержание механических примесей в тяжелой и средней фракции смолы не превышает 0,3%, в то время как по известному способу в неочищенной тяжелой смоле содержится до 8%, а во фракциях средней смолы - до 1% механических примесей. По известному способу необходимо очищать тяжелую и среднюю фракции смолы, а по предлагаемому - только тяжелую фракцию смолы. При этом объем очищаемой от механических примесей смолы по предложенному способу сокращается примерно в два раза. По предлагаемому способу выход смолы сохраняется таким образом, как в известном, т.е. 64,1% на органическую массу или 95,7% от выхода в алюминиевом реторте.

При этом упрощается переработка - не требуется создание специальных установок

воздух

для очистки смолы, снижается количество тепла, требуемое на очистку смолы. Формула изобретения Способ переработки высокозольного

топлива, включающий нагрев его с образованием парогазовой смеси, орошение парогазовой смеси конденсатом тяжелой смолы и охлаждение ее с выделением конденсата тяжелой смолы, ректификацию несконденсированной части парогазовой смеси с выделением средней и легкой смолы, отделение бензина, перемешивание конденсата тяжелой смолы с бензином и очистку отстоем полученной смеси от

механических примесей с отводом очищенной смеси и фусов, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения содержания механических примесей в тяжелой и средней смоле, орошение парогазовой смеси осуществляют смесью конденсатов тяжелой и легкой смолы и очищенную от механических примесей смесь тяжелой смолы с бензином возвращают на ректификацию.

лкгоз

Подсмольная Вода I