RU2373259C1 - Method of production of energy from coal - Google Patents
Method of production of energy from coal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373259C1 RU2373259C1 RU2008111381/04A RU2008111381A RU2373259C1 RU 2373259 C1 RU2373259 C1 RU 2373259C1 RU 2008111381/04 A RU2008111381/04 A RU 2008111381/04A RU 2008111381 A RU2008111381 A RU 2008111381A RU 2373259 C1 RU2373259 C1 RU 2373259C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- semi
- gaseous
- gas
- heat carrier
- Prior art date
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims description 29
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 20
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 2
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 10
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 3
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 3
- QNLZIZAQLLYXTC-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethylnaphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=C(C)C(C)=CC=C21 QNLZIZAQLLYXTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IANQTJSKSUMEQM-UHFFFAOYSA-N 1-benzofuran Chemical compound C1=CC=C2OC=CC2=C1 IANQTJSKSUMEQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ADOBXTDBFNCOBN-UHFFFAOYSA-N 1-heptadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC=C ADOBXTDBFNCOBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 1-hexadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC=C GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PJLHTVIBELQURV-UHFFFAOYSA-N 1-pentadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC=C PJLHTVIBELQURV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HFDVRLIODXPAHB-UHFFFAOYSA-N 1-tetradecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCC=C HFDVRLIODXPAHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HMSWAIKSFDFLKN-UHFFFAOYSA-N Hexacosane Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC HMSWAIKSFDFLKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 2
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical compound C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NDJKXXJCMXVBJW-UHFFFAOYSA-N heptadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC NDJKXXJCMXVBJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VAMFXQBUQXONLZ-UHFFFAOYSA-N icos-1-ene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCC=C VAMFXQBUQXONLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- YKNWIILGEFFOPE-UHFFFAOYSA-N n-pentacosane Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC YKNWIILGEFFOPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- LQERIDTXQFOHKA-UHFFFAOYSA-N nonadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCC LQERIDTXQFOHKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N octadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCOZIPAWZNQLMR-UHFFFAOYSA-N pentadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC YCOZIPAWZNQLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UOHMMEJUHBCKEE-UHFFFAOYSA-N prehnitene Chemical compound CC1=CC=C(C)C(C)=C1C UOHMMEJUHBCKEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N tetradecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FIGVVZUWCLSUEI-UHFFFAOYSA-N tricosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC FIGVVZUWCLSUEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IIYFAKIEWZDVMP-UHFFFAOYSA-N tridecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCC IIYFAKIEWZDVMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 2
- RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N undecane Chemical compound CCCCCCCCCCC RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XYTKCJHHXQVFCK-UHFFFAOYSA-N 1,3,8-trimethylnaphthalene Chemical compound CC1=CC=CC2=CC(C)=CC(C)=C21 XYTKCJHHXQVFCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMXANELYEWRDAW-UHFFFAOYSA-N 1-Hexacosene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC=C OMXANELYEWRDAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 1-methylnaphthalene Chemical class C1=CC=C2C(C)=CC=CC2=C1 QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXSSNPBEHHJLDH-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5-tetramethylphenol Chemical compound CC1=CC(O)=C(C)C(C)=C1C PXSSNPBEHHJLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XRUGBBIQLIVCSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,4-trimethylphenol Chemical class CC1=CC=C(O)C(C)=C1C XRUGBBIQLIVCSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethylpyridine Chemical class CC1=CC=CC(C)=N1 OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IXQGCWUGDFDQMF-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylphenol Chemical class CCC1=CC=CC=C1O IXQGCWUGDFDQMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AOKYJAAYDKAMJZ-UHFFFAOYSA-N 2-methylpyridine;pyridine Chemical class C1=CC=NC=C1.CC1=CC=CC=N1 AOKYJAAYDKAMJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- CZZYITDELCSZES-UHFFFAOYSA-N diphenylmethane Chemical compound C=1C=CC=CC=1CC1=CC=CC=C1 CZZYITDELCSZES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- HOWGUJZVBDQJKV-UHFFFAOYSA-N docosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC HOWGUJZVBDQJKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 1
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N o-cresol Chemical class CC1=CC=CC=C1O QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)(=O)O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical group 0.000 description 1
- BDWBGSCECOPTTH-UHFFFAOYSA-N pentacos-1-ene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC=C BDWBGSCECOPTTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005382 phenolphthalein Drugs 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229940095068 tetradecene Drugs 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- VQOXUMQBYILCKR-UHFFFAOYSA-N tridecaene Natural products CCCCCCCCCCCC=C VQOXUMQBYILCKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000005199 trimethylbenzenes Chemical class 0.000 description 1
- PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N vertaline Natural products C1C2C=3C=C(OC)C(OC)=CC=3OC(C=C3)=CC=C3CCC(=O)OC1CC1N2CCCC1 PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 1
- 150000003739 xylenols Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Coke Industry (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологиям обработки угольного сырья с целью получения из него энергии и сопутствующих полезных продуктов. Оно может использоваться преимущественно в теплоэнергетике, например на теплоэлектростанциях.The invention relates to technologies for processing coal raw materials with the aim of obtaining energy from it and related useful products. It can be used mainly in the power industry, for example, in thermal power plants.
В природе существует три основных ископаемых источника энергии: нефть, природный газ и уголь. На долю угля приходится 90% существующих запасов названных ископаемых. Уголь дешевле нефти, и он более равномерно распределен в земной коре. Его природные запасы намного превосходят запасы нефти и, по прогнозам ученых, не будут исчерпаны еще в течение нескольких столетий. Однако его использование, к тому же обеспечивающее соблюдение норм экологической безопасности, требует дополнительных усилий. Вместе с тем, в настоящее время свыше 50% всей электроэнергии производится на электростанциях, работающих на загрязняющем атмосферу пылевидном угле, и поэтому одной из важных задач энергетики является перевод существующих электростанций на новый вид топлива, обеспечивающий возможность их успешной дальнейшей эксплуатации, или создания экологически чистых способов получения энергии из угля. Кроме того, перманентно стоит задача удешевления процесса получения энергии из угля, а также получения из него ценных продуктов, заменяющих нефть.In nature, there are three main fossil sources of energy: oil, natural gas and coal. Coal accounts for 90% of the existing reserves of these minerals. Coal is cheaper than oil, and it is more evenly distributed in the earth's crust. Its natural reserves are far superior to oil reserves and, according to scientists, will not be exhausted for several centuries. However, its use, which also ensures compliance with environmental safety standards, requires additional efforts. At the same time, more than 50% of all electric power is currently produced at power plants operating on dusty coal that pollutes the atmosphere, and therefore one of the important tasks of the power industry is to convert existing power plants to a new type of fuel, ensuring the possibility of their successful further operation, or the creation of environmentally friendly ways to get energy from coal. In addition, the permanent goal is to reduce the cost of the process of obtaining energy from coal, as well as obtaining from it valuable products that replace oil.
Известен экологически чистый способ получения энергии из угля, который заключается в том, что уголь загружают в герметичную реакционную камеру с загрузочным и разгрузочным концами и перемещают его внутри реакционной камеры к загрузочному концу [Патент РФ №2287010]. В реакционную камеру инжектируют чистый кислород, предназначенный для сжигания порции угля под давлением с получением тепловой энергии, необходимой для извлечения из угля летучих веществ, и обогащенного водородом неочищенного сжатого газа, содержащего выделенные из угля канцерогенные дистилляты и углеводороды вместе с горячим полукоксом. Содержащиеся в обогащенном водородом неочищенном газе выделенные из угля канцерогенные дистилляты и углеводороды подвергают крекингу с получением обогащенного водородом крекинг-газа, из которого после десульфуризации получают очищенный обогащенный водородом синтез-газ. Горячий полукокс направляют в герметичный газификатор, где его газифицируют окислителем с получением неочищенного синтез-газа и расплавленного шлака. Из газификатора выводят неочищенный синтез-газ вместе с расплавленным шлаком через общий патрубок, открытый для свободного прохода неочищенного газа и расплавленного шлака. Неочищенный синтез-газ отделяют от расплавленного шлака после их выхода из газификатора через общий патрубок и направляют его в систему очистки с получением очищенного синтез-газа и расплавленный шлак быстро охлаждают с получением из него бесщелочного твердого вещества. Этот способ позволяет получать горючий газ, образующий при сжигании очень небольшое количество оксидов азота NOx, но со значительным количеством водорода, а также получать углерод, который можно использовать в качестве кокса или активированного угляA well-known environmentally friendly method of producing energy from coal, which consists in the fact that the coal is loaded into a sealed reaction chamber with loading and unloading ends and move it inside the reaction chamber to the loading end [RF Patent No. 2287010]. Pure oxygen is injected into the reaction chamber, which is intended to burn a portion of coal under pressure to produce the thermal energy necessary to extract volatile substances from coal and hydrogen-rich crude compressed gas containing carcinogenic distillates and hydrocarbons extracted from coal together with hot semi-coke. The carcinogenic distillates and hydrocarbons contained in the hydrogen-rich crude gas separated from coal are cracked to produce hydrogen-rich cracking gas, from which, after desulfurization, a purified hydrogen-rich synthesis gas is obtained. The hot semi-coke is sent to a sealed gasifier, where it is gasified with an oxidizing agent to obtain crude synthesis gas and molten slag. Crude synthesis gas is removed from the gasifier together with molten slag through a common pipe open for free passage of crude gas and molten slag. The crude synthesis gas is separated from the molten slag after they exit the gasifier through a common nozzle and sent to a purification system to produce purified syngas, and the molten slag is rapidly cooled to produce an alkaline solid. This method allows to obtain combustible gas, which forms a very small amount of nitrogen oxides NOx, but with a significant amount of hydrogen, as well as carbon, which can be used as coke or activated carbon
Известен также способ получения энергии из угля, включающий пиролиз угля при повышенном давлении для производства обогащенного синтез-газа, обедненного газа и водяного пара, а также остатка в форме шлака, который газифицируется воздухом под давлением для получения обедненного синтез-газа [Патент США №4609541]. Обогащенный синтез-газ и обедненный газ разделяются и очищаются в газоочистительной системе с получением чистого синтез-газа, пригодного для производства химических веществ, включая топливный метанол. Чистый обедненный газ после расширения является очень хорошим топливом для сжигания в котле, который является главным компонентом существующих средств генерирования энергии. Для реализации этого способа используется перемещающая уголь система, котел, генератор, основные обслуживающие средства и распылитель, предназначенный для сжигания обедненного газа вместо угля.There is also known a method of producing energy from coal, including pyrolysis of coal at elevated pressure to produce enriched synthesis gas, depleted gas and water vapor, as well as a residue in the form of slag that is gasified by air under pressure to produce depleted synthesis gas [US Patent No. 4609541 ]. The enriched synthesis gas and depleted gas are separated and purified in a gas purification system to produce pure synthesis gas suitable for the production of chemicals, including fuel methanol. Pure lean gas after expansion is a very good boiler fuel, which is a major component of existing energy generation facilities. To implement this method, a coal-moving system, a boiler, a generator, basic servicing tools and a spray gun designed to burn lean gas instead of coal are used.
Известен способ повышения эффективности сжигания угля, заключающийся в том, что сначала уголь подвергают пиролизу с получением обогащенного водородом газа, который очищают и синтезируют в жидкость, и полукокса, подвергаемого газификации с получением низкокалорийного газа, который также очищают и затем используют для производства электроэнергии [Патент США №5063732]. Это позволяет в отличие от других способов снизить объем капиталовложений и повысить экономическую эффективность всего процесса получения энергии из угля.There is a method of increasing the efficiency of burning coal, which consists in the fact that the coal is first pyrolyzed to produce hydrogen-enriched gas, which is purified and synthesized into a liquid, and semicoke, gasified to produce low-calorie gas, which is also purified and then used to generate electricity [Patent US No. 5063732]. This allows, unlike other methods, to reduce investment and increase the economic efficiency of the whole process of obtaining energy from coal.
Этот способ включает следующие последовательно выполняемые стадии:This method includes the following sequentially performed stages:
- пиролиз угля под давлением с получением сырого обогащенного водородом газа и горячего полукокса, газификацию полукокса с получением сырого низкокалорийного газа;- pressure pyrolysis of coal to produce crude hydrogen-enriched gas and hot semi-coke, gasification of semi-coke to produce crude low-calorie gas;
- десульфуризацию и крекинг названного сырого низкокалорийного газа под давлением с получением синтез-газа, главным образом состоящего из смеси H2 и СО;- desulfurization and cracking of said crude low-calorie gas under pressure to produce synthesis gas, mainly consisting of a mixture of H 2 and CO;
- конвертирование названного синтез-газ в коммерческий продукт;- converting the named synthesis gas into a commercial product;
- десульфуризизацию горячего низкокалорийного газа с выходом очищенного горячего газа;- desulfurization of hot low-calorie gas with the release of purified hot gas;
- разделение названного очищенного горячего газа с низкой калорийностью на первый поток и на второй поток;- separation of the named purified hot gas with low calorie content into the first stream and the second stream;
- расширение первого потока чистого горячего газа с низкой калорийностью в котле до требуемого давления;- expansion of the first stream of pure hot gas with low calorific value in the boiler to the required pressure;
- горение расширенного потока газа с низкой калорийностью в названном котле, с получением пара, который в свою очередь генерирует электричество вращением паровой турбины, связанной с генератором;- burning an expanded stream of gas with low calorific value in the named boiler, with the receipt of steam, which in turn generates electricity by rotation of a steam turbine associated with the generator;
- горение газа с низкой калорийностью второго потока во вспомогательной газовой турбине, чтобы генерировать вспомогательную электрическую энергию.- burning gas with a low calorific value of the second stream in the auxiliary gas turbine to generate auxiliary electric energy.
Этот способ реализуют в устройстве, где осуществлена замена распыляющего угольную пыль горелки котлом, содержащим средства горения, адаптированные к горению газа с низкой калорийностью для того, чтобы сжигать такой газ вместо распыления угольной пыли в названном котле.This method is implemented in a device where a coal dust atomizing burner is replaced by a boiler containing combustion means adapted for burning low-calorie gas in order to burn such gas instead of atomizing coal dust in said boiler.
Известен способ сжигания угля, включающий его диспергирование и впрыск в камеру сгорания, при этом в процессе диспергирования уголь дробят до размера частиц не более 20 мкм и одновременно активируют, преимущественно, с помощью механических мельниц, располагаемых в непосредственной близости от камеры сгорания, при этом защиту частиц угля от воздействия внешней среды в момент механоактивации и последующий впрыск частиц в камеру сгорания осуществляют с помощью направленного воздушного потока [Патент РФ №2230981. Распределение частиц угля во впрыскиваемом двухфазном потоке регулируют за счет турбулизации и подкрутки газа. Оптимальное значение аксиальной составляющей скорости впрыскивания двухфазного потока обеспечивают путем изменения давления в камере сгорания. Оптимальное значение тангенциальной составляющей скорости впрыскиваемого двухфазного потока обеспечивают путем изменения расхода газа, вдуваемого в механические мельницы. Этот способ обеспечивает улучшение технологических и экологических параметров при сжигании каменного угля в топках электростанций и снижение выброса вредных для жизнедеятельности человека веществ в атмосферу.A known method of burning coal, including dispersing it and injecting it into the combustion chamber, in the process of dispersing the coal is crushed to a particle size of not more than 20 microns and at the same time it is activated mainly using mechanical mills located in the immediate vicinity of the combustion chamber, while protecting particles of coal from environmental influences at the time of mechanical activation and subsequent injection of particles into the combustion chamber is carried out using directional air flow [RF Patent No. 2230981. The distribution of coal particles in the injected two-phase stream is controlled by turbulization and gas tightening. The optimal value of the axial component of the injection speed of the two-phase flow is provided by changing the pressure in the combustion chamber. The optimal value of the tangential component of the velocity of the injected two-phase flow is ensured by changing the flow rate of gas injected into mechanical mills. This method provides improved technological and environmental parameters during the combustion of coal in the furnaces of power plants and a reduction in the emission of substances harmful to human life in the atmosphere.
Описанный способ является ближайшим аналогом предлагаемого способа получения энергии и принят за прототип изобретения. К его недостаткам относится попадание в атмосферу вредных веществ, таких, например, как сера. Кроме того, этот способ непригоден для получения энергии из низкокалорийного угля. Способ не обеспечивает получения коммерческих продуктов из угля, подвергаемого обработке, в результате чего полезные продукты выбрасываются, загрязняя окружающую среду.The described method is the closest analogue of the proposed method for producing energy and is taken as a prototype of the invention. Its disadvantages include the ingress of harmful substances into the atmosphere, such as sulfur. In addition, this method is unsuitable for obtaining energy from low-calorie coal. The method does not provide commercial products from coal subjected to processing, as a result of which useful products are thrown away, polluting the environment.
Изобретение решает задачу создания способа получения энергии из угля, способного эффективно перерабатывать различные его виды, в том числе высокозольные, и дополнительно получать при этом сопутствующие коммерческие продукты.The invention solves the problem of creating a method for producing energy from coal, capable of efficiently processing various types of coal, including high-ash, and additionally obtain related commercial products.
Поставленная задача решается тем, что предлагается способ сжигания угля, включающий его размалывание до мелкодисперсного состояния, сушку, смешивание размолотого угля с направленным кислородсодержащим газовым потоком и сжигание, причем размолотый уголь нагревают до температуры полукоксования не ниже 500°С, выделяют из него летучие газообразные углеводороды, которые далее разделяют на жидкую и газообразную фракции путем конденсации, а с направленным кислородсодержащим газовым потоком смешивают и сжигают полученный при нагревании размолотого угля полукокс.The problem is solved by the fact that the proposed method of burning coal, including its grinding to a finely divided state, drying, mixing the crushed coal with a directed oxygen-containing gas stream and burning, and the crushed coal is heated to a semi-coking temperature of at least 500 ° C, volatile gaseous hydrocarbons are extracted from it which are further separated into liquid and gaseous fractions by condensation, and mixed with the directed oxygen-containing gas stream, mixed and burned when heated Olot coal char.
Эффективно осуществлять сушку одновременно с размалыванием угля, например, горячими газами, полученными при сжигании полукокса или сопутствующих углеводородов.It is effective to carry out drying simultaneously with grinding coal, for example, hot gases obtained by burning semi-coke or associated hydrocarbons.
Размолотый уголь можно нагревать до температуры полукоксования путем смешивания его с газообразным теплоносителем или с твердым теплоносителем, имеющим температуру 800-1300°С.Ground coal can be heated to a semi-coking temperature by mixing it with a gaseous heat carrier or with a solid heat carrier having a temperature of 800-1300 ° C.
В качестве газообразного теплоносителя могут использоваться, например, газы, образованные при сжигании, по меньшей мере, части летучих газообразных углеводородов, и/или газы, образованные при сжигании по меньшей мере части полученного полукокса.As the gaseous coolant, for example, gases formed during the combustion of at least a portion of the volatile gaseous hydrocarbons and / or gases formed during the combustion of at least a portion of the resulting semicoke can be used.
В качестве твердого теплоносителя могут использоваться, например, кварцевый песок, керамический дисперсный материал, уголь, оксиды неорганических веществ с размером фракций 0,5-5 мм и др.As a solid heat carrier, for example, quartz sand, ceramic dispersed material, coal, inorganic oxides with a particle size of 0.5-5 mm, etc. can be used.
Для получения газообразного теплоносителя возможно организовать процесс таким образом, что газообразную фракцию летучих углеводородов полностью или частично сжигают, при этом для предотвращения загрязнения окружающей среды перед сжиганием газообразную фракцию летучих углеводородов целесообразно очищать от серосодержащих веществ.To obtain a gaseous coolant, it is possible to organize the process in such a way that the gaseous fraction of volatile hydrocarbons is completely or partially burned, while it is advisable to clean the sulfur-containing substances from the gaseous fraction of volatile hydrocarbons before burning.
С целью повышения рентабельности сжигания угля возможно организовать процесс таким образом, что жидкую фракцию летучих углеводородов направляют на дальнейшую переработку с получением коммерческого продукта, которым может быть, например, жидкое топливо.In order to increase the profitability of burning coal, it is possible to organize the process in such a way that the liquid fraction of volatile hydrocarbons is sent for further processing to obtain a commercial product, which may be, for example, liquid fuel.
Нагревание размолотого угля до температуры полукоксования можно осуществлять в вихревой камере путем смешивания его с горячим газом.Ground coal can be heated to a semi-coking temperature in a vortex chamber by mixing it with hot gas.
Нагревание размолотого угля до температуры полукоксования можно осуществлять в две стадии, на первой из которых уголь нагревают не менее чем до 300°С, отводя при этом водяной пар, а на второй стадии уголь нагревают не менее чем до 500°С.Ground coal can be heated to a semi-coking temperature in two stages, in the first of which coal is heated to at least 300 ° C, while water vapor is removed, and in the second stage, coal is heated to at least 500 ° C.
Также нагревание размолотого угля до температуры полукоксования можно осуществлять в две стадии, на первой из которых уголь нагревают водяным паром.Also, the heating of the crushed coal to a semi-coking temperature can be carried out in two stages, in the first of which the coal is heated with steam.
Образовывающийся при сушке размалываемого угля пар может отводиться на утилизацию.Steam generated during the drying of the milled coal can be discharged.
Основные стадии предлагаемого способа показаны на чертеже.The main stages of the proposed method are shown in the drawing.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Уголь сушат, обрабатывая его при этом горячим газом, имеющим температуру не более 200°С, и затем размалывают. Затем размолотый уголь нагревают в вихревом реакторе путем смешивания с горячим газом. В частности, размолотый уголь подвергают полукоксованию, которое осуществляют при 500-550°С. При этом происходит следующее. При нагревании угля до 250°С из него испаряется влага, которую в виде водяного пара отводят для утилизации, и выделяются продукты разложения - СО и CO2. Затем при 300°С выделяется небольшое количество легкой смолы и образующейся при расщеплении кислородных соединений, входящих в состав угля, так называемой пирогенетической влаги. В процессе полукоксования уголь претерпевает сложные превращения, сопровождающиеся перераспределением химических элементов, входящих в состав органической массы, между твердыми, жидкими и газообразными продуктами, характер которого зависит от природы и степени метаморфизма угля. Наиболее "подвижными" элементами в угле являются водород и кислород. При полукоксовании происходит интенсивное разложение угля с выделением так называемых первичных продуктов - первичного газа и первичного дегтя, имеющих сложный состав. Попутно образуются полукокс и смесь газов СО, СO2, Н2, N2, СН4 и др. Желательно, чтобы температура, при которой ведется полукоксование, не превышала 550°С, поскольку при более высокой температуре выход жидких углеводородов уменьшается.The coal is dried, treating it with hot gas having a temperature of not more than 200 ° C, and then grind it. The milled coal is then heated in a vortex reactor by mixing with hot gas. In particular, the crushed coal is subjected to semi-coking, which is carried out at 500-550 ° C. In doing so, the following occurs. When coal is heated to 250 ° C, moisture evaporates from it, which is discharged in the form of water vapor for utilization, and decomposition products — CO and CO 2 — are released . Then, at 300 ° C, a small amount of light tar is released and the so-called pyrogenetic moisture formed during the decomposition of oxygen compounds that make up coal. In the process of semicoking, coal undergoes complex transformations, accompanied by a redistribution of chemical elements that make up the organic mass between solid, liquid and gaseous products, the nature of which depends on the nature and degree of coal metamorphism. The most “moving” elements in coal are hydrogen and oxygen. During semicoking, intensive decomposition of coal occurs with the release of so-called primary products - primary gas and primary tar, which have a complex composition. Along the way, semi-coke and a mixture of gases CO, CO 2 , H 2 , N 2 , CH 4 , etc. are formed. It is desirable that the temperature at which semi-coking is carried out does not exceed 550 ° C, since the yield of liquid hydrocarbons decreases at a higher temperature.
При температуре около 500-550°С из печи отводят газообразные летучие углеводороды, а уголь превращается в полукокс, представляющий собой мелкодисперсное пористое и химически высокоактивное вещество. В общем случае в результате полукоксования получают следующие продукты: полукокс - 70-90%, первичная смола - 5-16%, пирогенетическая влага - 0,5-12%, первичный газ - 6-16%, а конкретный состав зависит от марки угля.At a temperature of about 500-550 ° C, gaseous volatile hydrocarbons are removed from the furnace, and coal turns into semi-coke, which is a finely dispersed porous and chemically highly active substance. In general, the following products are obtained as a result of semi-coking: semi-coke - 70-90%, primary resin - 5-16%, pyrogenetic moisture - 0.5-12%, primary gas - 6-16%, and the specific composition depends on the brand of coal .
Упомянутый мелкодисперсный полукокс подают в направленный воздушный или иной кислородсодержащий поток, который направляют в камеру сгорания, например, аэрозольного типа, где он сгорает с выделением энергии.The said finely divided semicoke is fed into a directed air or other oxygen-containing stream, which is directed into a combustion chamber, for example, of an aerosol type, where it burns with the release of energy.
Следует отметить, что зольность полукокса выше зольности исходного угля, так как минеральные компоненты практически не удаляются при температуре полукоксования. Содержание углерода в полукоксе всегда выше, чем в исходном угле, причем, чем моложе уголь, тем больше возрастает содержание углерода в полукоксе. Так, если в угле содержание углерода колеблется от 68 до 85%, то в полукоксе из него - от 84,4 до 91,8%. Содержание водорода в угле 9,15-3,86%, а в полукоксе из него - 4,38-2,65%, т.е. существенно меньше.It should be noted that the ash content of the semi-coke is higher than the ash content of the initial coal, since the mineral components are practically not removed at the semi-coking temperature. The carbon content in the semicoke is always higher than in the initial coal, and the younger the coal, the greater the carbon content in the semicoke. So, if the carbon content in coal ranges from 68 to 85%, then in the semi-coke from it - from 84.4 to 91.8%. The hydrogen content in the coal is 9.15-3.86%, and in the semi-coke from it - 4.38-2.65%, i.e. significantly less.
Содержание кислорода в полукоксе не превышает 5%. Таким образом, полукокс всегда имеет более однородный элементный состав и более обуглерожен, что повышает его качество как энергетического топлива, поскольку теплота его сгорания выше, чем у исходного угля, и составляет 32-35 МДж/кг.The oxygen content in the semicoke does not exceed 5%. Thus, semicoke always has a more uniform elemental composition and is more carbonized, which increases its quality as an energy fuel, since its calorific value is higher than that of the original coal and amounts to 32-35 MJ / kg.
Полукокс обладает повышенной пористостью 40-45% против 5-6% у угля и соответственно малой насыпной плотностью 0,5-0,6 т/м3. Он имеет высокую реакционную способность, хорошо горит, легко воспламеняется. Вследствие этого получение из него энергии более продуктивно, чем из исходного угля.The semi-coke has an increased porosity of 40-45% versus 5-6% in coal and, accordingly, a low bulk density of 0.5-0.6 t / m 3 . It has a high reactivity, burns well, is highly flammable. As a result, obtaining energy from it is more productive than from source coal.
При полукоксовании отводятся газообразные углеводороды, которые содержатся в первичном газе и газообразной первичной смоле.During semicoking, gaseous hydrocarbons are contained which are contained in the primary gas and the gaseous primary resin.
В общем виде первичный газ содержит СО2, Н2S, СО, CmHn, O2, H2, CH4 и его гомологи, N2. Этот газ принято называть «прямым» до конденсации из него паров и улавливания газового бензина и «обратным» после удаления компонентов первичной смолы и газового бензина. Состав обратного первичного газа зависит от технологических условий процесса, сырья и конструкции печей.In general, the primary gas contains CO 2 , H 2 S, CO, C m H n , O 2 , H 2 , CH 4 and its homologues, N 2 . This gas is called “direct” until condensation of vapors from it and capture of gas gasoline and “reverse” after removal of the components of the primary resin and gas gasoline. The composition of the reverse primary gas depends on the technological conditions of the process, the raw materials and the design of the furnaces.
Первичная смола, как упомянуто выше, находится в газообразном состоянии и представляет собой сложную смесь различных органических веществ, конденсирующихся из прямого газа при температуре 30-50°С. Как правило, она остается жидкой при комнатной температуре, имея большую или меньшую вязкость, при плотности смолы, близкой к единице (0,845-1,078), цвет изменяется от желто-бурого до темно-бурого.The primary resin, as mentioned above, is in a gaseous state and is a complex mixture of various organic substances that condense from direct gas at a temperature of 30-50 ° C. As a rule, it remains liquid at room temperature, having a greater or lesser viscosity, with a resin density close to unity (0.845-1.078), the color changes from yellow-brown to dark brown.
В зависимости от природы, степени углефикации и состава угля в первичной смоле обнаружены:Depending on the nature, degree of coalification and composition of coal in the primary resin, the following were found:
- предельные углеводороды - СnН2n+2 от пентана до С=30-35 и Н=62-72;- saturated hydrocarbons - С n Н 2n + 2 from pentane to С = 30-35 and Н = 62-72;
- непредельные углеводороды жирного ряда - CnH2n (олефины) и CnH2n-n (диолефины);unsaturated fatty hydrocarbons — C n H 2n (olefins) and C n H 2n-n (diolefins);
- ароматические углеводороды (немного бензола, толуол, ксилолы, а также мезитилен, стирол и др.);- aromatic hydrocarbons (some benzene, toluene, xylenes, as well as mesitylene, styrene, etc.);
- конденсированные ароматические соединения (нафталин, тетралин, декалин, дифенилметан, метилированные гомологи нафталина и антрацена);- condensed aromatic compounds (naphthalene, tetralin, decalin, diphenylmethane, methylated homologues of naphthalene and anthracene);
- нафтены (циклогексан и др.);- naphthenes (cyclohexane, etc.);
- фенолы, главным образом высшие, небольшое количество фенола;- phenols, mainly higher, a small amount of phenol;
- органические основания - простейшие гомологи пиридина - пиколины, лутидины, коллидины, а также хинолин и его гомологи, но очень мало пиридина;- organic bases - the simplest homologues of pyridine - picolines, lutidines, collidins, as well as quinoline and its homologues, but very little pyridine;
- карбоновые кислоты (уксусная, олеиновая), а также кетоны и спирты - в небольших количествах.- carboxylic acids (acetic, oleic), as well as ketones and alcohols - in small quantities.
Продукты первичной смолы имеют практическую ценность как моторное топливо (бензин, керосин), масло и сырье для химической промышленности.Primary resin products are of practical value as motor fuel (gasoline, kerosene), oil and raw materials for the chemical industry.
Летучие углеводороды, выделившиеся при полукоксовании угля, подвергают конденсации, в результате чего они разделяются на жидкую и газообразную фракции.Volatile hydrocarbons released during the semi-coking of coal are subjected to condensation, as a result of which they are separated into liquid and gaseous fractions.
Далее жидкую и газообразную фракции подвергают отдельной обработке известными способами с целью получения коммерческих продуктов, например синтетического топлива.Next, the liquid and gaseous fractions are subjected to separate processing by known methods in order to obtain commercial products, for example synthetic fuel.
Также летучие углеводороды, или фракция газообразных углеводородов, могут быть направлены в камеру сгорания для сжигания. Полученные таким образом газы могут быть использованы для нагревания размолотого угля до температуры полукоксования. В этом случае вместо печи может использоваться, например, вихревая камера.Also, volatile hydrocarbons, or a fraction of gaseous hydrocarbons, can be sent to the combustion chamber for combustion. The gases thus obtained can be used to heat ground coal to a semi-coking temperature. In this case, instead of a furnace, for example, a vortex chamber can be used.
Также описанная технология может включать просушивание размолотого угля перед его отправкой на пиролиз при температуре не ниже 200°С. В результате просушивания образуется водяной пар, который может использоваться, например в отоплении.Also, the described technology may include drying the ground coal before sending it to pyrolysis at a temperature of at least 200 ° C. As a result of drying, water vapor is formed, which can be used, for example, in heating.
Описанная технология также может включать предварительное разделение исходного угольного сырья по крупности и по весу частиц в вихревой камере. После разделения самая мелкая фракция подается без дополнительной обработки непосредственно на сжигание в камеру сгорания. Пустая порода, имеющая самый большой вес, уходит в отвал. Остальная часть, имеющая средний вес, подвергается размалыванию и далее нагревается до температуры полукоксования, смешивается с воздушным или кислородсодержащим газовым потоком и поступает в камеру сгорания.The described technology may also include preliminary separation of the coal source by size and by weight of particles in the vortex chamber. After separation, the smallest fraction is fed directly to the combustion chamber without further treatment. The waste rock, which has the largest weight, goes to the dump. The remaining part, having an average weight, is milled and then heated to a semi-coking temperature, mixed with an air or oxygen-containing gas stream and enters the combustion chamber.
Таким образом, предлагаемый способ получения энергии из угля позволяет перерабатывать уголь с высокой эффективностью и кроме энергии получать побочные коммерческие продукты - альтернативные нефти и природному газу источники энергии, которые можно использовать в системах отопления, на транспорте, для производства электроэнергии и др.Thus, the proposed method of producing energy from coal allows us to process coal with high efficiency and, in addition to energy, to obtain commercial by-products - alternative energy sources to oil and natural gas, which can be used in heating systems, in transport, for electricity production, etc.
Пример 1Example 1
Исходный уголь марки ДСШ с зольностью 2,6% дробят до размера менее 5 мм, сушат до остаточной влажности не более 0,6% и затем измельчают до размера менее 0,1 мм.The initial coal of ДСШ grade with an ash content of 2.6% is crushed to a size of less than 5 mm, dried to a residual moisture content of not more than 0.6% and then crushed to a size of less than 0.1 mm.
Затем уголь смешивают с горячим теплоносителем. В качестве теплоносителя используют шарики оксида алюминия размером 1-3 мм. Теплоноситель нагревают до 800°С и смешивают в гравитационном смесителе с измельченным углем в соотношении 2:1 по массе. Это обеспечивало нагрев и проведение полукоксования угля при температуре 550°С. Время нагрева и полукоксования не превышает 10 секунд.Then the coal is mixed with hot heat carrier. As a heat carrier use balls of aluminum oxide with a size of 1-3 mm. The coolant is heated to 800 ° C and mixed in a gravity mixer with ground coal in a ratio of 2: 1 by weight. This provided heating and semi-coking of coal at a temperature of 550 ° C. The heating and semi-coking time does not exceed 10 seconds.
Полукоксование проводят в атмосфере собственных газов без притока воздуха. Газы, выделяющиеся при полукоксовании, отводят в конденсатор, где жидкие продукты конденсируются и отделяются от газообразных продуктов. Получаемый горючий газ используется для нагрева теплоносителя.Semi-coking is carried out in the atmosphere of its own gases without air flow. The gases released during semi-coking are led off to a condenser where liquid products are condensed and separated from gaseous products. The resulting combustible gas is used to heat the coolant.
Выходящий из камеры полукоксования полукокс на сите отделяется от теплоносителя. Теплоноситель шнеком возвращается в камеру нагрева, где нагревается под действием сжигания горючих газов, а полукокс подается на сжигание.The semicoke exiting from the semicoking chamber is separated from the heat carrier on a sieve. The coolant is returned by a screw to the heating chamber, where it is heated by the combustion of combustible gases, and the semi-coke is supplied for combustion.
В результате полукоксования получены полукокс, горючие газы полукоксования, жидкие органические продукты полукоксования и вода. Массовые выходы основных групп веществ представлены в таблице 1. Группировка проведена по следующему принципу. Отдельно сгруппированы вещества, содержащие ароматические кольца и названы как «ароматические и полиароматические соединения» Аналогично сгруппированы вещества, содержащие фенольные группы, они названы - фенольные фракции. Далее выделены предельные и непредельные углеводороды с двойной связью.As a result of semi-coking, semi-coke, combustible semi-coking gases, liquid organic semi-coking products and water are obtained. Mass yields of the main groups of substances are presented in table 1. Grouping was carried out according to the following principle. Separately grouped substances containing aromatic rings and are called “aromatic and polyaromatic compounds”. Similarly, substances containing phenolic groups are grouped, they are called phenolic fractions. Further, saturated and unsaturated hydrocarbons with a double bond are identified.
Из таблицы видно, что выход полукокса составил 70,8%. Кроме того, получено 8,8% предельных углеводородов, 4,8% горючего газа, 1,8% ценных ароматических и полиароматических соединений.The table shows that the yield of semicoke was 70.8%. In addition, 8.8% of saturated hydrocarbons, 4.8% of combustible gas, 1.8% of valuable aromatic and polyaromatic compounds were obtained.
Кроме того, был проведен хроматографический анализ жидких продуктов полукоксования и установлен их качественный и количественный составы. В таблице 2 представлены названия, химическая формула, молекулярный вес и весовое содержание в жидкой органической части жидких органических веществ, полученных при полукоксовании.In addition, a chromatographic analysis of the liquid semi-coking products was carried out and their qualitative and quantitative compositions were established. Table 2 presents the names, chemical formula, molecular weight and weight content in the liquid organic part of the liquid organic substances obtained by semi-coking.
Из таблицы видно, что в органической, жидкой части больше всего выделилось предельных углеводородов с количеством атомов углерода от 8 до 26. Далее по величине выхода следуют фенольные фракции, их выделилось 7,0%. Среди идентифицированных соединений толуол, ксилолы, нафталин и предельные углеводороды представляют несомненную ценность для химической и топливной промышленности и могут рассматриваться как самостоятельные коммерческие продукты.It can be seen from the table that in the organic, liquid part, the most saturated hydrocarbons with the number of carbon atoms were from 8 to 26. The phenol fractions followed by the yield, 7.0% of them were released. Among the identified compounds, toluene, xylenes, naphthalene and saturated hydrocarbons are of undoubted value for the chemical and fuel industries and can be considered as independent commercial products.
Пример 2Example 2
То же, что в примере 1, только при размалывании угля на него воздействуют потоком воздуха, нагретого до 60°С, осуществляя тем самым его сушку.The same as in example 1, only when grinding coal it is affected by a stream of air heated to 60 ° C, thereby drying it.
Пример 3Example 3
То же, что в примере 1, только размолотый уголь смешивают с песком, нагретым от отдельного источника до 1000°С, при этом получают температуру полукоксования 550°С.The same as in example 1, only the crushed coal is mixed with sand heated from a separate source to 1000 ° C, and a semi-coking temperature of 550 ° C is obtained.
Пример 4Example 4
То же, что в примере 1, только размолотый уголь смешивают с керамическими шариками размером 5 мм, нагретыми от отдельного источника до 1300°С, при этом получают температуру полукоксования 550°С.The same as in example 1, only the crushed coal is mixed with ceramic balls 5 mm in size, heated from a separate source to 1300 ° C, and a semi-coking temperature of 550 ° C is obtained.
Пример 5Example 5
То же, что в примере 1, только газообразную фракцию летучих углеводородов очищают от серы и полностью сжигают.Same as in example 1, only the gaseous fraction of volatile hydrocarbons is purified from sulfur and completely burned.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008111381/04A RU2373259C1 (en) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | Method of production of energy from coal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008111381/04A RU2373259C1 (en) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | Method of production of energy from coal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008111381A RU2008111381A (en) | 2009-09-27 |
| RU2373259C1 true RU2373259C1 (en) | 2009-11-20 |
Family
ID=41169140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008111381/04A RU2373259C1 (en) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | Method of production of energy from coal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2373259C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2487158C2 (en) * | 2010-05-31 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Инженерный центр энергетики Урала - УРАЛВНИПИЭНЕРГОПРОМ, Уралсельэнергопроект, УралТЭП, УралОРГРЭС, УралВТИ, Уралэнергосетьпроект, Челябэнергосетьпроект" | Method to use coal in combined cycle plant based on pyrolysis process |
| RU2553289C2 (en) * | 2010-02-01 | 2015-06-10 | Сее-Солусойнш, Энержия Э Мейу Амбиенте Лтда. | Method and system to produce energy source under thermodynamic cycle by co2 conversion from feed stock containing carbon |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003277764A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Nippon Steel Corp | Pretreatment method for coal in coke oven |
| RU2230981C2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-06-20 | Бурдуков Анатолий Петрович | Coal combustion process |
-
2008
- 2008-03-24 RU RU2008111381/04A patent/RU2373259C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003277764A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Nippon Steel Corp | Pretreatment method for coal in coke oven |
| RU2230981C2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-06-20 | Бурдуков Анатолий Петрович | Coal combustion process |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2553289C2 (en) * | 2010-02-01 | 2015-06-10 | Сее-Солусойнш, Энержия Э Мейу Амбиенте Лтда. | Method and system to produce energy source under thermodynamic cycle by co2 conversion from feed stock containing carbon |
| RU2487158C2 (en) * | 2010-05-31 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Инженерный центр энергетики Урала - УРАЛВНИПИЭНЕРГОПРОМ, Уралсельэнергопроект, УралТЭП, УралОРГРЭС, УралВТИ, Уралэнергосетьпроект, Челябэнергосетьпроект" | Method to use coal in combined cycle plant based on pyrolysis process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008111381A (en) | 2009-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4002438A (en) | Organic conversion system | |
| Pfeifer et al. | In-situ CO2-absorption in a dual fluidized bed biomass steam gasifier to produce a hydrogen rich syngas | |
| US4364745A (en) | Plant hydrocarbon recovery process | |
| WO2009020442A1 (en) | Solid fuel gasification and gas cleaning system | |
| JPS5851038B2 (en) | Seizouhouhouunarabini Sonosouchi | |
| KR19980023904A (en) | Waste treatment apparatus and method through vaporization | |
| FI126357B (en) | Process and apparatus for gasification of raw material and gaseous product | |
| WO2007081296A1 (en) | Downdraft/updraft gasifier for syngas production from solid waste | |
| US4312638A (en) | Coal gasification process | |
| WO1999031197A1 (en) | Method for gasifying organic substances and substance mixtures | |
| Zou et al. | Biomass gasification in an external circulating countercurrent moving bed gasifier | |
| WO1999037739A1 (en) | A method for processing condensed fuel by means of gasification | |
| CA2937445C (en) | Wood gasification | |
| Cheng et al. | Design and operation of a demonstration plant for fluidized bed low-temperature gasification of alternative fuels applied to cement production | |
| RU2373259C1 (en) | Method of production of energy from coal | |
| Li et al. | Effects of atmosphere and blending ratios on emission characteristics of pollutants from co‐combustion of municipal solid waste and aged refuse | |
| US20150033755A1 (en) | Treatment of a feedstock material | |
| DK3067407T3 (en) | Apparatus and method for gasification of carbonaceous material | |
| JP2005029728A (en) | Gasification apparatus | |
| RU76424U1 (en) | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF BIOMASS | |
| EP1134272A2 (en) | Method and apparatus for gasification of combustible materials | |
| Yoshiie et al. | Tar generation and decomposition in downdraft packed bed reactor for woody biomass gasification | |
| KR102860915B1 (en) | Hydrogen Production and High Quality Gas Production System using combustible renewable fuels Pyrolysis Gasification and Steam-plasma Gasification Reform | |
| RU2821504C1 (en) | Method for gasification of carbon-containing solid fuel | |
| Grootjes et al. | Improved gasifier availability with bed material and additives |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |