Способ газификации твердого углеродсодержащего топлива Советский патент 1981 года по МПК C10J3/18 

(54) СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО УГЛЕРОД1

Изобретение относится к области термической переработки топлива, а . именно к способам газификации твердого углеродосодержаадего топлива, и может быть использовано в энергетической, топливной и химической промышленности.

Известен способ газификации твердого углеродосодержащего топлива в плазменной струе аргона и водяного пара. Однако он не получил промышлён.ного развития из-за балластирования продуктов реакции аргоном, углекислотой, а также из-за большого расхода электроэнергии, составляюмего 1,352,5 КВТ.ч на синтез - газа 1.

Указанные недостатки в значительной степени устранены в способе газификации углеродсодержащего топлива путем его термообработки плазменной струей газифицирующего агента, в качестве которого используют водяной пар 12J.

Недостатком известного способа являются: импульсный характер генерирования плазменной струи .водяного пара, что приводит к проскоку до 90% непрореагировавших компонентов, а так же высокий уровень энергозатрат., СО ДЕРЖАЩЕГО ТОПЛИВА

Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат.

Поставленная цель достигается в способе газификации твердого углеродсодержащего топлива путем его термообработки плазменной струей газифицирующего агента, в качестве которого .используют смесь водяного пара и кислорода при следующем соотношении

10 компонентов на углеродную массу угля, вес.%:

Водяной пар15-45

Кислород55-85

Отличие П1 едложенного способа за15ключается в тети, что в качестве газифицирующего агента используют смесь водяного пара и кислорода при следующем содержании компонентов на углеродную массу угля, вес.%:

Водяной пар 15-45

20 Кислород55-85

Из уравнений газификации углеродной массы угля

С + 1/2 26,4 ккал/моль (1) 25 с. + + HI - 31,4 ккал/моль (2 определяется расход окислителей и О,, когда экзо - и зндотермика реакций будут равны. Этому условию отвечает следукяцее соотнош.ение: 45% 30 углеродной массы окисляется до СО водяным паром и 55% - кислородом. При повышении содержания килорода в смеси окислителя и соответственно уменьшения концентрации аодяного паPfi повышается энергетический КПД про цесса. Поэтому вторым пределом расхода парокислородМого дутья при плаз менной газификации угля являются: 1% углеродной массы угля окисляется до СО водяным паром и 85% - кислородом. На чертеже представлена схема установки для осуществления способа Установка включает плазмотрон 1, генерирующий плазменную струю парокислородной смеси, источник 2 электр питания, реактор 3 и циклон 4. Осуществляют способ следующим образом. Смесь водяного пара и кислорода подают в плазмотрон 1 и с помощью ис точника 2 возбуждают электродуговой разряд, стабилизиройанный парокислородным дутьем. Образованный в плазмо троне 1 плазменный потЬк окислителя направляют в реактор 3, куда одновре менно подают подсушенное пылевидное твердое топливо. В реакторе при сред ней температуре 1100 -1700 0 протекаю реакции газификации углерода топлива Продукты газификации направляют в циклон 4, где удаляется зола, а газо образные продукты, состоящие из синтез - газа с примесью сероводорода и азота топлива, направляются на дальнейшую переработку. При таком способе газификации органический кислород переходит в СО и в продуктах газификации при указанных температурах процесса отсутствует пирогенетическая вода, углекислый газ и другие примеси. Пример. Состав сухой массы ирша бородинского угля (вес.%): с-65,07; ,55; ,20; ы:-0,91; ,27; А -9,00; Qg 6130 ккал/кг; QJ 5880 ккал/кг. Температура процесса 1200с. В таблице представлены сравнительные данные по расходу окислителя/ удельному расходу угЛя, кислорода, водяного пара, электроэнергии и КПД. Из таблицы видно, что процесс плаз менной газификации твердого углерод.1содёржащего топлива в окислителе, состоящего из смеси водяного пара и кислорода, имеет- лучшие показатели перед процессом, где используется только водяной napf а именно: при Использовании окислителя, состоящего из смеси и удельные расходы электроэнергии на 1 нм синтез - га- за составляют в 2-7 раз меньше, чем в прототипе. Унергетический КПД процесса также выше на 10,5-20/2% по сравнению с прототипом.

Показатели этого процесса окислителем беэ учета

Формула изобретения Способ газификации твердого углеро:дсодержащего топлива путем его термообработки плазменной струей газифицирующего агента/ отличающийся тем, что/ с целью снижения уДельиых энергозатрат/ в качестве газифицирующего, агента используют смесь водяного пара и кислорода при следующем ;содержании компонентов на углеродную массу, вес.%;

55 водяной пар

15-45 55-85 Кислород

Источники информации, ,принятые во внимание при экспертизе 60 Л.С.Полак и др. Пиролиз горю|Чих сланцев в плазменной струе. Химия высоких энергий , т.8,, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2194058/26.,кл.В 01 , 27.11.75 (прототип). отнрсятся к прореагировавшему углю с проскока компонентов