Способ термической переработки твердого топлива Советский патент 1981 года по МПК C10J3/18 

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ Изобретение относится к энергетической, . топливой н химической промышленности, а именно к способам термической переработки твердого топлива путем его газификации. Известен способ термической переработки твердого углеродродержащего топлива, включёцощий его газификацию в плазменной струе аргона и-водяного пара Недостатки известного способа заключаются в том, что полученный га содержит значительное количество аргона и углекислоты и, кроме того, указанный способ требует большого рас хода электрознергии. Указанные недостатки частично устранены в способе термической пере работки твердого топлива, включгиощем его газификацию в присутствии окислителя в зоне электрического разряда 2. Недостатком данного способа является импульсный характер генерироваиия плазменной струи водяного пара, что приводит к проскоку непрореагировавших компонентов, т.е. снижается производительность. Наиболее близким техническим реше нием из известных является способ те ТВЕРДОГО ТОПЛИВА мической переработки твердого топлива, включги и4ий его газификацию в присутствии окислителя в зоне злектрического разряда, стабилизированного водой 31.. Главньв и недостатками данного способа являются низкая производительность процесса на единицу затрачиваемой электрической энергий, вследствие подачи воды в зону электрического разряда,, приводящее к тому, что количе- . ство эле1(:троэнергии, используемое для химических превращений обрабатываемого сырья, не превьоиает 5% от всей электроэнергии, подведенной к разряду. Кроме того, удельный выход синтез - газа на единицу затраченной мощности весьма мал и не превышает , 0,2 HMVKBT ч. Цель изобретения - интенсификация процесса и повыиение выхода газообразных .продуктов. Поставленная цель достигается в способе термической переработки твердого топлива, включающем прбдвари ельное смешение топлива с окислителем и газификацию смеси топлива с окислителем путем подачи ее вдоль оси электрического разряда. .,

Отличие способа заключается в том, то твердое топливо предварительно мешивают с газообразным окислителем, апример с водяным паром, и подают доль оси электр ческогЬ разряда. При том отсутствуют энергозатраты на исарение окислителя, пароугольная месь экранирует стенки реактора от излучения плазмы, а также одновремено растягивает разряд вдоль направления подачи реагентов, отжимая его от стенок реактора. Все это приводит к увеличению дОли электроэнергии, превращаемой в химическую энергию полуаемого синтез - газа, увеличивает выход синтез - газа на единицу затрачиваемой электроэнергии, а также позволяет реализовать процесс при больших длинах электродугового разряда, т.е. в аппаратах большой единичной мощности.

На чертеже представлена схема установки для осуществления способа.

Установка содержит бункер 1 угля, смеситель 2, разрядную камеру 3, ис- точник 4 электропитания и циклон 5,

Способ осуществляют следующим образом. Угольную пыль из бункера 1 и перегретый водяной пар подают в смеситель 2и смешивают друг с другом. Пароугольную смесь подают в зону горения стабилизированного электродугового разряда постоянного тока в камере 3, питаемого от источника 4, причем направление подачи выбирают таким, чтобы вектор скорости указанной смеси имел составляющую, параллельную оси разряда. В разрядной камере при среднемассовой температуре 1200-1700 в условиях электрокаталитического воздействия электронной и ионной составляющей тока разряда эффективно протекает реакция газификации углерода угля с образов:анием окиси углерода и водорода. При указанной температуре продукты реакции поступают в циклон 5, где из них выделяется твердая фазазола, а газообразная смесь СО и HQ направляется на дальнейшую переработку.

Пример. Сухой ирша - бородинский уголь состава (вес.%): С - 65,07; Н - 4,55; ,2; ,91; S 0,27; ,00 с Q 6130 ккал/кг и Оц - 5880 ккал/кг в количестве 21,6 кг/час смешивают с водяным паром температурой 500с в количестве 16.18 кг/час и подают вдоль оси электрического разряда плазмотрона постоянного тока мощностью 50 кВт. При этом получено синтез - газа состава (об,%) СО - 46,7; Hj - 53,3; следы и N о. В циклоне уловлено золы 2,01 кг/час.

В таблице представлены результаты опытов при температуре 1200с.

Эффективроцесс

Выход синность превтез - газа, ращения

им V КВТ.4 электроэнергии вхимическую энергию синтезгаза, %

0,2

Прототип

Из таблицы видно, что предложенный способ термической переработки твердого топлива с газификацией пароугольной смеси в электрическом разряде с по указанной смеси вдоль оси разряда имеет лучшие показатели перед процес..сом. Где электрический разряд подается вода и уголь, а именно: эффективнбсть превращения электроэнергии в химическую энергию синтез - газа в 13,6 раза выше, а выход синтез - газа на затрачиваемый киловатчас больше в 5 раз.

Формула изобретения

Способ термической переработки твердого топлива, включгиощий его газификацию в присутствии окислителя в зоне электрического разряда, о т л ич ающий с я тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения выхода газов, топливо предварительно смешивак)т с окислителем и газификации подвергают смесь топлива и окислителя путем подачи ее вдоль оси разряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Полак Л.С. и др. Пиролиз горючих сланцев в плазменной струе. Химия высоких энергий , т. 8, № 5, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2194058/26, клЗО l/QO..; 1975.

3.ДЬбал, Плазменный пиролиз углеродистых веществ в присутствии водяного пара.- Химия твердого топлива,. 1978, №3, с. 97-101 (прототип) .