Способ термообработки пылевидного твердого топлива и установка для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК C10B49/12 

канско-ачинского УГЛЯ, зольность которого 9,6 %, Из бункера угольную пыль {110°С) равномерно подают в камеру первой стадии нагрева угля, нагрев которого до 640°С в камере происходит за счет тепла передаваемого углю от смешанного теплоносителя смеси парогазовых продуктов с частью коксика, практически не содержащей свободного кислорода, при этом происходит и первая главная стадия термообработки (пиролиза) угля, при которой из органического вещества угля образуются жидкие, газообразные и твердые продукты. Как показали наши исследования при снижении возможного перегрева мелких частиц угля выход летучих веществ при высокоскоростном пиролизе увеличивается, также растет в данном способе выход жидких продуктов смолы. При 640°С.для взятого нами в примере месторождения бурого угля выход смолы и газового бензина составляет 162 кг вместо 120130 кг, получаемых при обработке угля в тех же условиях (640°С) существующим способом с газовым теплоносителем. Это происходит потому, что тепература теплоносителя снижается с 1200°до 980°С. Одновременно нагрев Происходит быстрее и за счет увеличения концентрации твердых частиц в газовэвеси.

Уголь, поступающий на вторую стадию нагрева, при в40°С смешивают с горячими дымовьлми газами, поступающими с температурой 1200с в количестве 0,25 м на 1 кг циркулирующего коксика. Коксик при этом нагревается до 750 С, а дымовые газы охлаждаются до 7бОс.

Из коксика дополнительно вьвделяются остаточные летучие - в основном продукты СНд и Н, в количестве 15 м на 1 т угля, а также около одного % пирогенетической воды.

При помощи одной горелки теплоногситель нагревают до , а другой до 980 С. При этом в связи с малым временем пребывания газа {доли секунды) при 870-950с газификации углерода практически не происходит, что снижает расход тепла на процесс и слдовательно разбавление газа.

Таким образом, в предлагаемом способе и установке выход парогазовых продуктов увеличивае1 ся на 25-35% в зависимости от крупности частиц угля.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема установки, осуществлягацей способ.

Установка для термообработки пылевидного твердого топлива состоит из вихревой камеры 1 первой стадии нагрева, на которой сверху установлен бункер.. 2 сухого подогретого топлива, поступающего в камеру 1 через дозатор 3. Камера 1 последовательно соединена с вихревой камерой 4 второй стадии нагрева, снабженной газовой горелкой 5, которая подает в камеру 4 газовый теплоноситель. Топливо в камеру 4 поступает из камеры 1 через дозатор 6. В нижней части камеры 4 установлен патрубок 7 с дозатором 8, через которые отводится часть твердого целевого продукта - коксика.

Камеры 1 и 4 соединены между собой циркуляционньм трубопроводом 9, по которому из камеры 4 в камеру 1 поступает смесь нагретого коксика с газовым теплоносителем. ,

Вхол трубопровода в вихревую камеру 1 осуществлен тангенциально. Циркуляционный трубопровод 9 снабжен газовыми горелками 10 и 11, обеспечивающими поступление в него горящего газа и создающими напор для движения газовзвеси в камеру 1. Вывод целевых продуктов в виде газопаровой смеси осуществляется из камеры 1 первой стадии нагрева посредством патрубка 12.

Способ термообработки пылевидного твердого топлива осуществляется в установке в следуквдей последовательности.

Измельченное, сухое подогретое топливо из бункера 2 через дозатор 3 поступает в камеру 1 первой стадии нагрева, в которой тангенциально по циркуляционному трубопроводу 9 из камеры 4 второй стадии нагрева поступает смесь нагретого коксика и газового теплоносителя. Частицы топлива, подхваченные закрученным потоком циркуляционной смеси, под действием центробежных сил отбрасываются из центральной части камеры 1 к ее стенкам, пересекая при этом смесь газового и твердого теплоносителей и нагреваясь с высоким коэффициентом теплообмена. При этом скорость нагрева частиц топлива существенно зависит также от их крупности.

Частицы топли, успевают прогреться до заданной температуры и прореагировать. Газопаровые продукты, образукйциеся при нагреве твердого топлива, выводятся из камеры 1 посредством патрубка 12,.тл направляются на очистку и конденсацию. Более крупные частицы угля, не успевающие полностью прореагировать в камере 1, отбрасыВсцотся к ее стенкам и вместе с частицами циркулирующего коксика поступают для догрева через дозатор в камеру 4 второй стадии нагрева. Здесь все частицы топлива попадают в закрученный вихревой поток газового теплоносителя, имеющего температуру выше , который подается из газовой горелки 5, установленной тангенциально к камере 4 и, догреваясь, заканчивают процесс перехода в коксик заданного (по летучим веществам) состава. Часть газа, получаемого на

установке сжигается в горелке 5 в смеси с подогретым или холодным воздухом.

Целевой продукт - коксик непрерывно отводится из камеры 4 через патрубок 7 и дозатор 8 для охлаждения или непосредственно потребителю. Циркулирующая в качестве теплоносителя часть твердых частиц и вся газопаровая смесь поступает по трубопроводу 9 в камеру 1 первой стадии, где они (газ и твёрдые частицы) являются смешанным теплоносителем, нагревающим частицы поступающего в установку угля.

Концентрация твердых частиц в циркулирующем смешанном теплоносителе, определяющая в значительной мере перепад температур между углем и теплоносителем, может регулироваться, положением дозатора. Это позволяет изменять состав и количество целевых продуктов - коксика и газопаровой смеси увеличивая в частности выход ценньис продуктов.

В случае необходимости повышения температуры в камере 1 первой стадии нагрева, в циркуляционный трубопро:вод 9. Вдувают требующееся количество горящего газа из горелки 10, в которой сжигают часть горючих газов, полученных в- установке. Частицы коксика улавливаемые из парогазовой смеси, отбираемой через патрубок 12,возвраицаются в установку.

Предлагаемый способ .позволяет увеличить выход жидких продуктов, а также изменять выход и качество газа.

Формула изобретения Способ термообработки пылевидного твердого топлива, например угля, включающий двухстадийный нагрев его газовым теплоносителем в вихревой камере, отвод парогазовой смеси с первой стадии нагрева, отвод парогазовой смеси со второй стгщии нагрева в первую и отбор готового коксика со второй стадии, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода парогазовых продуктов, со второй стадии нагрева отводят смесь парогазовых продуктов с частью коксика, которую перед вводом в первую стадию дополнительно нагревают.

2. Установка для осуществления способа по п. 1, содержащая вихревую камеру первой стадии нагрева со средствами ввода обрабатываемого материала и отвода парогазовых продуктов, подсоединенную к ней вихревую камеру второй стгщии нагрева со средстваьми ввода теплоносителя и отвода готового продукта и подсоединенный к вихревым камерам циркуляционный трубопровод, отличающаяся тем, что циркуляционный трубопровод снабжен горелками.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1 Авторское свидетельство СССР № 372244, кл. С 10 В 3/00, 16.01.69.

Парогазовые продукты и унос ноксика

Коксм