Способ термической перерабортки твердого топлива и установка для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК C10B49/16 

(Л

С

Сущность изобретения: топливо сушат и измельчают в молотковой мельнице 3. Нагревают до 600-650°С твердым теплоносителем в реакторе 5 с получением полукокса и парогазовой смеси. Нагревают полукокс до 850-900°С в топке 6. Отделяют нагретый полукокс от газовой фазы в циклоне 7. Затем неуловленный полукокс отделяют от газовой фазы в циклоно 8. В топку 6 дополнительно подают выделенный в циклоне 8 полукокс в количестве 10-30% и водяной пар в количестве 5-10% от вводимого в топку полукокса 2 с п ф-лы, 1 ил , 1 табл

Изобретение относится к способам термической переработки твердого топлива и установкам для его осуществления и может быть использовано в энергетической и химической отраслях промышленности.

Известен способ термической переработки твердого топлива, включающий сушку угля, предварительный нагрев его до 150°С и нагрев газообразным теплоносителем до 600-750°С с получением полукокса и парогазовой смеси.

Недостатком известного способа является то, что при термической переработке твердого топлива газообразным теплоносителем парогазовая смесь разбавляется дымовыми газами, что ведет к увеличению объема оборудования для системы конденсации жидких продуктов Полученный полукокс имеет низкую адсорбционную способность, так как при нагревании кускового топлива частицы прогреваются неравномерно, парогазовая смесь выделяется не из всего объема, поэтому пористость, которая характеризует адсорбционную способность полукокса, низкая и неоднородна

Наиболее близким техническим решением является способ термической обработки твердого топлива, включающий сушку топлива дымовыми газами, предварительный нагрев топлива до 250-350°С, нагрев его до 600-650°С твердым теплоносителем в реакторе с получением полукокса и парогазовой смеси, нагрев части полукокса до 850- 900°С в топке о режиме пневмотранспорта за счет частичного сжигания полукокса, отделение нагретого полукокса от газовой фа зы в первом ЦИКЛОНР и подача его в peaf тор в качестве теплоносителя на нагрев топлива, отделение неуловленного полукокс, от газовой фазы во втором циклоне возврат его в реактор и вывод полукокса из реактора.

xi

XI

со о

ГО 00

i

Известна установка для термической переработки твердого топлива, содержащая последовательно расположенные средства для сушки и измельчения топлива, циклон для отделения сушильного агента, реактор термического разложения твердого топлива с охладителем полукокса, топку, циклон для отделения твердого теплоносителя, который подключен к верхней части реактора, циклон для отделения неуловлен- ного полукокса, соединенного нижним выходом с реактором, а верхним выходом - с циклоном для отделения сушильного агента.

Недостатком известных способов и ус- тановки является то, что они не позволяют получать активированный полукокс, наряду с другими ценными продуктами. Полученный полукокс обладает низкой адсорбционной способностью.

Цель предлагаемого способа и установки для его осуществления - повышение качества полукокса за счет увеличения его адсорбционной способности.

Указанная цель достигается тем, что топливо сушат, нагревают до 600-650°С твердым теплоносителем в реакторе с получением полукокса и парогазовой смеси, нагревают полукокс до 850-900°С в топке в режиме пневмотранспорта, от-деляют на- гретый полукокс от газовой фазы в первом циклоне и подают его в реактор в качестве теплоносителя, отделяют неуловленный полукокс от газовой фазы во втором и третьем циклонах и охлаждают, а в топку допол- нительно вводят выделенный полукокс из второго циклона на рециркуляцию в количестве 10-30 мас.% и водяной пар в количестве 5-10 мас.% от вводимого в топку полукокса.

Для достижения поставленной цели установка содержит последовательно расположенные средства для сушки и измельчения топлива, циклон для отделения сушильного агента, реактор, термического разложения топлива, топку, циклон для отделения теплоносителя, подключенный к верхней части реактора, циклоны для отделения неуловленного полукокса, охлади- тель полукокса, причем топка в нижней части снабжена патрубком для подачи водяного пара и соединена с нижним выходом циклона для отделения неуловленного полукокса.

Предложенный способ предусматривает возможность совмещения в одном процессе производство активированного полукокса и высокоскоростной пиролиз углей, отличительной особенностью которого

является получение повышенного количества жидких продуктов.

Исследования показали, что сорбцион- ные свойства полукокса могут быть значительно улучшены при его последующей активации, которую проводят в топке при 850-900°С в среде водяного пэра и продуктов сгорания жидкого топлива. Для получения пылевидного сорбента время пребывания полукокса в топке-должно составлять 4-6 с. Высота существующей топки мала и не обеспечивает необходимого времени контакта полукокса с активной средой, Для повышения активности полукокса осуществляют дополнительную циркуляцию материала из топки через циклон снова в топку, а для вывода балансового количества активированного материала был установлен дополнительный циклон, соединенный с барабанным охладителем.

На чертеже представлена установка для термической переработки твердого топлива Установка включает в себя бункер 1 сырого угля, подключенный к топке 2 для получения сушильного агента и к молотковой мельнице 3. Циклон 4 для отделения сушильного агента соединен с молотковой мельницей 3 и с реактором 5 термического разложения, который сообщается с топкой бис циклоном 7 для отделения нагретого полукокса-теплоносителя. Топка 6 подключена своей верхней частью к циклону 7, ко- торый последовательно соединен с циклонами 8 и 9 для отделения неуловленного полукокса Циклон 8 своим нижним выходом соединен с топкой 6, снабженной патрубком для подачи водяного пара, циклон 9 подключён к охладителю 10 активного полукокса,

Способ осуществляется следующим образом.

Сырой уголь из бункера 1 смешивают с сушильным агентом, подаваемым из топки 2. Сушка происходит в молотковой мельнице 3 с одновременным размолом угля до фракций 200 мкм 35-45%, 100 мкм 60-70%. В циклоне 4 отделяют сухой уголь от сушильного агента и подают его в реактор 5 В реакторе 5 происходит высокоскоростное термическое разложение топлива за счет контакта его с циркулирующим твердым теплоносителем, в качестве которого используют нагретый в топке 6 полукокс. Температуру в реакторе поддерживают 600-650°С. В процессе термического разложения получают парогазовую смесь, состоящую из горючего газа и паров смолы. После предварительного обеспыливания в циклонах парогазовую смесь направляют с отделение газоочистки и смолоконденсации

Полукокс, полученный в реакторе 5, направляют в топку 6, в камере сгорания которой подают топочный мазут и воздух на его сжигание, а также водяной пар в количестве 5-10 мас.% от вводимого в топку полукокса. Количество тепла, выделяемого при сжигании мазута в камере сгорания топки 6, обеспечивает температуру газовзвеси, выходящей из топки б, на уровне 850-900°С. Водяной пар подают в топку 6 для активации полукокса при прохождении его в режиме пневмотранспорта.

Смесь продуктов сгорания мазута, водяного пара и полукокса, поднимаясь по топке 6, поступает в циклон 7 для отделения горячего полукокса и газовой фазы. Нагретый полукокс, выделившийся в циклоне 7, подают в качестве твердого теплоносителя для высокоскоростного пиролиза угля в реактор 5.

Полукокс,не уловленный в циклоне 7, вместе с газовой фазой подают последовательно в циклоны 8и 9. Полукокс, уловленный в циклоне 8, возвращают в топку 6 на рециркуляцию. Регулировка циклона 8 позволяет направлять в топку 6 10-30 мас.% полукокса. Активированный полукокс, уловленный в циклоне 9, выводят на охлаждение и склад готовой продукции.

Примеры осуществления способа.

В качестве исходного сырья используют бурый уголь Ирша-Бородинского месторождения со следующими характеристиками:

Влажность (на рабочую

массу), %25-38

Зольность (на сухую

массу), %9,0

Содержание летучих (на

горючую массу), %46,5

Содержание серы (на

горючую массу), %0,46

Гранулометрический состав:

средний размер частиц,

мкм0-500

В таблице представлены опытные данные при различных режимах термической переработки угля. В качестве экспресс-метода определения активности полукокса в процессе его получения использовалась методика по ГОСТу 6217-74 Определение адсорбционной активности по йоду. При испытаниях полукокса было отмечено, что активность его существенно зависит от условий его получения.

Как видно из таблицы (примеры 1-3 по предложенному способу), увеличение количества рециркули.рующего полукокса в топку при прочих равных условиях ведет к увеличению адсорбционной способности полукокса, но уменьшает его выход. В примере 5 представлены параметры и результаты при отсутствии рециркулята полукокса о топку. В примере 6 отсутствует подача в топку водяного пара. Как видно из примеров

5 и 6 адсорбционная способность - низкая. В известном способе (пример 7) адсорбционная способность полукокса составляет всего 20% (по йоду).

Увеличение количества подаваемого в

0 топку водяного пара более 10 мае. % ведет к дополнительному снижению времени пребывания материала в активной зоне топки. Как видно из приведенных данных, подача в топку рециркулята полукокса и во5 дяного пара позволяет заметно улучшить адсорбционную способность активированного полукокса, .по сравнению с адсор- Оционной способностью полукокс а полученного известным способом.

0Реализация этого процесса позволяет

получить наряду с жидкими и газообразными продуктами дешевый активированный полукокс, что существенно расширяет возможные области применения полукокса в

5 народном хозяйстве, и в частности использование его для очистки нефте- и маслосо- держащих стоков до норм сброса в любые водоемы, для очистки воды от железа, фенолов и др.

0

Формула изобретения

5 твердым теплоносителем в реакторе с получением полукокса и парогазовой смеси, подачу полукокса в топку и нагрев е-о до . 850-900°С в режиме пневмотранспорта, отделение нагретого полукокса от газовой фа0 зы в первом циклоне и подачу его в реактор в качестве теплоносителя, отделение неуловленного полукокса от газовой фазы во втором циклоне, отвод готового полукокса, отличающийся тем, что, с целью повыше5 ния качества полукокса за счет увеличения его адсорбционной способности, в топ к/дополнительно подают выделенный во втором циклоне полукокс в количестве 10-30 мас.% и водяной пар в количестве 5-10 мас.% от

0 вводимого в топку полукокса.

5 отделения сушильного агента, реактор термического разложения твердого топлива, топку, циклон для отделения твердого теплоносителя, подключенный к верхней части реактора, циклон для отделения неуловленного полукокса, отличающаяся тем,

что, с целью повышения качества полукокса за счет увеличения его адсорбционной способности, топка в нижней части снабжена

Производительность,т/ч

Расход полукокса из второго циклона в топку,

т/ч

мас.,% от вводимого в

в топку полукокса

Температура в топке,°С

Количество получаемого полукокса, т

Активность полукокса по йоду, Ј

Расход водяного пара в топку,

т/ч

мас.% от вводимого в

топку полукокса

Расход воздуха в топку,

нмэ/ч

Расход мазута в топку,

т/ч

Температура в реакторе,°С

QffjpoSomuHHbu сушильный агент

Актибиро

ионный

полукокс

патрубком для подачи водяного пара и соединена с нижним выходом циклона для отделения неуловленного полукокса.

.

100100

34- 20

7,715

510

43,843,8

2,22,2

600600

850850

3433

3733,1

100

34 20

100

43,8

2,2

600

34

23

43,8

2,2

600

850

38

20

-4

Мазу/я