Способ газификации пылевидного топлива Советский патент 1992 года по МПК C10J3/46 

Изобретение относится к энергетике, конкретнее к способам получения горючих газов из твердого (пылевидного) топлива.

Целью изобретения является увеличение степени коверсии топлива, чем обеспечивается возможность переработки углей с тугоплавкой золой в безшлаковочном режиме при достаточно высоких степенях конверсии.

Эксперименты проводились в газогенераторе, представляющем собой вертикальную трубу из нержавеющей стали, футерованную изнутри огнеупорной керамикой. Внутренний диаметр верхней части (зона газификации) 90 мм, в нижней части (зона горения) 120 мм. Между зонами имелся пережим диаметром 65 мм. Общая высота газогенератора 4,7 м

П р и м е р 1. Газификацию проводили по известному способу. В качестве сырья использовали канско-ачинский бурый уголь с размером частиц не более 0,2 мм с влажностью 4,7%, содержанием золы 5,2% и теплотой сгорания 26,5 МДж/мг

В зону горения подавали воздух, подогретый до 350°С, в количестве 28 Нм3/ч Количество угля, подаваемое в эту зону го- ренил, регулировалось так, чтобы температура в этой зоне составляла 1700 ±50°С Остальной уголь вводился в зону газификации, выше пережима так, что общее количество подаваемого топлива составляло 5,8 кг/ч.

При этих условиях степень конверсии топлива составляет около 90%, однако после трех часов работы в верхней зоне газогенератора образовалась шлаковая корка, которая практически перекрыла отверстие для выхода газа.

П р и м е р 2. Процесс осуществляли при тех же условиях, что и в примере 1, но в зону сжигания подавали дополнительно водяной пар с температурой 350°С в количестве,

V

СЛ

со со

беспечивающем поддержание температуы в этой зоне 950 ± 50°С,

В этом случае шлакования газогенераора не наблюдалось, однако степень конерсии пылевидного топлива не превышала 5%.

Дальнейшие опыты проводились на том е оборудовании, но в нижнюю часть газогенератора ззсыпал и различные материаы, которые в процессе работы подвергались псевдоожижению. Воздух, пар и весь уголь вводили через дно газогенератора, Вся зола выводилась вместе с газами и отделялась от них в системе циклонов.

Пример 3. В аппарат был засыпан мартеновский шлак. Использовалась фракция от 0,5 до 2,0 мм, высота засыпки шлака по отношению к ее диаметру была равна 1,2. Расход реагентов тот же, что и в опыте 2.

П р и м е р 4. Параметры те же, что и в опыте 3, но мартеновский шлак предварительно смешивали с 2%-ным водным раствором ацетата железа, количество раствора обеспечивало заданное содержание железа в ацетате (0,4%) по отношению к весу шлака. Затем вода упаривалась и полученный материал загружался в газогенератор. В этом случае при сравнительно низкой температуре (1000°С), обеспечивающей работу без шлакования, достигнута недостаточная степень конверсии.

П р и м е р 5. При прочих одинаковых параметрах были увеличены концентрация ацетата железа в шлаке до 0,5% и расход пара на 1,8 кг/ч, что привело к снижению максимальной температуры в га зогенерато- ре до 920°С. Степень конверсии топлива составила лишь 76%, что делает данный ре жим не приемлемым.

П р и м е р 6. Концентрация ацетата железа аналогична примеру 5, но расход пара и угля подобран так, что температура повысилась до 1000°С. Благодаря этому повысилась степень конверсии топлива до 93%.

П р и м е р 7. Процесс был реализован при концентрации ацетата железа 5,6% и расходах компонентов, обеспечивающих температуру в нижней части газогенератора около 900°С. Даже при этой температуре степень конверсии топлива остается такой же, что по известному способу.

П р и м е р 8. Расходы компонентов обеспечиваюттемпературу 800°С, а концентрация ацетата железа увеличена до 8%, Результаты удовлетворительные. Степень

конверсии осталась достаточно высокой, так как снижение температуры компенсировано увеличением концентрации катализатора.

П р и м е р 9. Расход компонентов такой

же, как и по примеру 8. Концентрация ацетата железа увеличена до 8,6%. Однако это не привело к увеличению степени конверсии, следовательно, увеличение этой концентрации сверх 8% не целесообразно.

П р и м е р 10. Концентрация ацетата железа 8,8%. Расход газифицирующего агента обеспечивает температуру 780°С. Степень конверсии снизилась до 79%. Результаты представлены в таблице.

Выход за указанную в формуле концентрацию ацетата железа по нижнему пределу не обеспечивает необходимую степень конверсии (пример 4), а по верхнему пределу - не целесообразен, так как увеличение концентрации свыше 8,0% уже не дает положительного эффекта (примеры 9 и 10). Внутри заявленного диапазона меньшие концентрации обеспечивают положительный эффект на верхнем температурном пределе

(0,5%-ЮОО°С), а большие концентрации работают при низких температурах (8,0%- 800°С).

Таким образом, предлагаемый способ газификации обеспечивает протекание гэзификации в режиме без шлакования при 800-1000°С и с приемлемой степенью конверсии топлива.

Формула изобретения Способ газификации пылевидного топлива, включающий неполное сжигание части Топлива в камере сгорания, подачу образующегося газа в качестве газифицирующего агента и оставшейся части топлива в генератор снизу вверх на газификацию, о т - личающийся тем, Мто, с целью увеличения степени конверсии топлива, газификацию ведут в присутствии мартеновского шлака с нанесенным На его поверхность ацетатом железа в количестве 0,5-8,0% в расчете на металлическое железо по отношению к весу шлака, шпак помещают в нижнюю часть генератора и псевдоожижают газифицирующим агентом.

Использование изобретение относится к энергетике, конкретно к способам получения горючих газов из твердого (пылевидного) топлива Сущность изобретения газификацию ведут в присутствии мартеновского шлака с нанесенным на его поверхность ацетатом железа в количестве 0,5-8 0% в расчете на металлическое железо по отношению к весу шлака Шлак помещают в нижнюю часть генератора и псевдоожижи- вают газифицирующим агентом. В качестве газифицирующего агента используют газ, образующийся при предварительном неполном сжигании топлива в камере сгорания 1 табл.