СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ Советский патент 1970 года по МПК B01D57/00 F02C7/00 

Известен способ получения электроэнергии на тепловых электростанциях с использованием высокосернистых котельных топлив, содержащих соединения ванадия и другие зольные соединения, путем окислительной газификации топлива воздухом под давлением с последующей очисткой продуктов газификации от сероводорода и других сернистых соединений и золы с попутным получением серы или серной кислоты.

С целью устранения загрязнения атмосферы сернистым ангидридом и ванадиевой коррозии оборудования, предлагается подвергать топливо внутрицикловой газификации в реакторе под максимальным давлением воздуха в энергетическом цикле с последующим охлаждением продуктов газификации частью рабочего тела энергетической установки и дожиганием очищенного газа в камерах сгорания установки.

Сущность способа заключается в том, что продукты сгорания мазута (или угля) не очищают, а сера и зольные элементы удаляются на некоторой промежуточной стадии, предществующей процессу сжигания топлива.

Исходное топливо подается в реактор 1, куда поступает компремированный воздух. Давление воздуха либо равно максимально.лху давлению энергетического цикла, либо меньше его, что определяется структурой энергетической установки. Количество подаваемого в реактор воздуха составляет лишь часть воздуха, теоретически необходимого для полного сжигания данного вида топлива (25-35%).

В реакторе происходит окислительная безостаточная газификация топлива с образованием в основном окиси углерода и водорода. За счет экзотермических реакций температура процесса достигает 1000-1300°С.

Режим работы реактора подобран так (это определяется количеством подаваемого воздуха), что сера, содерлсащаяся в тонливе, переходит в основном в сероводород, а легкоплавкая пятиокись ванадия образоваться не может, так как при наличии восстановительной среды - окиси углерода и водорода и температуре 1000-1300°С она легко восстанавливается до одного из своих низших окислов VaOa, который либо присутствует в газе в виде мелкодисперсной пыли, либо сорбирован на сажистых частицах.

ляющйМся в дальнейшем частью рабочего тела энергетической установки. Охлаждающим агентом может быть либо вода, причем поглощаемое тепло идет на генерацию пара, либо сжатый воздух в газотурбинных установках.

Охлажденные продукты газификации подаются в аппарат 3 для очистки газов от сажи и золы. Температура газов, входящих в аппарат 3, зависит от выбранного способа очистки от сероводорода.

Наиболее выгодные способы очистки газа от сероводорода под давлением - мокрые, при которых температура входящих газов не должна превышать 100-150°С. При этом очистка газа от сажи и золы происходит при той же температуре. Очищенный газ поступает в аппарат 4 для сорбции сероводорода. Здесь продукты газификации контактируют с сорбирующим агентом, после чего насыщенный сероводородом сорбирующий агент идет на регенерацию, а очищенные от серы, сажи и золы продукты газификации попадают в камеру сгорания 5, куда подается вторичный воздух.

Получающиеся продукты сгорания используются в качестве рабочего тела в энергетической установке. Степень очистки газа от сажи и золы с применением промывающих агентов может быть более 98-99%, что вполне обеспечивает нормальную работу турбин и котлов.

Степень очистки газа от примесей сероводорода в аппаратах под давлением превышает

98-99%.

Предлагаемый способ может быть применен принципиально на любой тепловой электростанции. Его применение экономически выгодно в энергетических установках, где топливо сгорает при высоком давлении, а следовательно, можно осуществить газификацию и очистку продуктов газификации также при высоком давлении, и имеется рабочее тело, способное снять физическое тепло продуктов газификации.

Рассмотрим теперь, как описанный способ используется в схеме паро-газового цикла.

Атмосферный воздух сжимается компрессором 1 (см. фиг. 2) и часть его подается в реактор 2, куда поступает исходное топливо. Полученный газ проходит котел-утилизатор 4, генерируя пар, подвергается очистке от серы, сажи и золы в аппарате 5 и подается в высоконапорный парогенератор 6, куда поступает и сжатый воздух.

Продукты сгорания очищенного газа охлаждаются в трубных пучках парогенератора, генерируя и перегревая пар, проходят через газовую турбину 7, приводящую в движение компрессор 1 и генератор, и через регенератор 8 выорасываются в атмосферу. Перегретый пар проходит через паровую

турбину 9 и сбрасывается в конденсатор Ю, охлаждаемый оборотной водой.

Из приведенного выше следует, что предлагаемый способ экономически выгодно использовать на тепловых электростанциях, где топЛИБО сжигается под давлением.

Преимущество способа заключается в том, что: не нужно сооружать дополнительных аппаратов по очистке топлив на нефтеперерабатывающих заводах; установка может работать на широкой гамме топлив; очистка охлажденных продуктов газификации от сажи и золы под давлением гораздо дешевле очистки дымовых газов от золы на паросиловых электростанциях; в установке полностью утилизируется физическое тепло продуктов газификации; очистка продуктов газификации от сероводорода под давлением хорошо освоена и несравненно выгоднее очистки дымовых газов от сернистого ангидрида.

Предмет изобретения

Способ получения электроэнергии на тепловых электростанциях с использованием высосернистых котельных топлив, содержащих соединения ванадия и другие зольные соединения, путем окислительной газификации топлива воздухом под давлением с последующей очисткой продуктов газификации от сероводорода и других сернистых соединений и золы с

попутным получением серы или серной кислоты, отличающийся тем, что, с целью устранения загрязнения атмосферы сернистым ангидридом и ванадиевой коррозии оборудования, топливо подвергают внутрицикловой газификации в реакторе под максимальным давлением в энергетическом цикле с последующим охлаждением продуктов газификации частью рабочего тела энергетической установки и дожиганием очищенного газа в камерах сгорания энергетической установки.

очищенного газа Перегре тыи пар