RU2591075C1 - Poly-generating energy system - Google Patents
Poly-generating energy system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2591075C1 RU2591075C1 RU2015117873/06A RU2015117873A RU2591075C1 RU 2591075 C1 RU2591075 C1 RU 2591075C1 RU 2015117873/06 A RU2015117873/06 A RU 2015117873/06A RU 2015117873 A RU2015117873 A RU 2015117873A RU 2591075 C1 RU2591075 C1 RU 2591075C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- gas
- production
- synthesis gas
- water vapor
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 43
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 18
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 5
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 3
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000012261 resinous substance Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики, в частности к области полигенерирующих энерготехнологических комплексов, производящих в едином энерготехнологическом цикле тепловую, электрическую энергию и синтез-газ, применяемый для производства синтетического жидкого топлива.The invention relates to the field of energy, in particular to the field of polygenerating energy technology complexes that produce in a single energy technology cycle, thermal, electrical energy and synthesis gas used for the production of synthetic liquid fuel.
Известен способ организации полигенерирующей системы, в котором получают энергоносители в виде электроэнергии, горячей воды, пара, холода и жидкого синтетического топлива, который включает в себя блок подготовки топлива, реактор газификации, сепаратор-дымосос, энергогенерирующий блок, блок детоксикации золы. (Пат. WO 2013/077770 А1 от 30.05.2013 «Энергогенерирующий комплекс» (Energy generating complex)).A known method of organizing a polygenerating system in which energy is obtained in the form of electricity, hot water, steam, cold and liquid synthetic fuel, which includes a fuel preparation unit, a gasification reactor, a smoke exhauster, an energy generating unit, an ash detoxification unit. (Pat. WO 2013/077770 A1 dated 05/30/2013 “Energy generating complex”).
Недостатком данного способа является работа основного аппарата-газификатора в автотермических условиях, обусловленных подводом паровоздушной смеси для осуществления процесса газификации, что ведет к сжиганию части исходного топлива для поддержания протекания в целом эндотермичного процесса конверсии. В связи с этим выход синтез-газа на 1 кг сырья снижается почти в 3-4 раза по сравнению с аллотермическим процессом. Другой, менее существенный недостаток известного способа, заключается в том, что энерготехнологический комплекс не может работать в удаленных районах, не имеющих электромощностей.The disadvantage of this method is the operation of the main gasifier apparatus under autothermal conditions due to the supply of a steam-air mixture to carry out the gasification process, which leads to the burning of part of the initial fuel to maintain the overall endothermic conversion process. In this regard, the yield of synthesis gas per 1 kg of raw material is reduced by almost 3-4 times compared with the allothermic process. Another, less significant drawback of the known method is that the energy-technological complex cannot work in remote areas that do not have electrical capacities.
Известно техническое решение по организации газотеплоэлектрогенераторного комплекса, который представляет собой совокупность энергетического оборудования и состоит из газогенератора, сепаратора-дымососа, газопоршневой электрической станции, пароводяного котла и загрузочного устройства (Пат. RU 2303192 С1, опубл. 20.07.2007 Бюл. №20, «Комплекс газотеплоэлектрогенераторный» (Gas heat generation complex)).A technical solution is known for organizing a gas-thermal electric generating complex, which is a combination of power equipment and consists of a gas generator, a smoke separator, gas reciprocating electric station, a steam-water boiler and a loading device (Pat. RU 2303192 C1, publ. 20.07.2007 Bul. No. 20, “ Gas-heat-electric-generating complex ”(Gas heat generation complex)).
Недостатком указанного технического решения является невозможность работы без минимального потребления электрической энергии извне.The disadvantage of this technical solution is the inability to work without a minimum consumption of electric energy from the outside.
Другим недостатком является использование в качестве газифицирующего агента паровоздушной смеси, кислород которой идет на сжигание части исходного углеродсодержащего материала для поддержания изотермических условий процесса.Another disadvantage is the use of a vapor-air mixture as a gasification agent, the oxygen of which is used to burn part of the initial carbon-containing material to maintain isothermal process conditions.
Основным недостатком указанного технического решения является повышенное содержание в получаемом синтез-газе диоксида углерода, что способствует меньшему выходы из него жидких углеводородов.The main disadvantage of this technical solution is the increased content of carbon dioxide in the resulting synthesis gas, which contributes to a lower yield of liquid hydrocarbons from it.
Наиболее близким к заявляемому способу, принятым в качестве прототипа, является способ паровой бескислородной газификации органического сырья, предпочтительно биомассы, в котором в качестве газифицирующего агента в газификаторе используется перегретый водяной пар с температурой до 1000°C, при этом предпочтительно использовать водяной пар с температурой до 1400°C (Пат. US 2011/0035990 A1, публ. 17.02.2011, «Method and device for converting carbonaceous raw materials))). В прототипе используется аллотермический газогенератор, в котором в качестве теплоносителя и газифицирующего агента одновременно является перегретый до 1000°C (1400°C) водяной пар; имеется возможность получать синтез-газ с оптимальным соотношением H2:CO=2:1 (или близким к нему) для производства синтетического жидкого топлива по методу Фишера-Тропша; имеется возможность производства электрической энергии в паровой турбине; в качестве газифицируемого материала используется предпочтительно биомасса, но также возможно применение и других углеродсодержащих материалов.Closest to the claimed method, adopted as a prototype, is a method of steam oxygen-free gasification of organic raw materials, preferably biomass, in which superheated steam with a temperature of up to 1000 ° C is used as a gasification agent in the gasifier, while it is preferable to use steam with a temperature of up to 1400 ° C (US Pat. US 2011/0035990 A1, publ. 02.17.2011, “Method and device for converting carbonaceous raw materials))). The prototype uses an allothermic gas generator, in which water vapor superheated to 1000 ° C (1400 ° C) is simultaneously used as a heat carrier and gasification agent; it is possible to obtain synthesis gas having the optimum ratio H 2: CO = 2: 1 (or close to it) for the production of synthetic liquid fuels by the Fischer-Tropsch reaction; there is the possibility of generating electric energy in a steam turbine; biomass is preferably used as the gasification material, but other carbon-containing materials are also possible.
Недостатком прототипа является то, что для получения перегретого водяного пара с температурой до 1400°C предлагается использовать регенераторы, в которых для обеспечения такой температуры сжигают синтез-газ, который не прореагировал в реакторе Фишера-Тропша. При такой организации процесса общее количество синтетического жидкого топлива снижается, так как непрореагировавший синтез-газ невозможно повторно использовать.The disadvantage of the prototype is that to obtain superheated water vapor with a temperature of up to 1400 ° C, it is proposed to use regenerators in which, to ensure such a temperature, synthesis gas is burned that did not react in the Fischer-Tropsch reactor. With this organization of the process, the total amount of synthetic liquid fuel is reduced, since unreacted synthesis gas cannot be reused.
Другим существенным недостатком указанного способа является то, что очистку синтез-газа от зольных частиц и смолы производят в циклонном аппарате, а разложение оставшихся смол производят инжекцией кислорода или воздуха, что приводит к сжиганию части полученных горючих компонентов в составе синтез-газа, необходимых для получения жидких углеводородов. Также существенным недостатком прототипа является то, что на стадии отмывки синтез-газа от CO2 используют, например, молекулярные сита, которые подвергают периодической регенерации или замене.Another significant drawback of this method is that the synthesis gas is cleaned of ash particles and resins in a cyclone apparatus, and the remaining resins are decomposed by injection of oxygen or air, which leads to the burning of some of the resulting combustible components in the synthesis gas necessary to obtain liquid hydrocarbons. Also a significant disadvantage of the prototype is that at the stage of washing the synthesis gas from CO 2 use, for example, molecular sieves, which are subjected to periodic regeneration or replacement.
Эти недостатки снижают эффективность работы полигенерирующего энерготехнологического комплекса и способа конверсии углеродсодержащих материалов в синтетическое жидкое топливо.These shortcomings reduce the efficiency of the polyenergy power technological complex and the method of converting carbon-containing materials into synthetic liquid fuel.
Задачей изобретения является создание полигенерирующего энерготехнологического комплекса для получения тепловой, электрической энергии, холода, синтез-газа и синтетического жидкого топлива за счет использования рационального технико-экономического способа получения перегретого до 1200-1400°C водяного пара требуемого давления для осуществления паровой бескислородной газификации углеродсодержащего сырья, предпочтительного твердого топлива.The objective of the invention is the creation of a polygenerating energy technology complex for producing thermal, electric energy, cold, synthesis gas and synthetic liquid fuel by using a rational technical and economic method for producing superheated water vapor up to 1200-1400 ° C for the implementation of steam oxygen-free gasification of carbon-containing raw materials , a preferred solid fuel.
Технический результат достигается тем, что полигенерирующий энерготехнологический комплекс содержит аллотермический газогенератор, в котором водяной пар выступает одновременно в качестве теплоносителя и газифицирующего агента, в газификаторе используется перегретый до 1200-1400°C водяной пар, имеется возможность получения синтез-газа с соотношением H2:CO, близким к оптимальному (2:1) для производства синтетического жидкого топлива, в качестве газифицируемого вещества может использоваться не только биомасса, но и уголь и угольные отходы, получение электрической энергии осуществляется в паровой турбине, водяной пар для которой получается в установке Фишера-Тропша при производстве синтетического жидкого топлива. Согласно изобретению в полигенерирующем энерготехнологическом комплексе имеется установка брикетирования исходного сырья, паровоздушный двухзонный газогенератор, аппарат пиролиза, в котором происходит термохимическое преобразование исходного топлива с образованием пиролизного газа и коксового остатка, блок подготовки коксового остатка исходного углеродсодержащего материала, паровой газогенератор, в котором газифицируемым сырьем выступает коксовый остаток исходного материала, состоящий преимущественно из углерода и золы, конденсатор-сепаратор, блок очистки синтез-газа, блок получения холода, паровая турбина, используемая в качестве источника получения водяного пара, который в дальнейшем используется для получения перегретого пара с температурой 1200-1400°C, газопоршневая электрическая станция.The technical result is achieved by the fact that the polygenerating energy-technological complex contains an allothermic gas generator, in which water vapor acts both as a heat carrier and gasification agent, water vapor superheated to 1200-1400 ° C is used in the gasifier, and it is possible to produce synthesis gas with a ratio of H 2 : CO, close to optimal (2: 1) for the production of synthetic liquid fuels, not only biomass, but also coal and coal waste can be used as a gasified substance luchenie electrical energy is carried out in a steam turbine, steam for which is obtained in a Fischer-Tropsch reaction in the production of synthetic liquid fuels. According to the invention, in a polygenerating energy-technological complex there is a briquette installation of raw materials, a steam-air dual-zone gas generator, a pyrolysis apparatus in which thermochemical conversion of the initial fuel takes place with the formation of pyrolysis gas and coke residue, a coke residue preparation unit for the starting carbon-containing material, a steam gas generator in which gasified raw material acts coke residue of the starting material, consisting mainly of carbon and ash, conde natsator-separator, synthesis gas purification unit, cold production unit, steam turbine used as a source of water vapor, which is subsequently used to produce superheated steam at a temperature of 1200-1400 ° C, gas piston power station.
Технологическая схема полигенерирующего энерготехнологического комплекса состоит из следующего основного оборудования: паровоздушный двухзонный газогенератор 1; аппарат сероочистки 2; газопоршневая электрическая станция 3, либо газовая турбина, либо другое аналогичное оборудование, позволяющее при конверсии газообразного органического топлива получать электрическую энергию; аппарат пиролиза 4, в котором происходит термохимическое преобразование исходного материала и получение пиролизного газа и коксового остатка исходного углеродсодержащего материала; котельный агрегат 5; установка брикетирования 6; блок подготовки коксового остатка исходного топлива 7; сушильный аппарат 8; коксовый теплообменник 9; теплообменный аппарат для дымовых газов 10; блок очистки синтез-газа 11; паровая турбина 12; аллотермический газификатор 13, в котором газифицирующим агентом выступает перегретый до 1200-1400°C водяной пар, используемый для осуществления процесса получения синтетического жидкого топлива, а газифицируемым сырьем выступает коксовый остаток, состоящий из углерода и золы; теплообменник синтез-газа 14; конденсатор-сепаратор 15; аппарат осушки синтез-газа 16; блок получения холода 17; компрессор 18; реактор по производству синтетического жидкого топлива 19.The technological scheme of the polygenerating energy-technological complex consists of the following basic equipment: steam-air dual-zone gas generator 1;
Полигенерирующий энерготехнологический комплекс (чертеж) состоит из трех блоков - энергетического I, коксоэнергетического II, газового III, отличающихся между собой по конечным продуктам, производимым в каждом из них.The polygenerating energy-technological complex (drawing) consists of three blocks - energy I, coke energy II, gas III, which differ from each other in the final products produced in each of them.
Энергетический блок I обеспечивает производство генераторного газа, получаемого в паровоздушном двухзонном газогенераторе 1 при использовании паровоздушного дутья. Данный паровоздушный двухзонный газогенератор 1 по своей конструкции позволяет получать генераторный газ, который условно разделяется на «верхний» и «нижний». «Верхний» газ частично используется для сжигания в аппарате пиролиза 4 и частично для сжигания в котельном агрегате 5, находящихся в коксоэнергетическом блоке 11. Из паровоздушного двухзонного газогенератора 1 выходит также «нижний» газ, который практически не содержит смолистых веществ. Этот газ при незначительной сероочистке в аппарате 2 любым известным методом поступает на сжигание в газопоршневую электрическую станцию 3 либо газовую турбину или другое аналогичное оборудование, где его химическая энергия преобразуется в электрическую энергию. Полученная электрическая энергия может быть использована для обеспечения собственных нужд или частично передана сторонним потребителям. Исходным топливом для паровоздушного двухзонного газогенератора 1 энергетического блока I могут быть различные твердые углеродсодержащие вещества, однако предпочтительно использовать твердое угольное топливо.The energy block I provides for the production of generator gas produced in a steam-air dual-zone gas generator 1 when using steam-air blast. This steam-air dual-zone gas generator 1 by its design allows to obtain a generator gas, which is conditionally divided into “upper” and “lower”. The “upper” gas is partially used for combustion in the pyrolysis apparatus 4 and partially for combustion in the boiler unit 5, located in the
В коксоэнергетическом блоке II полигенерирующего энерготехнологического комплекса происходит получение тепловой, электрической энергии и коксового остатка, состоящего из углерода и минеральных компонентов. Исходный углеродсодержащий материал в виде угля или угольных отходов поступает на сушку в сушильный аппарат 8, в котором горячими выхлопными газами, полученными в газопоршневой электрической станции 3 энергетического блока I или нагретыми дымовыми газами, полученными при охлаждении коксового остатка, поступающего из аппарата пиролиза 4 в коксовый теплообменник 9, подсушивается до требуемой влажности. Затем подсушенный углеродсодержащий материал поступает в установку брикетирования 6, после которой готовые брикеты поступают в аппарат пиролиза 4.In the coke-energy block II of the polygenerating energy-technological complex, thermal, electric energy and coke residue, consisting of carbon and mineral components, are obtained. The initial carbon-containing material in the form of coal or coal waste is sent to the
В аппарате пиролиза 4 при сжигании «верхнего» газа происходит нагрев без доступа воздуха брикетов исходного топлива. В результате термического воздействия в аппарате пиролиза 4 происходит карбонизация исходного материала, то есть удаление летучих веществ, и образование коксового остатка исходного материала, преимущественно образованного из углерода и минеральных веществ. Коксовый остаток из аппарата пиролиза 4 поступает в коксовый теплообменник 9, где охлаждается дымовыми газами, которые направляются в сушильный аппарат 8 перед установкой брикетирования 6. Далее коксовый остаток поступает в блок подготовки коксового остатка исходного топлива 7, где происходит его дробление и грохочение с отбором необходимой фракции, которая в дальнейшем поступает в аллотермический газификатор 13 газового блока III полигенерирующего энерготехнологического комплекса. Неиспользованный отсев коксового остатка из блока подготовки коксового остатка исходного топлива 7 поступает на газификацию в паровоздушный двухзонный газогенератор 1, расположенный в энергетическом блоке I полигенерирующего энерготехнологического комплекса. «Верхний» газ, который передал теплоту горения в аппарате пиролиза 4 и представляет собой дымовые газы, в дальнейшем поступает в теплообменный аппарат для дымовых газов 10, где происходит нагрев воды до температуры, необходимой для собственных нужд. После того как дымовые газы отдали часть своей теплоты воде, они поступают в коксовый теплообменник 9, где предварительно охлаждают коксовый остаток и нагреваются. Затем вновь нагретые дымовые газы используются для сушки исходного материала в сушильном аппарате 8.In the pyrolysis apparatus 4, when the “upper” gas is burned, heating occurs without air from the briquettes of the initial fuel. As a result of thermal exposure in the pyrolysis apparatus 4, carbonization of the starting material occurs, that is, the removal of volatile substances, and the formation of a coke residue of the starting material, mainly formed from carbon and minerals. The coke residue from the pyrolysis apparatus 4 enters the
Пиролизный газ из аппарата пиролиза 4 и часть «верхнего» газа поступают в котельный агрегат 5, расположенный в коксоэнергетическом блоке II. В котельном агрегате 5 происходит сжигание газовых продуктов, в результате чего образуется водяной пар, параметры которого по давлению и температуре определяются конструкцией котельного агрегата. Конструкция котельного агрегата предпочтительно должна обеспечивать температуру в топке котла или дымовых газов не менее чем 1300°C. Кроме того, конструкция топки должна обеспечивать возможность использования различного топлива, в частности твердого топлива.Pyrolysis gas from the pyrolysis apparatus 4 and part of the “upper” gas enter the boiler unit 5 located in the coke energy block II. In the boiler unit 5, gas products are burned, resulting in the formation of water vapor, the parameters of which by pressure and temperature are determined by the design of the boiler unit. The design of the boiler unit should preferably provide a temperature in the furnace of the boiler or flue gas of at least 1300 ° C. In addition, the design of the furnace should allow the use of various fuels, in particular solid fuels.
Полученный водяной пар в котельном агрегате 5 далее направляется на паровую турбину 12, в которой обязательным условием является возможность отбора отработавшего водяного пара требуемого давления для осуществления процесса газификации. Паровая турбина с электрогенератором позволяет вырабатывать электрическую энергию, которая может быть использована для обеспечения собственных нужд или для передачи стороннему потребителю.The resulting water vapor in the boiler unit 5 is then sent to a
В паровой турбине 12 отобранный водяной пар снова поступает в котельный агрегат 5, расположенный в коксоэнергетическом блоке II. В этом котельном агрегате 5 водяной пар при постоянном давлении снова подвергается перегреву до максимально возможной температуры (предпочтительно до 1200-1400°C). Требуемая температура перегрева водяного пара обуславливается конструкцией котельного агрегата и технологией паровой бескислородной газификации, которая показывает, что повышение температуры выше указанной, практически не влияет на содержание целевых компонентов синтез-газа - CO и H2.In the
При достижении требуемой температуры водяного пара он направляется в аллотермический газификатор 13, расположенный в газовом блоке III полигенерирующего энерготехнологического комплекса, где происходит газификация коксового остатка, полученного в коксоэнергетическом блоке II. При недостаточной температуре (менее 1200-1400°C) перегретого водяного пара в котельном агрегате 5 предусматривается возможность перегрева водяного пара продуктами сгорания водородно-кислородной смеси, например, в устройстве, аналогичном пат. RU 2499952 С2, опублик. 27.11.2013. Бюл. №6 «Парогенератор и способ получения высокотемпературного водяного пара». В результате чего возможно образование водяного пара с температурой 1200-1400°C, который является не только газифицирующим агентом, но и выступает в качестве теплоносителя в аллотермическом газификаторе 13 газового блока III полигенерирующего энерготехнологического комплекса.When the required temperature of water vapor is reached, it is sent to the
Такой способ получения перегретого водяного пара либо в котельном агрегате, либо с минимальным перегревом продуктами сгорания водородно-кислородной смеси обеспечивает высокую эффективность газификации коксового остатка (максимальный выход синтез-газа при минимальном содержании балластных примесей).This method of producing superheated water vapor either in the boiler unit or with minimal overheating by the combustion products of the hydrogen-oxygen mixture ensures high efficiency of gasification of the coke residue (maximum yield of synthesis gas with a minimum content of ballast impurities).
В газовом блоке III полигенерирующего энерготехнологического комплекса происходит получение синтез-газа с соотношением H2:CO, близким к оптимальному (2:1), его очистка и производство синтетических жидких углеводородов в установке Фишера-Тропша. Смесь синтез-газа и непрореагировавшего водяного пара далее направляется в теплообменник 14, где ее температура снижается до температуры конденсации водяного пара. В теплообменнике синтез-газа 14 образуется тепловая энергия в виде горячей воды или водяного пара. Полученная тепловая энергия используется либо для собственных нужд, либо для передачи сторонним потребителям. После теплообменника 14 смесь синтез-газа и водяного пара поступает в конденсатор-сепаратор 15, в котором происходит разделение синтез-газа и конденсата. Сырой синтез-газ после конденсатора-сепаратора 15 поступает на аппарат осушки 16 при использовании любого известного метода.In the gas block III of the polygenerating energy technology complex, synthesis gas is produced with a H 2 : CO ratio close to optimal (2: 1), it is purified and synthetic liquid hydrocarbons are produced in a Fischer-Tropsch plant. The mixture of synthesis gas and unreacted water vapor is then sent to a
Далее синтез-газ поступает в блок очистки 11, в котором происходит глубокое охлаждение синтеза-газа, преимущественного до температуры 170-190К (при необходимости ниже). Получение холода в блоке очистки синтез-газа 11 осуществляется при использовании собственных энергетических ресурсов. Такой способ очистки позволяет сконденсировать практически все низкокипящие балластные примеси, в частности соединения серы и азота, которые негативно влияют на работоспособность катализаторов при производстве жидких углеводородов. Сконденсированные балластные соединения направляются на сжигание в топку котельного агрегата 5, расположенного в коксоэнергетическом блоке II.Next, the synthesis gas enters the
Охлажденный и очищенный синтез-газ после блока очистки 11 поступает в блок получения холода 17, где происходит его подогрев, при использовании известного теплообменного оборудования. После него синтез-газ поступает в компрессор 18, который подает его в реактор по производству синтетического жидкого топлива 19. В результате протекания преимущественно экзотермических реакций в реакторе по производству синтетического жидкого топлива 19 происходит значительное тепловыделение. Образующееся тепло передается теплоносителю и выводится из реактора по производству синтетического жидкого топлива 19. Полученная тепловая энергия, например, в виде нагретой воды или водяного пара далее используется на собственные нужды или для передачи сторонним потребителям. Из реактора по производству синтетического жидкого топлива 19 выводится непрореагировавший синтез-газ и синтетическое жидкое топливо. Непрореагировавший синтез-газ отправляется на рецикл и повторно используется для получения синтетического жидкого топлива. Синтетическое жидкое топливо далее идет на ректификацию с целью разделения бензиновых, дизельных фракций и высококипящих углеводородов.The cooled and purified synthesis gas after the
Таким образом, при осуществлении предлагаемого способа получения тепловой, электрической энергии, холода, синтез-газа и синтетического жидкого топлива предлагается использовать рациональный технико-экономический способ получения перегретого до 1200-1400°C водяного пара. Водяной пар используется в качестве газифицирующего агента и теплоносителя при бескислородной газификации углеродсодержащего сырья, предпочтительного твердого топлива, позволяющий получать качественный синтез-газ для производства синтетического жидкого топлива с использованием очистки синтез-газа методом глубокого охлаждения.Thus, when implementing the proposed method for producing thermal, electric energy, cold, synthesis gas and synthetic liquid fuel, it is proposed to use a rational technical and economic method for producing water vapor superheated to 1200-1400 ° C. Water vapor is used as a gasification agent and a coolant for oxygen-free gasification of carbon-containing raw materials, the preferred solid fuel, which allows to obtain high-quality synthesis gas for the production of synthetic liquid fuel using the synthesis gas purification by deep cooling.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015117873/06A RU2591075C1 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Poly-generating energy system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015117873/06A RU2591075C1 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Poly-generating energy system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2591075C1 true RU2591075C1 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=56372287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015117873/06A RU2591075C1 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Poly-generating energy system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2591075C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732530C1 (en) * | 2020-02-27 | 2020-09-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Power technological complex for generation of heat and mechanical energy and method of operation of complex |
| RU2756399C1 (en) * | 2021-02-26 | 2021-09-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Energy technological complex for generation of thermal and mechanical energy and method for operation of complex |
| RU2846384C1 (en) * | 2025-03-13 | 2025-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационная Компания Интехпром" | Poly-generation energy technological complex with recycling of sulphur dioxide in form of ammonium sulphate in production of metals from sulphide concentrates |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU88671U1 (en) * | 2009-05-27 | 2009-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования Новосибирский государственный технический университет | GAS-POWERED STEAM-GAS PLANT WITH GASIFICATION |
| RU2385343C1 (en) * | 2008-12-10 | 2010-03-27 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Компания "Интергаз" | Method of processing carbon and/or carbon containing products and reactor for implementation of this method |
| RU101035U1 (en) * | 2010-07-12 | 2011-01-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | SOLID FUEL REFINING SYSTEM |
| US20110035990A1 (en) * | 2008-02-28 | 2011-02-17 | Krones Ag | Method and device for converting carbonaceous raw materials |
| RU2459860C2 (en) * | 2006-08-31 | 2012-08-27 | Термоселект Актиенгезелльшафт | Method for obtaining fuels from waste |
| WO2012117423A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Hannibal | A method and a system for synthetic liquid fuel production by indirect gasification |
-
2015
- 2015-05-12 RU RU2015117873/06A patent/RU2591075C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2459860C2 (en) * | 2006-08-31 | 2012-08-27 | Термоселект Актиенгезелльшафт | Method for obtaining fuels from waste |
| US20110035990A1 (en) * | 2008-02-28 | 2011-02-17 | Krones Ag | Method and device for converting carbonaceous raw materials |
| RU2385343C1 (en) * | 2008-12-10 | 2010-03-27 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Компания "Интергаз" | Method of processing carbon and/or carbon containing products and reactor for implementation of this method |
| RU88671U1 (en) * | 2009-05-27 | 2009-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования Новосибирский государственный технический университет | GAS-POWERED STEAM-GAS PLANT WITH GASIFICATION |
| RU101035U1 (en) * | 2010-07-12 | 2011-01-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | SOLID FUEL REFINING SYSTEM |
| WO2012117423A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Hannibal | A method and a system for synthetic liquid fuel production by indirect gasification |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732530C1 (en) * | 2020-02-27 | 2020-09-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Power technological complex for generation of heat and mechanical energy and method of operation of complex |
| RU2756399C1 (en) * | 2021-02-26 | 2021-09-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Energy technological complex for generation of thermal and mechanical energy and method for operation of complex |
| RU2846384C1 (en) * | 2025-03-13 | 2025-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационная Компания Интехпром" | Poly-generation energy technological complex with recycling of sulphur dioxide in form of ammonium sulphate in production of metals from sulphide concentrates |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106536682B (en) | Gasification-based energy-efficient polygeneration apparatus employing energy-efficient acid gas removal equipment and related methods | |
| EP2350233B1 (en) | Method and apparatus for producing liquid biofuel from solid biomass | |
| CN102875005B (en) | Sludge biological carbonizing technology based on hydrothermal reaction | |
| AU2009218694B2 (en) | Method and device for converting carbonaceous raw materials | |
| Park et al. | Current Developments in Thermochemical Conversion | |
| US9334458B2 (en) | Complex system for utilizing coal in manufacture of char and raw material gas and electric power generation | |
| CN101932677A (en) | A biomass gasification method and apparatus for production of syngas with a rich hydrogen content | |
| PL224909B1 (en) | Method and system for the production of biomethane, ecomethane as well as electric power and heat energy | |
| CN101747943B (en) | Method by utilizing livestock manure to produce hydrogenous gas and other products in a step-by-step thermal decomposition way and device | |
| CN101818073A (en) | Dry distillation and semicoke incineration integrated system for oil shale | |
| CN103045308A (en) | Power generation method and system based on step conversion of hydrocarbon components of coal | |
| Kumari et al. | Thermochemical routes applying biomass: a critical assessment | |
| RU2591075C1 (en) | Poly-generating energy system | |
| Roy et al. | The biomass Pyrocycling TM process | |
| RU2007141758A (en) | METHOD FOR COMPREHENSIVE USE OF SOLID FUELS IN POWER INSTALLATIONS OF THE COMBINED CYCLE WITH JOINT PRODUCTION OF ENERGY AND FURTHER PRODUCTS AS LIQUID AND SOLID FUEL FUELS | |
| Nanou | Biomass gasification for the production of methane | |
| CN203096004U (en) | Power generation system based on classification and transformation of hydrocarbon components of coal | |
| JP2009203335A (en) | Fuel gas producing method and tar producing method from biomass thermally cracked oil, method for recovering sensible heat possessed by coke oven gas, method for recovering sensible heat possessed by converter gas, and method for increasing calorific value of converter gas | |
| JP2011236394A (en) | Woody gas producer | |
| JP7291677B2 (en) | Water gas generation system, biomass power generation system and biomass hydrogen supply system | |
| RU2825949C1 (en) | Method for gasification of solid fuels and continuous-action gas generator for its implementation | |
| JP2006335937A (en) | Organic compound heating equipment | |
| RU136800U1 (en) | SOLID FUEL GASIFIER | |
| US11834338B1 (en) | Continuous carbonaceous matter thermolysis and pressurized char activation with hydrogen production | |
| RU92150U1 (en) | HYDROCARBON RAW MATERIAL PROCESSING PLANT |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170513 |