Устройство для получения активного угля из твердых топлив Советский патент 1992 года по МПК C01B31/08 C10J3/00 

Изобретение относится к области комплексной переработки твердых топлив и может быть использовано для их газификации с активацией твердого остатка в энергетической и химической промышленности.

Известен реактор для газификации уг- леродсодержащих топлив под давлением, содержащий вертикальный корпусе коническим днищем, снабженный вертикальным каналом для подачи газифицирующего газообразного агента, узлом ввода исходного топлива и узлом вывода твердого остатка и пылеотделитель, соединенный с корпусом и снабженный трубопроводом возврата частиц активируемого угля в корпус.

Недостатком данного устройства является разбавление продуктами сгорания газообразных продуктов газификации, что ухудшает их качество, так как оба процесса - газификация и сжигание части топлива для компенсации эндотермического процесса осуществляются в одном объеме.

Другим недостатком данного устройства является также то, что газопаровые продукты пиролиза исходного топлива, в частности, водород, постоянно находятся в непосредственном контакте с полукоксом, частично им адсорбируются, тормозят скорость реагирования углерода с водяным паром и тем самым отрицательно влияют на качество получаемого активного усля.

Недостатком данного устройства является также неоднородность качества получаемого активного угля при непрерывной работе устройства или резкое уменьшение производительности при цикличной работе.

Наиболее близким к заявляемому устройству является аппарат для активации угля, состоящий из футерованного огнеупорным материалом корпуса цилиндрической формы, с помещенной в нижней части его распределительной решеткой, патрубком для подачи активирующей смеси

СО

с

vj Ч

кэ о

00

ел

состоящей из продуктов сгорания бытового газа, расположенным под решеткой, узлом ввода исходного топлива и узлом вывода твердого остатка и пылеотделителя. соединенного с корпусом и снабженного трубой возврата активируемого угля в корпус.

Недостатком данного устройства является то, что окислительная газификация исходного топлива и активация образующегося полукокса происходят в одном объеме, отрицательно влияя друг на друга и на качество получаемых газообразных продуктов и активного угля. Недостатком является также то, что избыточное давление в рабочем объеме препятствует свободному перемещению уловленных в пылеотделителе частиц через трубу возврата в рабочий объем, что приводит к более интенсивному уносу мелких, наиболее проактивированных частиц и, как следствие, к ухудшению качества конечной продукции - активного угля.

Целью изобретения является повышение качества активного угля и получение синтез-газа.

П. 1. Поставленная цель достигается тем, что устройство для получения активного угля из твердых топлив снабжено камерой окислительной газификации, расположенной снаружи камеры активации со средствами для подачи топлива и газифицирующего агента и газораспределительной решеткой, циклоном, подсоединенным входным патрубком к камере окислительной газификации и нижним выходным патрубком к камере активации, расположенной в камере активации вертикальной трубой с эжектором, подсоединенным на входе к средству для подачи па рай трубе для отвода пыли из пылеотделителя, причем нижний торец вертикальной трубы расположен на расстоянии не более 5-ти диаметров трубы от нижнего сечения конического днища.

П. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера газификации снабжена средством для ввода катализатора.

Предложенное устройство (см. чертеж) содержит вертикальную камеру активации 1 с коническим днищем 2, заканчивающимся в нижней части узлом вывода активного угля

3,пылеотделитель 4, соединенный с камерой активации входом и трубой 5 для отвода пыли Камера активации 1 снабжена средством Для подачи пара - вертикальной трубой б с эжектором 7, подсоединенным также к трубе 5 для отвода пыли из пылеотделителя

4,Снаружи вертикальная камера активации 1 снабжена камерой окислительной газификации 8, образуя с камерой активации кольцевое отделение с патрубками для подачи топлива 9 и воздуха 10, и патрубками для

ввода 11 и вывода 12 катализатора. Камера окислительной газификации снабжена газораспределительной решеткой 13, расположенной в нижней ее части. Верхняя часть

камеры окислительной газификации соединена с пылеотделителем 14, который через бункер 15 с затвором 16 соединен с внутренним объемом вертикальной камеры активации 1.

0 Устройство работает следующим образом.

Размельченное пылевидное топливо, например, уголь и горячий воздух подают через соответствующие патрубки 9 и 10 в

5 камеру окислительной газификации 8. Часть исходного топлива ( 20%) сгорает в нижней части камеры в режиме кипящего слоя, а основная масса топлива, двигаясь в восходящем потоке газовзвеси, нагревается, вы0 деляет летучие вещества и частично карбонизуется.

В камеру окислительной газификации 8 загружается также через патрубок 11 катализатор, который предварительно нагрева5 ется до температуры 300-400°С. Затем через патрубки 9 и 10 подают соответственно пылевидное топливо и воздух на псевдоожижение. Через 10-15 минут в слое устанавливается рабочая температура. Дви0 гаясь в восходящем потоке сквозь слой катализатора, топливо нагревается и выделяет летучие вещества, сгорание которых на поверхности катализатора приводит к го разогреву. Вследствие интенсивного

5 перемешивания, свойственного псевдоожи- женному слою, нагретые частицы катализатора перемещаются в нижнюю часть слоя, где отдают свое тепло свежим порциям угля. Избыток тепла, образующегося при сгорап нии летучих продуктов пиролиза, используется на покрытие эндотермики процесса газификации в камере активации 1. Образовавшийся в камере горячий полукокс, отде- лившись от газопарового потока в

g пылеотделителе 14, собирается в бункере1 15, а газопаровой поток, содержащий продукты горения и пиролиза, выводится из устройства для утилизации его теплового потенциала.

После накопления в бункере определенной порции полукокса, открывают затвор 16 и эта порция поступает во внутренний объем камеры активации 1, куда одновременно через вертикальную трубу 6

подают водяной пар (или другой активирующий газообразный агент). Так как выходное отверстие вертикальной трубы 6 находится на расстоянии, не превышающем 5-ти ее калибров от нижнего сечения днища, а выход газообразных продуктов из камеры ак0

тивации 1 возможен только через пылеотде- литель 4, размещенный в ее верхней части, то струя пара дробится, разворачивается и обратным потоком переводит находящийся в объеме корпуса полукокс в состояние фонтанирующего взвешенного слоя, в котором интенсивно осуществляются процессы активации.

Газообразные продукты активации вместе с уносом мелких частиц поступают в циклон 4, где происходит их разделение, после чего газообразные продукты выводятся из устройства, а уловленные частицы через трубу для отвода пыли посредством эжектора 7 возвращаются в поток пара в вертикальной трубе 6 и далее в обьем камеры активации 1 для повторной активации.

После истечения заданного времени обработки порции материала открывают за- твор узла вывода активированного угля 3 и опорожняют аппарат, Затем вновь открывают затвор 16 бункера 15 и цикл повторяется.

Формула изобретения Т. Устройство для получения активного угля из твердых топлив, содержащее вертикальную камеру активации с коническим днищем, пылеотделитель, соединенный с камерой активации входом и трубой для отвода пыли, средства для подачи пара и вывода активного угля, отличающееся тем, что, с целью повышения качества угля и получения синтез-газа, оно снабжено камерой окислительной газификации, расположенной снаружи камеры активации со

средствами для подачи топлива и газифицирующего агента и газораспределительной решеткой, циклоном, подсоединенным входным патрубком к камере окислительной газификации и нижним выходным патрубком к камере активации, расположенной в камере активации вертикальной трубой с эжектором, подсоединенным на входе к средству для подачи пара и трубе для отвода пыли из пылеотделителя, причем нижний

торец вертикальной трубы расположен на расстоянии не более 5 диаметров от нижнего сечения конического днища.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что камера окислительной газификацйи снабжена средством для ввода катализатора.

Сущность изобретения: устройство содержит вертикальную камеру активации с коническим днищем, пылеотделитель, трубу для отвода пыли, средства для подачи пара и вывода активного угля, камеру окислительной газификации, средства для подачи топлива и газифицирующего агента, газораспределительную решетку, циклон, вертикальную трубу с эжектором. Нижний торец вертикальной .трубы расположен на расстоянии не более 5 диаметров от нижнего сечения конического днища, Камера окислительной газификации снабжена средством для ввода катализатора. 1 э.п. ф-лы, 1 ил.

т