Способ газификации твердых горючих

СССР М 55961 Класс 24 е, 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Зарегистрировано в Бюро последующей регистрацзобретений Госплана при СОК СССР М. К, Гродзовский иСпособ газификации т. Чуханов.ых горючих аявдено 4 декабря 1935 года Опубликовано 31 октя 11 КТ я 19 за181611года. кации кокса данного горю вышесказанного очевидно, обычном методе газификацкация всякого твердого топ деляется работой зоны воссПри значительной форсир ного процесса газификации рения (кислородной зоне) р высокие температуры, соотве большому тепловому эффек относительным теплопотеряСогласно настоящему и ается способа орючих в слое,пособе газификпроцесс газообрэтапа:ердого горюче стве конечных бразом, углеки в.е части углекиса раскаленномифицируемого т ции тв ва с оо. оты слое вердого топлива (в отсутствии в газе ки- предлагается, в целях интенсификации слорода).процесса газификации, вести его толькоПри обычном способе газификации, в одной окислительной зоне, выбирая применяемом в настоящее время в пре-скорость дутья с таким расчетом, чтообладающем большинстве промышлен- бы продолжительность контакта газов ных газогенераторов, второй этап гази-(как окись углерода, водород и др.), фикации является основным рабочим , образовавшихся в этой зоне в резульэтапом. В связи с тем, что первыйэтаптате первичного взаимодействия горю- взаимодействия топлива с кислородомчего с кислородом дутья, была меньше и паром дутья является более быстро-времени, необходимого для протекания протекающим, то очевидно, что второи, с практически заметными результатами этап газификации, т. е, образование го-реакции вторичного взаимодействиямежду указанными газами и кислородом дутья.При этом процесс газификации м но проводить при толщине слоя горю достаточной для совершения в не акции первичного взаимодействия ду углеродом горючего и кислор рючих газов в восстановительнои зоне является. определяющим и со стороны интенсивности процесса газификации, Так как в определенных условиях (неограниченное воспламенение) скорость газификации всякого твердого горючего определяется скоростью газифиож чего, й ре- меж- одом Изобретение кас фикации твердых г При обычном с ердого топлива ния идет в два 1, Сжигание тв образованием в каче дуктов, главным о ты и водяных паро 2. Восстановлени и водяных паров н углерода кокса газчего, то изчто приии газифилива опретановления.овке обычв зоне гоазвива ются тствующие ту и малым м.зобретениюдутья, но не больше той, которая определяется указанной выше продолжительностью контакта газов первичного взаимодействия с кислородом.Предлагаемый способ, при соответствующем конструктивном оформлении, позволяет при малой высоте слоя топлива получать высокую интенсивность газификации и высокую производительность газогенератора. Максимальные температуры в зоне горения значительно ниже, чем при интенсивном ведении газификации обычным способом. Теоретическая температура при воздушном дутье, при газификации обычным способом будет выше 2000", а при газификации предлагаемым (высокоскоростным) способом будет меньше 1500 в 16" в зависимости от активности газифицируемого твердого топлива. Применение паровоздушного илипарокислородного дутья позволяет вести газификацию и при температуре1000 в 11.Предлагаемый способ газификацииоснован на следующих особенностяхпроцесса газификации и горения углерода:1. Большинство видов топлива привзаимодействии углерода с кислородомможет давать значительное количествопервичной окиси углерода, причем относительное количество этой окиси углерода растет при форсировке процесса(увеличение линейной скорости дутья)и при повышении концентрации кислорода в дутье,2. Пары воды разлагаются в присутствии кислорода с большой скоростью, позволяющей при незначительном времени контакта (значительноменьше 0,002 сек,) разложить пар с образованием СО, СОг и Н,3. При высокоскоростной газификации по предлагаемому способу первичные продукты взаимодействия углерода с кислородом и паром дутья (СО,СО и Н) сохраняются в кислороднойзоне за счет отличия скорости этихреакций от скорости горения СО и Ни восстановления СО, Последние реакции значительно медленнее реакцииуглерода с О. и НО (в кислороднойзоне).При увеличении линейной скоростидутья почти пропорционально умень шается время контакта СО и Н., с углемв кислородной зоне, так как размер , кислородной зоны остается при увеличении линейной скорости почти постоянным (наблюдается незначительныйрост ее), При некоторой скорости дутья,различной для различных условий, окисиуглерода и водород не успевают реаги ровать с О в кислородной зоне и, , следовательно, выносятся с газом изслоя газифицируемого топлива.Необходимая для проведения газификации по предлагаемому способу ли-нейная скорость дутья определяетсяразмером кислородной зоны для данУных конкретных условии и определяетсямаксимально допустимым временем контакта газа в кислородной зоне.Лвторами настоящего изобретенияустановлено, что начало высокоскоро, стной газификации для большинстварабочих топлив обеспечивается греме, нем контакта газа в кислородной зоне,примерно, меньшим 0,002 сек,Минимальная линейная скорость, не ,обходимая для высокоскоростной га, зификации топлив, зависит, в основном,от размера частиц газифицируемого топ-дива, а не от его сорта, так как раз-мер кислородной зоны почти не зависит от сорта топлива, но почти прямо пропорционален размеру частиц газифицируемого топлива.При высокоскоростной газификации , древесного угля, торфа или подмосковного угля (для коксовой части) состав получающегося первичного газа практически идентичен и при паровоздушном дутье (для коксовой части) состав сухого газа может быть, примерно, характеризован следующими цифрами:СО - 8/о объемных, СО - 23/ объемных, Н - 14"/о объемных и Х - 55 ф,- объемных,Подготовка рабочего топлива привысокоскоростной газификации идетобычным путем и при неограничен-ном воспламенении (направление вос-пламенения слоя и движение газо, ,вого потока совпадают) всегда обеспечена даже и при влажности топлива выше 40/о и очень высокой интенсивности газификации. Основной газ при этом обогашается за счет горючей части летучих, выделяющихся при швелевании топлива.При газификации частиц угля размером в 2 - 4 лы высота кислородной зоны составляет 8 лш.Максимальная истинная линейная скорость газового потока, обеспечивающая высокоскоростнуо газификацию, составляет при этом 3,1 л/сек. Это соответствует времени контакта газа с кислородом (выше 1/ О), равному = ".," = 0,0023 сек.При более высоких скоростях процесс протекает еще более устойчиво. Максимально допустимые для газификации скорости газового потока пока не обнаружены и лежат выше 100 л/сек, При газификации частиц кокса, подмосковного угля или торфяного кокса размером 20 - 40 млю (размер частиц указывается не начальный загружаемого топлива, а частиц топлива, находящихся в кислородной зоне) будет 20 - 35 л/сек, размером 40 - 80 лою будет 50 - 70 лисек ит. д.Процесс высокоскоростной газификации возможен при температуре слоя выше 800. Наиболее благоприятными температурными условиями являются пределы температур от 1100 до 1600. Предмет и зоб рет ения.1. Способ газификации твердых горючих, отличающийся тем, что, с целью , интенсификации процесса газификации,его ведут только в одной окислитель ной зоне, выбирая скорость дутья с таким расчетом, чтобы продолжительность ; контакта газов, образовавшихся в этой зоне в результате первичного взаимодействия горючего с кислородом дутья1 как окись углерода, водород и др.) была меньше времени, необходимого для протекания с практически замет ными результатами реакции вторичного взаимодействия между указанными га, зами и кислородом дутья.2. Прием выполнения способа по , п. 1, отличающийся тем, что процесс газификации проводят при толщине слоя горючего, достаточной для завершения в ней реакции первичного взаимодействия между углеродом горючего и кислородом дутья, но не большей той, которая определяется указанной в п, 1 продолжительностьюконтакта газов первичного взаимодействия с кислородом.