RU2520450C2 - Method for production of pyrolysis resin-free combustible gas during condensed fuel gasification and gas generators for method realisation - Google Patents
Method for production of pyrolysis resin-free combustible gas during condensed fuel gasification and gas generators for method realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2520450C2 RU2520450C2 RU2012142973/05A RU2012142973A RU2520450C2 RU 2520450 C2 RU2520450 C2 RU 2520450C2 RU 2012142973/05 A RU2012142973/05 A RU 2012142973/05A RU 2012142973 A RU2012142973 A RU 2012142973A RU 2520450 C2 RU2520450 C2 RU 2520450C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- gas
- pyrolysis
- gas generator
- combustible material
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 138
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 title claims abstract description 114
- 238000002309 gasification Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 74
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 225
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 120
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 103
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 38
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 21
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 21
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 7
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-NJFSPNSNSA-N oxygen-18 atom Chemical compound [18O] QVGXLLKOCUKJST-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000124033 Salix Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 239000003701 inert diluent Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- -1 shale Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки конденсированных топлив с получением горючего газа и может быть использовано для переработки различных твердых топлив для выработки энергии, в том числе с использованием двигателей внутреннего сгорания, а также для получения синтез-газа.The invention relates to the field of processing condensed fuels to produce combustible gas and can be used to process various solid fuels to generate energy, including using internal combustion engines, as well as to produce synthesis gas.
Известно достаточно большое число способов газификации различных твердых топлив: в вертикальных шахтных реакторах с нижней подачей дутья, в вертикальных шахтных реакторах с верхней подачей дутья, в реакторах кипящего слоя, в различного рода комбинированных процессах. Во всех этих способах топливо (уголь, сланец, биотопливо, изношенные шины и др.) загружают в реактор через шлюзовую камеру, подают в реактор кислородсодержащий газ (воздух, кислород, парокислородную смесь), а получаемый при неполном сгорании топлива горючий газ выводят из реактора. Существенным ограничением возможности последующего использования получаемого генераторного газа является наличие в нем пиролизных смол, которые образуют отложения, приводящие к закупорке линий подачи генераторного газа, делают невозможным использование генераторного газа в двигателях внутреннего сгорания (газопоршневых моторах или газовых турбинах).A fairly large number of gasification methods for various solid fuels are known: in vertical shaft reactors with a lower blast feed, in vertical shaft reactors with a lower blast feed, in fluidized bed reactors, in various kinds of combined processes. In all these methods, fuel (coal, shale, biofuel, worn tires, etc.) is loaded into the reactor through the lock chamber, oxygen-containing gas (air, oxygen, vapor-oxygen mixture) is fed into the reactor, and the combustible gas obtained from incomplete combustion of fuel is removed from the reactor . A significant limitation of the possibility of the subsequent use of the resulting generator gas is the presence of pyrolysis resins in it, which form deposits leading to blockage of the generator gas supply lines, making it impossible to use the generator gas in internal combustion engines (gas piston engines or gas turbines).
Известен способ газификации твердого топлива в шахтном реакторе с восходящим дутьем, описанный в патентной заявке US 2010199895 (МПК F23G 5/16 [2006.01], опуб. 2010-08-12), где предлагается проводить дополнительное неполное окисление генераторного газа в верхней части шахтного реактора. Получаемый при этом генераторный газ с высокой температурой свободен от пиролизных смол.A known method of gasification of solid fuel in a shaft reactor with upward blast described in patent application US 2010199895 (IPC F23G 5/16 [2006.01], publ. 2010-08-12), where it is proposed to carry out additional incomplete oxidation of the generator gas in the upper part of the shaft reactor . The resulting high temperature generator gas is free of pyrolysis resins.
Однако описанный способ приводит к потере значительной части калорийности пиролизных смол, сгорающих при неполном окислении генераторного газа, а высокая температура генераторного газа затрудняет его последующее использование.However, the described method leads to the loss of a significant part of the calorie content of pyrolysis resins, which burn when incomplete oxidation of the generator gas, and the high temperature of the generator gas makes it difficult to use it later.
Известен также метод получения генераторного газа, предложенный в международной патентной заявке WO 2007/102032 (МПК C10J 3/20 [2006.01], опуб. 2007-03-06). Предлагается проводить газификацию твердого топлива в вертикальном шахтном реакторе при подаче предварительно подогретого до 600°C воздуха, проводить перегрузку не полностью сгоревшего ококсованного топлива через высокотемпературный шлюз в нижерасположенный шахтный реактор с обращенным потоком, отбирать из верхней части первого реактора генераторный газ, содержащий пиролизные смолы и влагу топлива, направляя генераторный газ в верхнюю часть нижнего реактора, где генераторный газ сжигают при подаче предварительно подогретого до 600°C воздуха в количестве, недостаточном для полного окисления газа, и пропуская затем продукты горения через слой горячего кокса. Пары воды и двуокись углерода реагируют при этом с коксом, выделяя дополнительное количество водорода и окиси углерода. Синтез-газ, свободный от пиролизных смол, выводится снизу при температуре около 700°C.There is also known a method of producing generator gas, proposed in the international patent application WO 2007/102032 (IPC C10J 3/20 [2006.01], publ. 2007-03-06). It is proposed to carry out gasification of solid fuel in a vertical shaft reactor while supplying air preheated to 600 ° C, to reload not fully burned coke fuel through a high-temperature sluice to a downstream mine reactor with a reverse flow, to select the generator gas containing pyrolysis resins from the top of the first reactor and moisture of the fuel, directing the generator gas to the upper part of the lower reactor, where the generator gas is burned at the supply of preheated to 600 ° C air in an amount insufficient to completely oxidize the gas, and then passing the combustion products through a layer of hot coke. Water vapor and carbon dioxide react with coke, releasing additional hydrogen and carbon monoxide. Pyrolysis resin-free synthesis gas is discharged from below at a temperature of about 700 ° C.
Сходный процесс предложен в международной патентной заявке WO 2008/107727 (МПК C10J 3/66 [2006.01], опуб. 2008-09-12). Предлагается проводить газификацию твердого топлива в вертикальном шахтном реакторе, где установлена разделительная колосниковая решетка в средней части реактора, при подаче предварительно подогретого до 400°C воздуха под колосниковую решетку, проводить перегрузку не полностью сгоревшего ококсованного топлива в нижерасположенный объем шахтного реактора с обращенным потоком, отбирать из верхней части реактора генераторный газ, содержащий пиролизные смолы и влагу топлива, принудительно, с помощью вентилятора, направляя генераторный газ в нижнюю часть реактора, где генераторный газ сжигают при температуре 1100-1200°C при дополнительной подаче предварительно подогретого до 550°C воздуха в количестве, недостаточном для полного окисления газа, и пропуская затем продукты горения через слой горячего кокса. Пары воды и двуокись углерода реагируют при этом с коксом, выделяя дополнительное количество водорода и окиси углерода. Свободный от пиролизных смол синтез-газ выводится снизу при температуре 700-750°C.A similar process is proposed in international patent application WO 2008/107727 (IPC
Указанные выше способы, подразумевающие выход горячего синтез-газа через слой горячего кокса, имеют тот недостаток, что синтез-газ имеет высокую температуру и для подачи его в двигатель внутреннего сгорания или в реактор химического синтеза, а также для проведения очистки, требуется охлаждать его в громоздких теплообменниках. При этом тепло синтез-газа безвозвратно теряется, что снижает общий кпд процесса.The above methods, involving the release of hot synthesis gas through a layer of hot coke, have the disadvantage that the synthesis gas has a high temperature and, for supplying it to an internal combustion engine or chemical synthesis reactor, as well as for purification, it is necessary to cool it in bulky heat exchangers. In this case, the heat of synthesis gas is irretrievably lost, which reduces the overall efficiency of the process.
Известны способы газификации в шахтном реакторе с нижним дутьем, включающие совместную загрузку в реактор конденсированного топлива и твердого негорючего материала.Known methods of gasification in a shaft reactor with a lower blast, including the joint loading of condensed fuel and solid non-combustible material into the reactor.
Способ газификации твердого топлива в шахтном реакторе, описанный в патенте GB 1435088 (C10J 3/02, опуб. 1976-05-12), предложен для спекающихся углей, которые теряют газопроницаемость при горении, и включает совместную загрузку в реактор угля и инертного разбавителя - полых цилиндров, изготовленных из огнеупорного материала.The method of gasification of solid fuel in a shaft reactor, described in patent GB 1435088 (C10J 3/02, publ. 1976-05-12), is proposed for sintering coals, which lose gas permeability during combustion, and includes co-loading into the reactor coal and an inert diluent - hollow cylinders made of refractory material.
Известен способ газификации изношенных шин (патент US 4588477, C09C 1/48, опуб. 1986-05-13), включающий загрузку кусков шин в реактор в смеси с кусками огнеупора, подачу газа-окислителя совместно с горючим газом в среднюю часть реактора через пояс дутьевых фурм, расположенных по окружности реактора, и подачу в нижнюю часть реактора водяного пара.A known method of gasification of worn tires (patent US 4588477, C09C 1/48, publ. 1986-05-13), including loading pieces of tires into the reactor in a mixture with pieces of refractory, supplying an oxidizing gas together with combustible gas to the middle part of the reactor through the belt blowing tuyeres located around the circumference of the reactor, and supplying water vapor to the lower part of the reactor.
В способе газификации твердого углеродсодержащего топлива, предложенном в патенте SU 1761777 (МПК5 C10J 3/00, опуб. 1992-09-15), предлагается с помощью добавления к твердому топливу кускового огнеупорного негорючего материала регулировать температуру генераторного газа, поддерживая ее не выше 400°C.In the method of gasification of solid carbon-containing fuel, proposed in patent SU 1761777 (IPC 5
В аналогичном способе, наиболее близком к заявляемому, описанном в патенте RU 2079051 (МПК6 F23G 5/27, опуб. 1997-05-10) применительно к твердым бытовым отходам, предложен способ газификации в противотоке газа в вертикальном шахтном реакторе-газогенераторе; для осуществления процесса предложено проводить загрузку топлива в верхнюю часть газогенератора и выгрузку из нижней части газогенератора твердого остатка горения, организовать подачу кислородсодержащего газа в нижнюю часть и вывод газообразных продуктов из верхней части газогенератора, и проводить при постоянном контроле и измерении температуры в газогенераторе пиролиз и горение топлива в противотоке газа; при этом предложено использовать добавление к твердому топливу (твердым бытовым отходам) кускового огнеупорного негорючего материала в качестве твердого теплоносителя, который в верхней части реактора отбирает тепло генераторного газа и позволяет снизить его температуру, а затем в нижней части реактора отдает тепло газу-окислителю.In a similar method closest to the claimed one described in patent RU 2079051 (IPC 6
По описанным выше способам газификации в противотоке газа-окислителя органических топлив в смеси с твердым негорючим материалом (твердым теплоносителем) получается генераторный газ при низкой температуре, который, однако, содержит много пиролизных смол, поскольку топливо пиролизуется по мере нагревания потоком генераторного газа смеси топлива с твердым теплоносителем, и выделяемые при нагревании пиролизные смолы уносятся газовым потоком.Using the methods described above for gasification in countercurrent of an oxidizing gas of organic fuels mixed with solid non-combustible material (solid heat carrier), generator gas is obtained at a low temperature, which, however, contains many pyrolysis resins, since the fuel pyrolyzes as the fuel mixture heats up with the generator gas stream solid heat carrier, and pyrolysis resins released during heating are carried away by the gas stream.
Из вышесказанного следует техническая задача, решаемая настоящим изобретением, - получение при газификации конденсированного топлива горючего газа, свободного от пиролизных смол, с высоким энергетическим выходом, т.е. при низкой температуре генераторного газа.From the foregoing, the technical problem to be solved by the present invention follows: obtaining, during gasification of a condensed fuel, a combustible gas free of pyrolysis resins with a high energy yield, i.e. at low temperature of the generator gas.
Поставленная задача решается в предлагаемом способе получения горючего газа при газификации конденсированного топлива, включающем загрузку топлива в верхнюю часть газогенератора, подачу кислородсодержащего газа в нижнюю часть газогенератора, загрузку в газогенератор твердого негорючего материала (твердого теплоносителя), проведение сушки, пиролиза и горения топлива в противотоке газа, вывод газообразных продуктов из верхней части газогенератора и выгрузку из нижней части газогенератора твердого остатка горения, при постоянном контроле и измерении температуры в газогенераторе. Новизна предлагаемого способа заключается в том, что загрузку в газогенератор топлива и твердого негорючего материала производят раздельно, причем внутри газогенератора формируют слой не смешанного с топливом твердого негорючего материала, отбирают газообразные продукты из слоя загруженного в газогенератор твердого негорючего материала не смешанного с топливом, организуют внутри газогенератора зону смешения топлива и твердого негорючего материала и проводят в этой зоне смешение топлива и твердого негорючего материала, нагретого в потоке газообразных продуктов.The problem is solved in the proposed method for producing flammable gas during gasification of condensed fuel, including loading fuel into the upper part of the gas generator, supplying oxygen-containing gas to the lower part of the gas generator, loading solid non-combustible material (solid coolant) into the gas generator, carrying out drying, pyrolysis and burning of fuel in countercurrent gas, the withdrawal of gaseous products from the upper part of the gas generator and unloading from the lower part of the gas generator of the solid combustion residue, at a constant Role and measuring the temperature in the gasifier. The novelty of the proposed method lies in the fact that the fuel and solid non-combustible material are loaded into the gas generator separately, and a layer of solid non-combustible material not mixed with fuel is formed inside the gas generator, gaseous products are taken from the layer of solid non-mixed solid material not mixed with fuel loaded into the gas generator, and arranged inside a gas generator mixing zone of fuel and solid non-combustible material and mixing in this zone of fuel and solid non-combustible material heated in the flow of gaseous products.
Такая организация процесса позволяет, во-первых, обеспечить низкую температуру генераторного газа на выходе из газогенератора, поскольку перед выводом газа из газогенератора газ контактирует с загруженным в газогенератор твердым негорючим материалом, и последний нагревается, отбирая тепло у потока газа; во-вторых, поскольку смешение топлива производится с уже нагретым до высокой температуры твердым негорючим материалом, пиролизные смолы контактируют с его нагретой поверхностью и в существенной степени разлагаются до газообразных продуктов.This organization of the process allows, firstly, to ensure a low temperature of the generator gas at the outlet of the gas generator, since before the gas is removed from the gas generator, the gas is in contact with solid non-combustible material loaded into the gas generator, and the latter is heated, taking heat from the gas stream; secondly, since the fuel is mixed with a solid non-combustible material already heated to a high temperature, the pyrolysis resins come into contact with its heated surface and substantially decompose to gaseous products.
Технический результат при осуществлении предлагаемого способа заключается в получении в едином процессе генераторного газа, существенно свободного от пиролизных смол, и имеющего при этом невысокую температуру. Дополнительным результатом является высокая энергетическая эффективность процесса, поскольку тепло, отобранное твердым теплоносителем у генераторного газа, возвращается в процесс с кислородсодержащим газом, подаваемым в нижнюю часть газогенератора, - кислородсодержащий газ подогревается при теплообмене с твердым теплоносителем в нижней части газогенератора.The technical result in the implementation of the proposed method is to obtain in a single process a generator gas, essentially free of pyrolysis resins, and having a low temperature. An additional result is the high energy efficiency of the process, since the heat taken away by the solid heat carrier from the generator gas is returned to the process with oxygen-containing gas supplied to the lower part of the gas generator - the oxygen-containing gas is heated during heat exchange with the solid heat carrier in the lower part of the gas generator.
Для некоторых, особенно влажных, топлив можно добиться дополнительного улучшения предлагаемого метода. Поскольку при нагревании из топлива выделяются газообразные продукты пиролиза и сушки, можно использовать их для подачи в зону горения водяного пара. Для этого производят отбор газообразных продуктов пиролиза и сушки из слоя топлива, загруженного в газогенератор, и принудительно, например с помощью вентилятора, направляют газообразные продукты пиролиза и сушки, отобранные из слоя топлива, в газогенератор, в зону ниже зоны смешения топлива и твердого негорючего материала по потоку твердого негорючего материала. Подобная организация процесса предлагает также дополнительное преимущество, поскольку поток газа, организуемый вентилятором, поставляет тепло, необходимое для протекания пиролиза и сушки, из зоны смешения топлива и твердого негорючего материала.For some, especially wet, fuels, further improvement of the proposed method can be achieved. Since gaseous products of pyrolysis and drying are released from the fuel during heating, they can be used to supply water vapor to the combustion zone. For this, gaseous products of pyrolysis and drying are selected from the fuel layer loaded into the gas generator, and forcibly, for example, by means of a fan, gaseous products of pyrolysis and drying, selected from the fuel layer, are sent to the gas generator, in the zone below the mixing zone of fuel and solid non-combustible material by flow of solid non-combustible material. Such a process organization also offers an additional advantage, since the gas flow organized by the fan delivers the heat necessary for pyrolysis and drying to flow from the mixing zone of fuel and solid non-combustible material.
При подаче газообразных продуктов пиролиза и сушки из слоя топлива, загруженного в газогенератор, в зону ниже зоны смешения топлива и твердого негорючего материала внутри газогенератора по потоку твердого негорючего материала, возникает вероятность появления отложений пиролизных смол в магистрали подачи газов. Решить эту проблему можно, организуя подачу газообразных продуктов пиролиза и сушки с помощью двух трактов и двух параллельно работающих в каждом из трактов вентиляторов и при этом попеременно производя выжигание отложений пиролизных смол на стенках одного и второго трактов подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки.When gaseous products of pyrolysis and drying are fed from a layer of fuel loaded into a gas generator into the zone below the mixing zone of fuel and solid non-combustible material inside the gas generator through a flow of solid non-combustible material, there is a possibility of deposits of pyrolysis resins in the gas supply line. This problem can be solved by organizing the supply of gaseous products of pyrolysis and drying using two paths and two fans working in parallel in each of the paths and at the same time alternately burning out deposits of pyrolysis resins on the walls of one and the second paths for supplying gaseous products of pyrolysis and drying.
Выжигание отложений пиролизных смол на стенках тракта подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки можно производить посредством инициирования в тракте горения и затем - подачи в тракт кислородсодержащего газа. Пиролизные смолы, отложившиеся на стенках тракта, при этом частично сгорают, а частично испаряются.Burning of deposits of pyrolysis resins on the walls of the supply path of gaseous products of pyrolysis and drying can be done by initiating in the combustion path and then supplying oxygen-containing gas to the path. The pyrolysis resins deposited on the walls of the tract, in this case, partially burn out, and partially evaporate.
Возможно также добиться улучшения в рамках предлагаемого метода, например, в тех случаях, когда требуется получение не топливного, а синтез-газа, свободного не только от пиролизных смол, но и от углеводородных газов. Чтобы добиться полного разложения углеводородов осуществляют дополнительную подачу кислородсодержащего газа, например воздуха, в слой твердого негорючего материала выше зоны смешения топлива и твердого негорючего материала внутри газогенератора по потоку твердого негорючего материала. При подаче воздуха в количестве, не достаточном для сгорания газа, происходит сгорание небольшой доли горючих компонентов газа и развивается высокая температура, при которой углеводороды, реагируя с кислородом и водяным паром, конвертируются в водород и окись углерода. Это не приводит к выделению горячего газа, поскольку тепло газа перед выводом его из газогенератора отбирается свежезагруженным твердым теплоносителем.It is also possible to achieve improvement in the framework of the proposed method, for example, in those cases where it is necessary to obtain not fuel, but synthesis gas, free not only of pyrolysis resins, but also of hydrocarbon gases. To achieve complete decomposition of hydrocarbons, an additional supply of oxygen-containing gas, such as air, is carried out into the layer of solid non-combustible material above the mixing zone of fuel and solid non-combustible material inside the gas generator by the flow of solid non-combustible material. When air is supplied in an amount not sufficient for gas combustion, a small fraction of the combustible components of the gas is burned and a high temperature develops at which hydrocarbons, reacting with oxygen and water vapor, are converted to hydrogen and carbon monoxide. This does not lead to the release of hot gas, since the heat of the gas before it is removed from the gas generator is taken away by freshly loaded solid heat carrier.
Для реализации предложенного способа можно использовать разного рода устройства противоточных реакторов-газогенераторов известной конструкции с внесением определенных конструктивных изменений.To implement the proposed method, it is possible to use various devices of countercurrent reactor-gas generators of known design with the introduction of certain structural changes.
В частности, процесс с отбором газообразных продуктов пиролиза и сушки для некоторых видов топлива может быть реализован в устройстве типа вертикальной шахтной печи. Для этого подачу кислородсодержащего газа производят в нижнюю часть шахтной печи, а подачу газообразных продуктов пиролиза и сушки, отбираемых из слоя, загруженного в газогенератор топлива, производят в среднюю часть шахтной печи.In particular, the process with the selection of gaseous products of pyrolysis and drying for some types of fuel can be implemented in a device such as a vertical shaft furnace. To do this, the supply of oxygen-containing gas is produced in the lower part of the shaft furnace, and the supply of gaseous products of pyrolysis and drying, taken from the layer loaded into the gas generator of fuel, is carried out in the middle part of the shaft furnace.
Для реализации предложенного способа можно использовать устройство типа многоподовой печи с числом подов не менее четырех, причем подачу кислородсодержащего газа производят на нижний под, а смешение топлива и твердого негорючего материала осуществляют на одном или нескольких промежуточных подах. При этом на верхнем поде реализуется теплообмен твердого негорючего материала и генераторного газа. Устройства перемещения сыпучего материала с пода на под естественным образом реализуют перемешивание топлива и нагретого до высокой температуры твердого негорючего материала на одном из промежуточных подов.To implement the proposed method, you can use a device such as a multi-hearth furnace with a number of hearths of at least four, and the supply of oxygen-containing gas is produced on the lower hearth, and the mixing of fuel and solid non-combustible material is carried out on one or more intermediate hearths. In this case, heat transfer of solid non-combustible material and generator gas is realized on the upper hearth. Devices for moving bulk material from the hearth to the hearth naturally implement mixing of the fuel and the solid non-combustible material heated to a high temperature on one of the intermediate hearths.
Для того чтобы реализовать процесс с отбором газообразных продуктов пиролиза и сушки, процесс проводят в устройстве типа многоподовой печи с числом подов не менее пяти, причем подачу кислородсодержащего газа производят на нижний под, смешение топлива и твердого негорючего материала осуществляют на одном или нескольких промежуточных подах, производят отбор газообразных продуктов пиролиза и сушки на поде, на который производят загрузку топлива, и подают газообразные продукты пиролиза и сушки на под ниже пода, где производят смешение топлива и твердого негорючего материала, но выше нижнего пода. Предпочтительно, при этом выполняют под, куда поступает загружаемое топливо и откуда отбираются газообразные продукты пиролиза и сушки, не сообщающиеся с верхним подом иначе, чем через нижележащий под, где производят перемешивание топлива и нагретого до высокой температуры твердого негорючего материала.In order to implement a process with the selection of gaseous products of pyrolysis and drying, the process is carried out in a device such as a multi-hearth furnace with a number of hearths of at least five, and the supply of oxygen-containing gas is carried out on the lower hearth, the mixture of fuel and solid non-combustible material is carried out on one or more intermediate hearths, produce gaseous products of pyrolysis and drying on the hearth, on which the fuel is charged, and supply gaseous products of pyrolysis and drying on the hearth below the hearth, where top willow and solid non-combustible material, but above the bottom of the hearth. Preferably, it is carried out under where the charged fuel enters and from where the gaseous products of pyrolysis and drying are taken, which do not communicate with the upper hearth otherwise than through the underlying hearth, where the fuel and solid non-combustible material heated to a high temperature are mixed.
В многоподовой печи может быть реализован и процесс с дополнительной окислительной конверсией углеводородов из генераторного газа. Для этого осуществляют дополнительную подачу кислородсодержащего газа на под выше пода, где производят смешение топлива и твердого негорючего материала, но ниже верхнего пода. На этом поде реализуется зона горения и нагрева газа до высокой температуры.In a multi-hearth furnace, a process with additional oxidative conversion of hydrocarbons from generator gas can also be implemented. To do this, carry out an additional supply of oxygen-containing gas to the hearth above the hearth, where fuel and solid non-combustible material are mixed, but below the upper hearth. On this hearth, a zone of combustion and heating of gas to a high temperature is realized.
Еще одну возможность осуществления процесса предоставляет известное устройство типа вращающейся печи - при этом смешение топлива и твердого негорючего материала осуществляют во вращающемся барабане.Another possibility for the implementation of the process provides a known device such as a rotary kiln - while mixing fuel and solid non-combustible material is carried out in a rotating drum.
В частности, в устройстве типа наклонного вращающегося реактора может быть реализован процесс с отбором газообразных продуктов пиролиза и сушки - для этого подачу кислородсодержащего газа производят в нижнюю часть вращающегося реактора, а подачу газообразных продуктов пиролиза и сушки, отобранных из слоя топлива, производят в среднюю часть вращающегося реактора.In particular, in a device such as an inclined rotary reactor, a process can be implemented with the selection of gaseous products of pyrolysis and drying - for this purpose, the supply of oxygen-containing gas is produced in the lower part of the rotating reactor, and the supply of gaseous products of pyrolysis and drying, selected from the fuel layer, is carried out in the middle part rotating reactor.
Устройства для реализации предлагаемого процесса требуют определенных конструктивных изменений по сравнению с известными конструкциями.Devices for the implementation of the proposed process require certain structural changes in comparison with known designs.
Для реализации описанного выше процесса газификации предлагается устройство (газогенератор), выполненное в виде вертикальной шахтной печи, например типа газификатора с плотным слоем (Fixed bed grate gasifier), описанного в [T. Malkow, Novel and innovative pyrolysis and gasification technologies for energy efficient and environmentally sound MSW disposal, Waste Management 24 (2004) 53-79], - вертикальной шахтной печи, снабженной устройством загрузки твердого топлива в верхнюю часть и устройством вывода из верхней части газообразных продуктов, устройством подачи кислородсодержащего газа и устройством выгрузки твердого остатка горения в нижней части. Новизна конструкции газогенератора заключается в том, что он дополнительно снабжен устройством загрузки твердого негорючего материала, расположенным в верхней части печи, а устройство загрузки топлива, расположенное в верхней части печи, включает выполненный, например, в виде вертикальной шахты объем, где может покоиться топливо, загруженное в газогенератор, и устройство, регулирующее возможность поступления топлива из объема в печь, например, в виде регулируемой заслонки в нижней части объема, причем устройство загрузки твердого топлива снабжено выводом газообразных продуктов пиролиза и сушки, магистралью подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки из устройства загрузки твердого топлива в среднюю часть шахтной печи, а магистраль подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки снабжена устройством принудительной подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки, например вентилятором.To implement the gasification process described above, a device (gas generator) is proposed in the form of a vertical shaft furnace, for example, a type of gasifier with a dense layer (Fixed bed grate gasifier) described in [T. Malkow, Novel and innovative pyrolysis and gasification technologies for energy efficient and environmentally sound MSW disposal, Waste Management 24 (2004) 53-79], - a vertical shaft furnace equipped with a device for loading solid fuel into the upper part and a device for removing gaseous products from the upper part , a device for supplying oxygen-containing gas and a device for unloading solid combustion residue in the lower part. The novelty of the gas generator design is that it is additionally equipped with a solid non-combustible material loading device located in the upper part of the furnace, and the fuel loading device located in the upper part of the furnace includes, for example, a volume where the fuel can rest, made in the form of a vertical shaft, loaded into the gas generator, and a device that regulates the possibility of fuel from the volume entering the furnace, for example, in the form of an adjustable damper in the lower part of the volume, the solid fuel loading device provided with output va of the gaseous products of pyrolysis and drying manifold supplying gaseous products of pyrolysis and drying of the download device of solid fuel in the middle part of the shaft furnace, a supply line of the gaseous pyrolysis products and drying apparatus is provided with a forced supply of gaseous pyrolysis products and drying, for example a fan.
Для реализации предлагаемого способа газификации конденсированного топлива предлагается устройство, выполненное в виде вертикальной многоподовой печи с числом подов не менее четырех, например, типа описанного в патенте US 4013023 (МПК2 F23G 5/12, опуб. 1977-03-22), включающее выполненный из огнеупорного материала вертикальный цилиндрический реактор, подразделяемый горизонтальными подами на ряд подовых пространств, последовательно соединенными отверстиями в подах, позволяющими поступление газов с пода на под, а также пересыпание сыпучих материалов с вышележащего пода на нижележащий. Многоподовая печь снабжена загрузочным устройством и устройством вывода газообразных продуктов на верхнем поде, устройством подачи кислородсодержащего газа и устройством выгрузки твердого остатка горения в нижней части газогенератора - на нижнем поде, приводом вращения и вертикальным валом, к которому прикреплены скребки, осуществляющие при вращении оси перемещение сыпучего материала на подах и, таким образом, обеспечивающие пересыпание сыпучего материала с вышележащих подов на нижележащие, а также датчиками температуры в печи. Новизна конструкции печи заключается в том, что многоподовая печь дополнительно снабжена устройством загрузки топлива, расположенным на одном из подов не выше второго сверху и не ниже третьего снизу.To implement the proposed method for gasification of condensed fuel, a device is proposed in the form of a vertical multi-hearth furnace with a number of hearths of at least four, for example, of the type described in patent US 4013023 (IPC 2
Можно достичь дальнейшего усовершенствования предложенной выше многоподовой печи, если выполнить ее с числом подов не менее пяти, причем под, на котором находится устройство загрузки топлива, снабжен выводом газообразных продуктов пиролиза и сушки, магистралью подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки на под не ниже второго снизу, а магистраль подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки снабжена устройством принудительной подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки, например вентилятором.It is possible to achieve further improvement of the multi-hearth furnace proposed above, if it is performed with a number of hearths of at least five, and underneath, on which the fuel loading device is located, it is equipped with an outlet for gaseous pyrolysis and drying products, a gas supply line for gaseous pyrolysis and drying products at no lower than the second and the supply line of gaseous products of pyrolysis and drying is equipped with a device for forced supply of gaseous products of pyrolysis and drying, for example, a fan.
Можно достичь дальнейшего усовершенствования предложенной выше многоподовой печи, сделав возможным проведение процесса с окислительной конверсией углеводородов, если выполнить ее с числом подов многоподовой печи не менее пяти, причем на одном из подов не выше второго сверху и не ниже третьего снизу установлено устройство подачи кислородсодержащего газа, например вентилятор, нагнетающий на этот под воздух.It is possible to achieve further improvement of the multi-hearth furnace proposed above by making it possible to carry out a process with the oxidative conversion of hydrocarbons if it is performed with the number of hearths of the multi-hearth furnace not less than five, and on one of the hearths not higher than the second from above and not lower than the third from below, an oxygen-containing gas supply device is installed, for example a fan forcing it under this air.
Для реализации описанного выше процесса газификации предлагается устройство (газогенератор), например типа противоточного роторного газификатора Pyroflam, описанного в [T. Malkow, Novel and innovative pyrolysis and gasification technologies for energy efficient and environmentally sound MSW disposal, Waste Management 24 (2004) 53-79], включающее барабан, установленный на неподвижных опорах с возможностью вращения, снабженное устройством подачи кислородсодержащего газа и устройством выгрузки твердого остатка горения в нижней части газогенератора, выводом газообразных продуктов в верхней части газогенератора, устройством загрузки твердого топлива и датчиками температуры в барабане. Новизна конструкции заключается в том, что газогенератор включает в себя расположенное выше барабана устройство загрузки топлива, а также расположенное выше барабана устройство загрузки твердого негорючего материала, которое включает объем, где может покоиться твердый негорючий материал, загруженный в газогенератор, выполненный, например, в виде вертикальной шахты, и устройство, регулирующее возможность поступления твердого негорючего материала из объема в барабан, например, в виде регулируемой заслонки, в нижней части объема, а в верхней части объема выполнено отверстие для вывода газообразных продуктов. В этом объеме реализуется теплообмен свежезагруженного твердого негорючего материала и генераторного газа, выходящего из вращающегося барабана при высокой температуре.To implement the gasification process described above, a device (gas generator) is proposed, for example, a type of countercurrent rotary gasifier Pyroflam described in [T. Malkow, Novel and innovative pyrolysis and gasification technologies for energy efficient and environmentally sound MSW disposal, Waste Management 24 (2004) 53-79], including a drum mounted on fixed supports with the possibility of rotation, equipped with an oxygen-containing gas supply device and a solid residue discharge device combustion in the lower part of the gas generator, the output of gaseous products in the upper part of the gas generator, a solid fuel loading device and temperature sensors in the drum. The novelty of the design lies in the fact that the gas generator includes a fuel loading device located above the drum, as well as a solid non-combustible material loading device located above the drum, which includes a volume where a solid non-combustible material may rest, loaded into the gas generator, made, for example, in the form vertical shaft, and a device that regulates the possibility of receipt of solid non-combustible material from the volume into the drum, for example, in the form of an adjustable damper, in the lower part of the volume, and in the top It volume portion has an opening for the withdrawal of gaseous products. In this volume, heat transfer of freshly loaded solid non-combustible material and generator gas, which leaves the rotating drum at high temperature, is realized.
Описанный выше газогенератор, включающий вращающийся барабан, допускает усовершенствование, связанное с возможным проведением процесса с окислительной конверсией углеводородов. Для реализации такой возможности надлежит выполнить устройство загрузки твердого негорючего материала таким образом, что оно включает устройство принудительной подачи кислородсодержащего газа, например вентилятор нагнетания воздуха, в объем, где может покоиться твердый негорючий материал, загруженный в газогенератор. В такой реализации в упомянутом объеме реализуется высокотемпературная зона конверсии углеводородов и зона теплообмена генераторного газа и свежезагруженного твердого негорючего материала.The above-described gas generator, including a rotating drum, allows improvement related to the possible process with the oxidative conversion of hydrocarbons. To realize this possibility, it is necessary to implement a device for loading solid non-combustible material in such a way that it includes a device for the forced supply of oxygen-containing gas, for example, an air injection fan, into a volume where solid non-combustible material can be resting, loaded into the gas generator. In such an implementation, a high-temperature hydrocarbon conversion zone and a heat exchange zone of generator gas and freshly loaded solid non-combustible material are realized in the said volume.
Газогенератор, включающий вращающийся барабан, допускает усовершенствование, связанное с использованием подачи газов пиролиза и сушки топлива в зону газификации. Для этого необходимо выполнить устройство загрузки топлива, расположенное выше вращающегося барабана, таким образом, что оно включает в себя объем, где может покоиться топливо, загруженное в газогенератор, выполненный, например, в виде вертикальной шахты, и устройство, регулирующее возможность поступления топлива в барабан, например, в виде регулируемой заслонки в нижней части объема, и снабжено выводом газообразных продуктов пиролиза и сушки, магистралью подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки из верхней части объема устройства загрузки топлива во вращающийся барабан, а магистраль подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки снабжена устройством принудительной подачи газообразных продуктов пиролиза и сушки, например вентилятором. В упомянутом объеме происходит пиролиз и сушка свежезагруженного топлива за счет тепла горячего генераторного газа, поступающего из барабана под воздействием работающего вентилятора.The gas generator, including a rotating drum, allows for improvements related to the use of the supply of pyrolysis gases and drying of fuel in the gasification zone. To do this, it is necessary to perform a fuel loading device located above the rotating drum, so that it includes a volume where the fuel loaded in the gas generator, made, for example, in the form of a vertical shaft, can rest, and a device that regulates the possibility of fuel entering the drum , for example, in the form of an adjustable damper in the lower part of the volume, and is equipped with an outlet for the gaseous products of pyrolysis and drying, a supply line for the gaseous products of pyrolysis and drying from the upper part of the volume of the device loading fuel into a rotating drum, and the supply line of gaseous products of pyrolysis and drying is equipped with a device for forced supply of gaseous products of pyrolysis and drying, for example, a fan. In this volume, pyrolysis and drying of freshly loaded fuel occurs due to the heat of the hot generator gas coming from the drum under the influence of a working fan.
Данные ниже примеры возможной реализации процесса подтверждают, но не исчерпывают предлагаемый способ газификации конденсированного топлива с получением генераторного газа, свободного от пиролизных смол. Фиг.1-3 иллюстрируют, но не ограничивают возможные реализации процесса, и схематически представляют предпочтительные конструктивные варианты предлагаемых устройств.The following examples of possible implementation of the process confirm, but do not exhaust, the proposed method for the gasification of condensed fuel to produce generator gas free of pyrolysis resins. Figure 1-3 illustrate, but do not limit the possible implementation of the process, and schematically represent the preferred structural options of the proposed devices.
На Фиг.1 представлена принципиальная схема возможной реализации процесса в вертикальном шахтном реакторе и показаны основные элементы соответствующего устройства.Figure 1 presents a schematic diagram of a possible implementation of the process in a vertical shaft reactor and shows the main elements of the corresponding device.
Фиг.2 иллюстрирует возможную реализацию процесса в многоподовой печи и соответствующее устройство.Figure 2 illustrates a possible implementation of the process in a multi-hearth furnace and the corresponding device.
Фиг.3 схематически представляет возможную реализацию процесса в газогенераторе, где зона смешения топлива и нагретого твердого негорючего материала реализована во вращающемся барабане, и соответствующее устройство.Figure 3 schematically represents a possible implementation of the process in a gas generator, where a mixing zone of fuel and heated solid non-combustible material is implemented in a rotating drum, and a corresponding device.
На Фиг.1 представлена принципиальная схема возможной реализации процесса в вертикальном шахтном реакторе соответствующей конструкции.Figure 1 presents a schematic diagram of a possible implementation of the process in a vertical shaft reactor of the corresponding design.
Процесс протекает следующим образом:The process proceeds as follows:
Топливо загружают в устройство загрузки топлива, выполненное в виде вертикальной шахты 1, через затвор 2, обеспечивающий невыход газов при загрузке. Твердый негорючий материал загружают в устройство загрузки твердого негорючего материала 4 через затвор 5. По мере нагревания топлива оно превращается в кокс. Твердый негорючий материал также нагревается в потоке горячих газообразных продуктов. По мере нагревания топлива и твердого негорючего материала они поступают с помощью регулируемых заслонок 3 и 6 в шахтный реактор 7, где в верхней части реализована зона смешения топлива и негорючего материала 8, и далее образовавшаяся смесь поступает в зону горения 9, где происходит горение кокса и образование синтез-газа. После выгорания кокса твердый остаток горения, включающий твердый негорючий материал и золу топлива, поступает в зону остывания твердого остатка горения 10 и по мере накопления выгружается с помощью колосника 11 через затвор 12.Fuel is loaded into a fuel loading device, made in the form of a
Вентилятор 13 непрерывно подает в слой твердого остатка горения воздух 14, который нагревается за счет тепла твердого остатка горения и поступает в зону горения 9. Вентилятор 15 отбирает пиролизный газ 16, содержащий пары воды, пиролизные смолы и горючие газы, из верхней части устройства загрузки топлива 1 и направляет пиролизный газ 16 в зону горения 9, где пиролизные смолы и горючие газы, а также кокс, поступающий из зоны смешения топлива и негорючего материала 8, сгорают в потоке воздуха 14, который при этом подают в недостатке. При этом водяной пар и двуокись углерода, содержавшиеся в пиролизном газе и образовавшиеся при сгорании пиролизных смол, реагируют в зоне смешения 8 с коксом с образованием водорода и окиси углерода.The
Отбор пиролизного газа 16 приводит к тому, что часть синтез-газа поступает из зоны смешения топлива и негорючего материала 8 в нижнюю часть устройства загрузки топлива 1, что обеспечивает нагревание топлива, приводящее к сушке и пиролизу топлива. В результате из топлива образуются пиролизный газ, пиролизные смолы и кокс. Основной поток генераторного газа из зоны смешения топлива и негорючего материала 8 поступает в устройство загрузки твердого негорючего материала 4.The selection of
Вентилятор 17 подает в нижнюю часть устройства загрузки твердого негорючего материала 4 воздух 18. При сгорании небольшой части генераторного газа с кислородом воздуха 18 развивается высокая температура и разлагаются остаточные количества пиролизных смол. Затем синтез-газ, протекая через слой твердого негорючего материала в устройстве загрузки 4, отдает твердому негорючему материалу тепло, и в результате свободный от пиролизных смол синтез-газ 19 выводят из газогенератора при низкой температуре.The
Фиг.2 иллюстрирует возможную реализацию процесса в многоподовой печи и конструкцию, позволяющую реализовать процесс. Процесс протекает следующим образом:Figure 2 illustrates a possible implementation of the process in a multi-hearth furnace and a design that allows you to implement the process. The process proceeds as follows:
Твердый негорючий материал загружают через затвор 5 на верхний под 20 многоподовой печи 27. Топливо через затвор 2 загружают в загрузочное устройство 1, откуда оно дозированно подается на под 22. Загруженные материалы перемещаются с вышележащего пода на нижележащий с помощью гребков, закрепленных на валу 26. При этом твердый негорючий материал поступает с пода 20 на под 21, а затем - на под 23, минуя под 22. Таким образом, предварительно нагретое и ококсованное топливо и нагретый твердый негорючий материал поступают на под 23, где реализуется зона смешения топлива и негорючего материала 8, и далее, по мере вращения вала 26, образовавшаяся смесь поступает на под 24, где реализуется зона горения 9: на поде 24 происходит горение кокса и образование синтез-газа. После выгорания кокса в зоне горения 9 на поде 24 твердый остаток горения, включающий твердый негорючий материал и золу топлива, поступает на под 25 в зону остывания твердого остатка горения 10, и по мере накопления выгружается через затвор 12.Solid non-combustible material is loaded through the
Вентилятор 13 непрерывно подает в слой твердого остатка на нижнем поде 25 воздух 14, который нагревается за счет тепла твердого остатка горения и поступает в зону горения 9 на поде 24. Вентилятор 15 отбирает пиролизный газ 16, содержащий пары воды, пиролизные смолы и горючие газы с пода 22, и направляет пиролизный газ 16 в зону горения на поде 24, где пиролизные смолы и горючие газы, а также поступающий с пода 23 кокс сгорают в потоке воздуха 14, который при этом подают в недостатке. При этом водяной пар и двуокись углерода, содержавшиеся в пиролизном газе и образовавшиеся при сгорании пиролизных смол, реагируют в зоне смешения 8 с коксом с образованием водорода и окиси углерода.The
Отбор пиролизного газа 16 приводит к тому, что часть синтез-газа поступает из зоны смешения топлива и негорючего материала на поде 23 на под 22, и обеспечивает нагревание топлива, загруженного на под 22, приводящее к сушке и пиролизу топлива, в результате чего образуются пиролизный газ, пиролизные смолы и кокс. Основной поток генераторного газа из зоны смешения топлива и негорючего материала на поде 23 поступает на под 21.The selection of
Вентилятор 17 нагнетает воздух 18 на под 21. При сгорании небольшой части генераторного газа с кислородом воздуха 18 на поде 21 развивается высокая температура и разлагаются остаточные количества пиролизных смол. Затем синтез-газ, попадая на под 20, где протекает через слой твердого негорючего материала, отдает твердому негорючему материалу тепло и в результате свободный от пиролизных смол синтез-газ 19 выводят с верхнего пода 20 многоподовой печи 7 при низкой температуре.The
Фиг.3 схематически представляет возможную реализацию процесса в газогенераторе, где зона смешения топлива и нагретого твердого негорючего материала помещена во вращающийся барабан и устройство типа вращающейся печи, позволяющее реализовать процесс. Процесс протекает следующим образом:Figure 3 schematically represents a possible implementation of the process in a gas generator, where a mixing zone of fuel and heated solid non-combustible material is placed in a rotary drum and a rotary kiln type device that allows the process to be realized. The process proceeds as follows:
Топливо загружают в устройство загрузки топлива, выполненное в виде вертикальной шахты 1, через затвор 2. Твердый негорючий материал загружают в устройство загрузки твердого негорючего материала, выполненное в виде вертикальной шахты 4, через затвор 5. По мере нагревания топлива и твердого негорючего материала они поступают с помощью регулируемых заслонок 3 и 6 в барабан 28, вращающийся на опорах (не показаны). Барабан через герметичные уплотнения 29 сопрягается с верхней камерой 30 и нижней камерой 31. При поступлении нагретых топлива и твердого негорючего материала в барабан 28 в верхней его части реализуется зона смешения топлива и негорючего материала 8, и далее по мере вращения барабана 28 образовавшаяся смесь поступает в зону горения 9, где происходит горение кокса и образование синтез-газа. После выгорания кокса твердый остаток горения, включающий твердый негорючий материал и золу топлива, высыпается из барабана 28 и поступает в устройство выгрузки твердого остатка горения 32, включающее колосник 11. Зона остывания 10 реализуется в нижней части барабана 28 и на колоснике 11. По мере накопления твердый остаток горения выгружают с помощью колосника 11 через разгрузочный затвор 12.Fuel is loaded into the fuel loading device, made in the form of a
Вентилятор 13 непрерывно подает в слой твердого остатка горения воздух 14, который нагревается за счет тепла твердого остатка горения и поступает в зону горения 9. Вентилятор 15 отбирает пиролизный газ 16, содержащий пары воды, пиролизные смолы и горючие газы, из верхней части устройства загрузки топлива 1 и направляет пиролизный газ 16 по трубе 33, закрепленной относительно нижней камеры 31, внутрь вращающегося барабана 28, в зону горения 9, где пиролизные смолы и горючие газы, а также поступающий из зоны смешения топлива и негорючего материала 8 кокс сгорают в потоке воздуха 14, который при этом подают в недостатке. При этом водяной пар и двуокись углерода, содержавшиеся в пиролизном газе и образовавшиеся при сгорании пиролизных смол, реагируют в зоне смешения в зоне смешения 8 с коксом с образованием водорода и окиси углерода.The
Отбор пиролизного газа 16 приводит к тому, что часть синтез-газа поступает из зоны смешения топлива и негорючего материала 8 в нижнюю часть устройства загрузки топлива 1, что обеспечивает нагревание топлива, приводящее к сушке и пиролизу топлива. В результате из топлива образуются пиролизный газ, пиролизные смолы и кокс. Основной поток генераторного газа из зоны смешения топлива и негорючего материала 8 поступает в устройство загрузки твердого негорючего материала 4.The selection of
Вентилятор 17 подает в нижнюю часть устройства загрузки твердого негорючего материала 4 воздух 18. При сгорании небольшой части генераторного газа с кислородом воздуха 18 развивается высокая температура, и разлагаются остаточные количества пиролизных смол. Затем синтез-газ газ, протекая через слой твердого негорючего материала в устройстве загрузки 4, отдает твердому негорючему материалу тепло, и в результате свободный от пиролизных смол синтез-газ 19 выводится из газогенератора при низкой температуре.The
Таким образом, настоящее изобретение предлагает решение технической задачи - получение генераторного газа, свободного от пиролизных смол, с высокой энергетической эффективностью в едином непрерывном процессе.Thus, the present invention provides a solution to the technical problem of obtaining a generator gas free of pyrolysis resins with high energy efficiency in a single continuous process.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012142973/05A RU2520450C2 (en) | 2012-10-09 | 2012-10-09 | Method for production of pyrolysis resin-free combustible gas during condensed fuel gasification and gas generators for method realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012142973/05A RU2520450C2 (en) | 2012-10-09 | 2012-10-09 | Method for production of pyrolysis resin-free combustible gas during condensed fuel gasification and gas generators for method realisation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012142973A RU2012142973A (en) | 2014-04-20 |
| RU2520450C2 true RU2520450C2 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=50480392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012142973/05A RU2520450C2 (en) | 2012-10-09 | 2012-10-09 | Method for production of pyrolysis resin-free combustible gas during condensed fuel gasification and gas generators for method realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2520450C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657042C2 (en) * | 2015-12-25 | 2018-06-08 | Леонид Витальевич Зюбин | Method for producing a combustible gas from a solid fuel and reactor for its implementation |
| RU2663433C1 (en) * | 2017-07-03 | 2018-08-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Современные пиролизные технологии" (ООО "СПТ") | Method for processing solid fuel with production of combustible gas and reactor for its implementation |
| WO2018164651A1 (en) | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Fedorov Saveliy Dmitrovych | Method and combined solid fuel gasifier for gasification of solid fuel |
| RU2703617C1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Современные пиролизные технологии" (ООО "СПТ") | Reactor for processing solid fuel to produce combustible gas |
| RU2733777C2 (en) * | 2018-11-28 | 2020-10-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Тепловые Технологии" (ООО АТТ) | Method of producing combustible gas free from pyrolysis resins during condensed fuel gasification and device for implementation thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1761777A1 (en) * | 1986-03-19 | 1992-09-15 | Отделение Института химической физики АН СССР | Method for production of combustible gases from solid carbon-containing fuel |
| RU2079051C1 (en) * | 1994-06-23 | 1997-05-10 | Институт химической физики в Черноголовке РАН | Method of processing of solid domestic garbage |
| RU2152561C1 (en) * | 1998-01-22 | 2000-07-10 | Институт проблем химической физики РАН | Condensed combustibles recovery method |
| US6852293B1 (en) * | 1999-07-29 | 2005-02-08 | Rgr Ambiente-Reattori Gassificazione Rifiuti S.R.L. | Process and device for waste pyrolysis and gasification |
| US20060185246A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-24 | Phoenix Solutions Co. | Integrated whole bale feed plasma pyrolysis gasification of lignocellulosic feed stock |
-
2012
- 2012-10-09 RU RU2012142973/05A patent/RU2520450C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1761777A1 (en) * | 1986-03-19 | 1992-09-15 | Отделение Института химической физики АН СССР | Method for production of combustible gases from solid carbon-containing fuel |
| RU2079051C1 (en) * | 1994-06-23 | 1997-05-10 | Институт химической физики в Черноголовке РАН | Method of processing of solid domestic garbage |
| RU2152561C1 (en) * | 1998-01-22 | 2000-07-10 | Институт проблем химической физики РАН | Condensed combustibles recovery method |
| US6852293B1 (en) * | 1999-07-29 | 2005-02-08 | Rgr Ambiente-Reattori Gassificazione Rifiuti S.R.L. | Process and device for waste pyrolysis and gasification |
| US20060185246A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-24 | Phoenix Solutions Co. | Integrated whole bale feed plasma pyrolysis gasification of lignocellulosic feed stock |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657042C2 (en) * | 2015-12-25 | 2018-06-08 | Леонид Витальевич Зюбин | Method for producing a combustible gas from a solid fuel and reactor for its implementation |
| WO2018164651A1 (en) | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Fedorov Saveliy Dmitrovych | Method and combined solid fuel gasifier for gasification of solid fuel |
| RU2663433C1 (en) * | 2017-07-03 | 2018-08-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Современные пиролизные технологии" (ООО "СПТ") | Method for processing solid fuel with production of combustible gas and reactor for its implementation |
| RU2733777C2 (en) * | 2018-11-28 | 2020-10-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Тепловые Технологии" (ООО АТТ) | Method of producing combustible gas free from pyrolysis resins during condensed fuel gasification and device for implementation thereof |
| RU2703617C1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Современные пиролизные технологии" (ООО "СПТ") | Reactor for processing solid fuel to produce combustible gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012142973A (en) | 2014-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1213129C (en) | A method for gasifying organic materials and material mixtures | |
| CA1075003A (en) | Process and apparatus for the production of combustible gas | |
| CA2377774C (en) | A method and an apparatus for the pyrolysis and gasification of organic substances or mixtures of organic substances | |
| AU2006263623B2 (en) | Waste treatment process and apparatus | |
| US8438983B2 (en) | Waste treatment process and apparatus | |
| RU2662440C1 (en) | Method of gasification of solid fuel and device for its implementation | |
| US4142867A (en) | Apparatus for the production of combustible gas | |
| RU2520450C2 (en) | Method for production of pyrolysis resin-free combustible gas during condensed fuel gasification and gas generators for method realisation | |
| WO2007081296A1 (en) | Downdraft/updraft gasifier for syngas production from solid waste | |
| WO2007126335A1 (en) | Method for processing condensed fuel by gasification and a device for carrying out said method | |
| AU2008303334A1 (en) | Downdraft refuse gasification | |
| RU2360949C1 (en) | Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation | |
| CH693034A5 (en) | A method for the treatment of solid materials and device for carrying out the process. | |
| RU2703617C1 (en) | Reactor for processing solid fuel to produce combustible gas | |
| RU2408820C1 (en) | Installation for multi-phase pyrolysis of organic raw material | |
| CA2568029C (en) | Improved gasifier | |
| RU2733777C2 (en) | Method of producing combustible gas free from pyrolysis resins during condensed fuel gasification and device for implementation thereof | |
| CN103148696B (en) | Device for preparing hot air for drying of clay mineral powder | |
| RU2241904C1 (en) | Complex for processing solid fuel on bioresources base and producing thermal energy | |
| WO2011057040A2 (en) | Direct-fired pressurized continuous coking | |
| RU2663433C1 (en) | Method for processing solid fuel with production of combustible gas and reactor for its implementation | |
| WO2005028595A1 (en) | Apparatus and method for producing combustible gasses from an organic material | |
| CN204897847U (en) | Small-particle-size brown coal gasification device based on vacuum thermal decomposition | |
| EP4151706B1 (en) | A method and a device to produce low-tar- and low-dust product gas | |
| RU2657042C2 (en) | Method for producing a combustible gas from a solid fuel and reactor for its implementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141010 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160420 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191010 |