Способ получения технологического газа

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ Союз Советск изСоциалистическихРеспублик(28) Припри левам изабратеиий и аткритий публнковано 23.08,81. Бюллетень Р 1 ф 31Дата опубликовании описания 23,08.81 Д( 661.961 61(088,8) В, М, Масленников, Э, Э, Шпильрайн, К. А.В. Г. Носач, Я, С. Жолудов и А. А. Крнвок 72) Авторы иэобретени г Институт высоких температур АН СССР н,Инстйт теплофизики АН Украинской ССР 1.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГОГАЗА ара и ки 1.ми известноэкие степения процессда золы о способа нь газифиа, а также еуп пени га цесса Изобретение относится к промышленномупроизводству водородсодержащих газов путемгазификации твердых пылевидных топлив, вчастности к способу получения технологического газа, и может быть использовано припроизводстве синтез-газа в химической промышленности, топливного газа в энергетике,водорода ак газа-восстановителя в металлур.гии и как энергоносителя для передачи энергии на большие расстояния.Известен способ газификации твердого топлива водяным паром, в котором за счет, горения при продувке воздухом стационарного слоятоплива осуществляют его разогрев, а затемпри продувке паром - газификацию с получе.нием водородсоцержашего газа 11.Недостатками указанного способа являютсянизкая производительность, периодичность про.цесса и, как следствие, высокая себестоимостьполучаемого продукта,Наиболее близким по технической сущностии достигаемому результату к предлагаемомуявляется способ получения технологическогогаза путем двухстацнйной газификации твердого топлива в присутствии лородсодержащего газа (2 Основными недостатка являются относительно никадин и скорость протека сложная технология вывоЦель изобретения - по зификации, ускорение про технологии вывода золы,Поставленная цель достигается тем, что в способе получения технологического газа, содержащем водород и окись углерода, включающем газификацию твердого топлива в присутствии водяного пара и высокотемпературного теплоносителя при температуре 1500 - 2500 К, подачу непрореагировавшего топлива на повторную газификацию в присутствии окислителя, в ко. тором обогащенное золой топливо со второи ступени процесса сжигают в присутствии кисло. родсодержащего газа на третьей ступени, с отделением образовавшейся золы и газовой смеси, содержащей двуокись углерода и возвратом последней на вторую ступень газификации, при. чем на каждой из ступеней процесса один иэреагентов берут в избытке по отношению костальным.Кроме того, твердое топливо на первой ступени газификации берут в избытке по отношению к стехиометрии по реакции взаимодействиятоплива с водяным паром, а окислитель в недостатке по отношению к стехиометрии реакции его взаимодействия с топливом со второйступени,При этом обогащенное золой топливо сжигают при избытке кислородсодержащего газаи температуре ниже температуры испарения золъ 1, а в качестве высокотемпературного теплоносителя используют часть подогретого до начальной температуры процесса технологического газа,Способ осуществляют следующим образом.Угольная пыль в количестве 1 кг при температуре 293 К подают на газификацию в верх.ню,э высокотемпературную зону реактора, вкоторую одновременно подают смесь пара счастью технологического газа в количестве 4,9 кгсостава, кг:СО 3,35Нг 0,225НгО 095СОг 04при температуре 2300 К и давлении Р=ЗОО атм.Уголь при этом находится в иэбьпке по отно.шению к пару и СОг по реакциям Будуара и 30реакции взаимодействия с водяным паром,Угольную пыль в потоке газифицируют и навыходе из реактора получают технологическийгаз состава, кг:СО 5350,05СОг 0,05и 0,35 кг угля при температуре 1500 К. Сте.пень газификации в первой ступени составляетб 5%.30% получаемого технологического газа выводят из цикла (получаемый целевой продукт)с утилизацией его тепла за счет нагрева водыв тенлообменнике,45 Оставшиеся 70% технологического газа возвращают в цикл с предварительным нагревом до 2300 К в качестве высокотемпературного теплоносителя.0,35 кг непрореагировавшего угля подают на вторую ступень газификации, в которую подают продукты сгорания из третьей ступени при температуре 1400 К состава, кг:СОг 0,22йг 1,07Принимая зольность угля - 16%, процесс газификации ведут при избытке окислителя при а = 0,5. Получающиеся продукты газификации при температуре 1800 К и состава, кг:йг 1 07СО 0,58подают далее на сжитание с воздухом в высокотемпературный перегреватель (каунер) для перегрева пара и рециркулирующего техноло гического газа до начальной температуры процесса 2300 К.Несгоревшую часть угля в количестве 0,16 кг (0,1 кг составляет зола) подают в третью ступень для полного дожигания, куда подают воздух в количестве 1,4 кг при температуре 1400 К. Процесс сжигания происходит при избытке окис. лителя а = 2.Предлагаемый способ позволяет упростить технологию вывода золы, так как регули;количество и температуру окислителя, подава. емого на третью ступень, всегда можно сжи. гать обогащенное золой топливо при температурах,: ниже температуры испарения золы.Кроме того, в предлагаемом способе может быть достигнута полнота газификации 100% по сравнению с 95% по известному способу, а также он позволяет на порядок повысить скорость проведения процесса,Формула изобретения1. Способ получения технологического газа, содержащего водород и окись углерода, включающий газификацию твердого топлива в присутствии водяного пара и высокотемпературного теплоносителя при температуре 1500 - 2500 К подачу непрореагировавшего топлива на повторную газификацию в присутствии окислителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения полноты газификации, увеличения скорости протекания процесса и упрощения технологии вывода золы, обогащенное золой топливо со второй ступени процесса сжигают в присутствии кислородсодержаще.о газа на третьей ступени, с отделением образовавшейся золы и газовой смеси, содержащей двуокись углерода и возвратом последней на вторую ступень газификации, причем на каждой из сту-" пеней процесса один из реагентов берут в избьпке по отношению к остальным.2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что твердое топливо на гервой ступени газификации берут в избытке по отношению к стехиометрии по реакции взаимодействия толли ва с водяным паром, а окислитель в недостат. ке по отношению к стехиометрии реакции его взаимодействия с топливом со второй ступени.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что обогащенное золой топливо сжигают при избытке кислородсодержашегл857238 Составитель А. ШишовТехред А. Ач Корректор М, Коста Редактор Г. Волкова Заказ 7146/42 Тираж 548 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открьпий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Жы ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 газа и температуре ниже температуры испаре. ния золы,4. Способ по пп. 1, 2 и 3, о т л и ч а ю. щ и й с я тем, что в качестве высокотемпературного теплоносителя используют часть подогретого до начальной температуры процесса технологического газа. Ф Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Нф 875558, кл, С 01 1 3/46,опублик. 1953.2, Патент США Иф 4026679, кл. 48 - 73,опублик. 1974 (прототип) .