RU2666417C2 - Установка для получения генераторного газа - Google Patents
Установка для получения генераторного газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666417C2 RU2666417C2 RU2016145639A RU2016145639A RU2666417C2 RU 2666417 C2 RU2666417 C2 RU 2666417C2 RU 2016145639 A RU2016145639 A RU 2016145639A RU 2016145639 A RU2016145639 A RU 2016145639A RU 2666417 C2 RU2666417 C2 RU 2666417C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- coal
- generator
- water
- output
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003250 coal slurry Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 76
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 13
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 5
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 5
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 235000019534 high fructose corn syrup Nutrition 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оборудованию для получения высококачественных водоугольных топливных смесей и переработки их в генераторный газ, который может быть использован для замещения мазутного топлива котлоагрегатов энергетических установок. Установка содержит приемный бункер для угля 1, устройство приготовления тонкодисперсной водоугольной суспензии 10, газогенератор 14, предназначенный для получения из приготовленной тонкодисперсной водоугольной суспензии, охладитель 15. Приемный бункер связан через питатель с измельчителем 5, к входам которого также подведены линии дозированной подачи воды и реагентов. Установка снабжена одной или несколькими расходными емкостями 11 для хранения и выдачи приготовленной тонкодисперсной водоугольной суспензии, а также последовательно соединенными гидроциклоном 7 и смесителем-измельчителем 8. Вход гидроциклона связан с выходом измельчителя, выход смесителя-измельчителя соединен с первым входом устройства для приготовления тонкодисперсной водоугольной суспензии, выход которого связан с расходными емкостями, связанными выходами с газогенератором, выходы расходных емкостей дополнительно связаны со вторым входом устройства для приготовления тонкодисперсной водоугольной суспензии. Установка дополнительно оснащена двумя последовательно соединенными градиентными сепараторами 17, 19, тремя дымососами 18, 21, 22 и динамическим фильтром 20. Выход газогенератора через охладитель 15 связан с входом первого градиентного сепаратора, один из выходов которого связан с первым дымососом, предназначенным для отвода отделенных от генераторного газа вредных газовых компонентов. Один из выходов второго градиентного сепаратора связан с динамическим фильтром, выход которого связан с входом второго дымососа, при этом выходы второго градиентного сепаратора и второго дымососа связаны с входами третьего дымососа, имеющего выход для отвода генераторного газа. Технический результат - получение генераторного газа высокого качества. 1 ил.
Description
Изобретение относится к оборудованию для получения высококачественных водоугольных топливных смесей и переработки их в генераторный газ, который может быть использован для замещения мазутного топлива котлоагрегатов энергетических установок.
Известно устройство для получения генераторного газа, содержащее газогенератор с газоотводящим каналом в его верхней части и шлакосборником в нижней части, циклон для очистки полученного в газогенераторе генераторного газа от пыли, подсоединенный своим входом к выходу газоотводящего канала, а выходом для отвода пыли - к внутренней полости газогенератора. Устройство также содержит первую и вторую муфельные печи, тангенциально соединенные своими выходами с внутренней полостью газогенератора, компрессор, подсоединенный своим выходом к первым входам муфельных печей, первый насос, подсоединенный своим выходом ко вторым входам муфельных печей, узел разложения водной составляющей топливоводяной смеси на водород и кислород, подсоединенный своим выходом к входу первого насоса, второй насос, подсоединенный своим выходом к входу узла разложения водной составляющей топливоводяной смеси на водород и кислород, узел подготовки топливоводяной смеси с использованием в качестве компонента твердого топлива измельченного угля.
В процессе работы устройства в узел подготовки топливоводяной смеси подают необходимое количество воды и топливный компонент (измельченный уголь), после чего компоненты перемешивают и получают топливоводяную смесь в виде суспензии, которую насосом перекачивают в узел разложения водной составляющей топливоводяной смеси на водород и кислород. Узел разложения водной составляющей топливоводяной смеси на водород и кислород разлагает под действием электрического тока необходимую часть водной составляющей топливоводяной смеси на водород и кислород, а затем полученную таким образом насыщенную водородом и кислородом топливосодержащую смесь под давлением впрыскивают в первую и вторую муфельные печи, предварительно разогретые до рабочей температуры устройствами нагрева, например плазмотронами, входящими в состав муфельных печей, в которых при одновременной подаче, в случае необходимости, в их внутренние полости воздуха от компрессора, насыщенная водородом и кислородом топливосодержащая смесь загорается. При этом часть смеси расходуется на создание и поддержание необходимой рабочей температуры 1100-1200 К. Разогретая в муфельных печах топливосодержащая смесь поступает через тангенциальные выходы с двух противоположных сторон в камеру основной газификации газогенератора. В результате формируется вихревая структура и продукты газификации с оставшимся топливом поступают поочередно в камеры окончательной газификации газогенератора, где, в случае необходимости, могут перемешиваться с частицами катализатора и активного наполнителя. При этом происходит отделение вредных примесей (серы, мышьяка и других соединений) и заканчиваются конверсионные процессы образования генераторного газа. Генераторный газ, вместе со смесью наполнителя и катализатора, подается в циклон, где очищается от несгоревших компонентов и золы и возвращает их в соответствующие камеры газогенератора, а очищенный генераторный газ поступает потребителю. Шлак, образовавшийся в процессе газификации внутри газогенератора, поступает в шлакосборник и удаляется.
(См. патент РФ №2242502, кл. C10J 3/46, 2004 г.)
В результате анализа известного решения необходимо отметить, что его конструктивное решение не обеспечивает гарантированного измельчения всей твердой фазы суспензии до заданных мелкодисперсных размеров ее фрагментов, кроме того, известное устройство не обеспечивает качественной механохимической активации суспензии, а также оптимального соотношения ее твердой и жидкой фаз перед подачей в газогенератор. Все это снижает качество получаемой суспензии, а следовательно, получаемого из нее генераторного газа, который обладает невысокой теплотворной способностью.
Известна установка для газификации угля с получением генераторного газа, включающая последовательно соединенные узел подачи угля, устройство дробления угля и устройство термообработки дробленого угля. Установка также содержит устройство приготовления водоугольной суспензии, соединенное с прямоточным газогенератором, из которого газогенераторный газ поступает в устройство для выработки пара и нагрева воздуха, соединенное с устройством для получения электроэнергии, которое может быть выполнено, например, в виде блочного парового турбогенератора.
Устройство для выработки пара и нагрева воздуха выполнено в виде котла-утилизатора и соединено с рукавным фильтром, выполненным с возможностью очистки генераторного газа от твердых частиц в сухом виде за счет охлаждения генераторного газа в котле-утилизаторе и отсутствия жидкого газопромывателя. Рукавный фильтр соединен с блоком утилизации твердых продуктов и устройством абсорбции диоксида углерода и сероводорода. Установка также содержит топочное устройство, соединенное с устройством термообработки и сушки угля. Топочное устройство также соединено с котлом-утилизатором. Компрессор предназначен для подачи сжатого воздуха в прямоточный газогенератор при получении генераторного газа. Котел-утилизатор и устройство термообработки угля (вихревая сушка) соединены с теплообменником, предназначенным для утилизации тепла дымовых газов, выходящих из устройства термообработки угля. Утилизированное тепло теплообменника используется для нагрева воздуха, поступающего в котел-утилизатор.
В процессе работы установки рядовой бурый уголь транспортером подают в щековую, а затем в молотковую часть устройства дробления, где происходит его дробление и классификация до крупности менее 5 мм. Из молотковой дробилки дробленый уголь подается на установку термообработки - вихревую сушку, в которой у дробленого угля снижается влажность до 3%. Вихревую сушку осуществляют горячими газообразными продуктами сгорания, получаемыми в отдельном топочном устройстве, в котором сжигается часть исходного бурого угля. В результате получают тонкодисперсные твердые частицы угля размером 1-3 мкм, из которых в устройстве приготовления водоугольной суспензии, при подаче воды, получают водоугольную суспензию с содержанием твердых частиц 60%.
Полученную тонкодисперсную водоугольную суспензию (ТВУС) подвергают механохимическому воздействию, что обеспечивает ее стабильность и предотвращает от расслаивания. Готовое топливо направляют в накопительную емкость, из которой оно насосами через горелки и форсунки подается в прямоточный газогенератор, в который компрессором подается сжатый воздух. В прямоточном газогенераторе, оборудованном комплектом с высокочастотной однополярной плазмой, осуществляется воспламенение, генераторный газ поступает в котел-утилизатор, в котором его тепло используют для выработки пара, а шлак направляют на утилизацию. Для утилизации тепла и охлаждения генераторного газа котел-утилизатор выдает пар, направляемый в устройство генерирования электроэнергии, и нагретый воздух, подаваемый в топочное устройство для получения газообразных продуктов и сушки бурого угля. Сгенерированный в котле-утилизаторе пар с давлением до 3 МПа и температурой до 300°C используют для получения электроэнергии, например, в блочном паровом турбогенераторе, мощностью до 6 МВт или тепловой мощностью до 20 МВт. Охлажденный за счет утилизации тепла в котле-утилизаторе генераторный газ с температурой 150°C поступает в рукавный фильтр, в котором производится его очистка от твердых частиц золы-уноса (твердых побочных продуктов газификации углей) в сухом виде, что упрощает технологию их утилизации. Уловленные в рукавном фильтре твердые частицы направляются в блок утилизации твердых продуктов. Очищенный в рукавном фильтре от твердых частиц генераторный газ поступает в устройство абсорбции (абсорбционную колонну) для очистки от H2S и CO2. Очищенный генераторный газ поступает на использование, например на сжигание в газотурбинной энергетической установке.
(См. патент РФ на полезную модель №94574, C10J 3/04, 2010 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения известной установки необходимо отметить, что недостаточно качественное перемешивание топлива с водой и реагентом перед подачей в устройство для получения ТВУС, а также недостаточно качественное измельчение твердого компонента ТВУС не позволяют при ее газификации получить генераторный газ высокого качества. Кроме того, используемое для очистки генераторного газа оборудование не позволяет осуществить качественную его очистку от вредных компонентов, что приводит к наличию в полученном генераторном газе минеральных балластных включений. Весьма также важно, что недостаточная активация твердого и жидкого компонентов ТВУС не позволяет ей сохранять свои свойства длительное время в накопительной емкости, поэтому в газогенератор на газификацию зачастую подается ТВУС, в значительной степени потерявшая свои свойства.
Техническим результатом настоящего изобретения является разработка конструкции установки, обеспечивающей получение генераторного газа высокого качества за счет обеспечения его очистки от твердых примесей и от вредных газообразных компонентов, а также за счет обеспечения работы узлов и агрегатов установки на оптимальных режимах.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в установке для получения генераторного газа, содержащей приемный бункер для угля, устройство приготовления тонкодисперсной водоугольной суспензии, газогенератор, предназначенный для получения из приготовленной тонкодисперсной водоугольной суспензии генераторного газа, охладитель, новым является то, что приемный бункер связан через питатель с измельчителем, к входам которого также подведены линии дозированной подачи воды и реагентов, установка снабжена одной или несколькими расходными емкостями для хранения и выдачи приготовленной тонкодисперсной водоугольной суспензии, а также последовательно соединенными гидроциклоном и смесителем-измельчителем, вход гидроциклона связан с выходом измельчителя, выход смесителя-измельчителя соединен с первым входом устройства для приготовления тонкодисперсной водоугольной суспензии, выход которого связан с расходными емкостями, связанными выходами с газогенератором, выходы расходных емкостей дополнительно связаны со вторым входом устройства для приготовления тонкодисперсной водоугольной суспензии, при этом установка дополнительно оснащена двумя последовательно соединенными градиентными сепараторами, тремя дымососами и динамическим фильтром, выход газогенератора через охладитель связан с входом первого градиентного сепаратора, один их выходов которого связан с первым дымососом, предназначенным для отвода отделенных от генераторного газа вредных газовых компонентов, один из выходов второго градиентного сепаратора связан с динамическим фильтром, выход которого связан с входом второго дымососа, при этом выходы второго градиентного сепаратора и второго дымососа связаны с входами третьего дымососа, имеющего выход для отвода генераторного газа.
Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.
Сущность заявленного изобретения поясняется графическими материалами, на которых представлена схема установки для получения генераторного газа.
Установка для получения генераторного газа содержит приемный бункер 1 с питателем 2 (например, шлюзовым) для угля. Установка также содержит емкость 3 для реагента и емкость 4 для воды.
Выход питателя 2 связан с первым входом измельчителя 5. В качестве измельчителя может быть использована стандартная молотковая дробилка или, что более предпочтительно, параболическая виброимпульсная мельница. Конструкция такой мельницы является стандартной.
Выходы емкостей 3 и 4 подключены к дозаторам (позициями не обозначены). Выходы дозаторов гидравлическими линиями связаны со вторым и третьим входами измельчителя 5.
Выход измельчителя 5 через первый насос (например, песковый) 6 связан с гидроциклоном 7.
Первый выход гидроциклона связан с входом емкости 4, а второй - с входом смесителя-измельчителя 8 для получения гидропомола. Выход смесителя-измельчителя 8 через второй насос (например, песковый) 9 связан с первым входом устройства 10 для получения ТВУС, например, кавитатора гидроударного. Выход кавитатора гидроударного 10 связан с одной или несколькими расходными емкостями 11 для сбора и выдачи полученной ТВУС в линию выдачи ТВУС, в которой установлен насос 12 (например, винтовой). Расходные емкости оснащены дополнительными выходами, подведенными ко второму входу кавитатора гидроударного 10.
Установка оснащена газогенератором 14, например, прямоточно-вихревым, к первому входу которого подведен выход насоса 12, а ко второму входу - выход воздушного компрессора 13.
Выход газогенератора 14 связан с первым входом охладителя 15 (например, водяным), ко второму входу которого подведен канал подачи охлаждающей воды.
Выход охладителя 15 связан со свечой 16 и с входом первого градиентного сепаратора 17, первый выход которого связан с первым дымососом 18, а второй - с входом второго градиентного сепаратора 19, первый выход которого связан с динамическим фильтром 20, первый выход которого связан с входом второго дымососа 21, связанного со вторым входом третьего дымососа 22, с первым входом которого связан второй выход второго градиентного сепаратора 19. Для отвода зоны-уноса в градиентном сепараторе 19 предусмотрен зольный выход. Второй выход динамического фильтра 20 предназначен для отвода золы. Выход дымососа 22 предназначен для отвода полученного генераторного газа и может быть связан, например, с котлоагрегатом энергетической установки (не показана).
Конкретное конструктивное выполнение агрегатов и узлов установки, не указанное в материалах заявки, а также ее транспортирующие системы являются известными, они не составляют предмета патентной охраны и поэтому в материалах настоящей заявки не раскрыты. Естественно, что для транспортировки компонентов и их смеси в процессе получения ТВУС и генераторного газа в установке используются насосы, трубопроводы и прочая арматура, выполнение которых также известно.
Установка для получения генераторного газа функционирует следующим образом.
Работа установки может быть осуществлена как в ручном, так и в автоматическом режиме.
В приемный бункер 1 загружают предварительно измельченный до заданной крупности уголь. Весьма перспективным сырьем для получения целевого продукта (генераторного газа) высокого качества является обогащенный термообработанный измельченный бурый уголь.
Из бункера 1 питателем 2 уголь дозированно подается на измельчение в измельчитель 5 - параболическую виброимпульсную мельницу. Одновременно в мельницу 5 из емкостей 3 и 4 дозированно подаются вода и технологическая добавка - реагент, например разжижитель-стабилизатор. Для устойчивой работы измельчителя 5 содержание твердой фазы должно быть в пределах 50% от общей массы загружаемых в него компонентов.
В параболической виброимпульсной мельнице осуществляется измельчение угля и перемешивание его с водой и разжижителем-стабилизатором. В результате на выходе мельницы 5 получается водоугольная суспензия. Кинетика мокрого измельчения угля в параболических вибромипульсных мельницах аналогична процессам дезинтеграции, происходящим в барабанной шаровой мельнице, только со значительным снижением затрат электроэнергии (до 10 раз) и сокращением износа (в 20-30 раз) мелющих тел. Использование в качестве измельчителя именно параболической виброимпульсной мельницы предоставляет широкие возможности для управления выходными параметрами измельчаемого материала на основе варьирования амплитуды и частоты колебаний, времени нахождения измельчаемого материала в помольной камере и т.д. Это дает возможность разработки гибких, легко настраиваемых схем мокрого измельчения, обеспечивающих получение водоугольной суспензии с заданным гранулометрическим составом. Реализуемый в таких мельницах механизм измельчения твердых материалов обеспечивает высокую вероятность того, что практически все без исключения частицы, за время нахождения в помольной камере, подвергнутся динамическому воздействию со стороны мелющих тел.
Как показывают исследования, на выходе параболической виброимпульсной мельницы, например МВ-0,05, присутствует очень малый процент крупных частиц угля, размер которых соизмерим с их входными размерами. Наличие таких частиц в водоугольной суспензии весьма нежелательно, поскольку их присутствие повышает недожог угля и снижает эффективность применения данного топлива, то есть снижает его качество. На параболических виброимпульсных мельницах получают стабильные водоугольные суспензии со средними размерами частиц измельченного угля в пределах 1 мкм.
Введение в водоугольные суспензии разжижающих присадок существенно улучшает их текучесть, что выражается в значительном снижении (более чем, в 10 раз) консистентности. В качестве таковых могут быть использованы стандартные присадки (УЩР, в количестве 1%, ЛСТ, в количестве 1%). Это дает также возможность повысить на 3-5% содержание в суспензии твердой фазы, при сохранении допустимой для ТВУС текучести. Для повышения стабилизирующих характеристик суспензии возможно добавление стабилизирующих компонентов (бентонит, бишофит) в количестве 0,5-1,0%.
Из измельчителя 5 полученная суспензия первым насосом 6 подается в гидроциклон 7. Гидроциклон 7 - это стандартный агрегат, в котором за счет действия центробежных сил обеспечивается путем отбора жидкой фазы и направления ее в емкость 4, заданное соотношение твердой и жидкой фаз суспензии (оптимальное соотношение: 60% твердая фаза и 40% жидкая). Контроль состояния суспензии обеспечивается датчиками плотности, установленными на линиях подачи суспензии в гидроциклон и выхода из него.
Имеющая оптимальное соотношение твердой и жидкой фаз суспензия подается от циклона 7 на смеситель-измельчитель 8, в котором осуществляется гидропомол полученного в измельчителе 5 и оптимизированного в гидроциклоне 7 полуфабриката. В смесителе-измельчителе 8 твердая фаза суспензии дополнительно измельчается и качественно перемешивается с водой и разжижителем-стабилизатором. В качестве смесителя-измельчителя 8 может быть использован стандартный измельчитель ИГП 5.
Из смесителя-измельчителя 8 суспензия вторым насосом 9 подается в устройство для получения ТВУС - кавитатор гидроударный 10, в котором происходит тонкодисперсное доизмельчение твердой фазы и ее механохимическая активация.
В кавитаторе гидроударном измельчение осуществляется посредством ударно-скалывающих воздействий на частицы угля, которые разбиваются на осколки с одновременной их деформацией. Деформация обуславливает появление на этих частицах механических и термических напряжений, электростатических полей и приводит к увеличению химической активности на наружной поверхности и в порах твердых частиц. Увеличение внутренней энергии частиц за счет этих явлений, вызванных спецификой их измельчения, составляют от 10 до 30% от энергии удара. При таком измельчении в суспензии образуется большое количество высокореакционно-способных радикальных частиц.
При обработке водоугольной суспензии в кавитаторе гидроударном можно выделить три фазы, отличающихся характером изменения физико-химических параметров водоугольной суспензии и свойствами дисперсной фазы:
- кавитационное разрушение до размеров 100 мкм, гомогенизация и первичное диспергирование дисперсной фазы (средняя продолжительность фазы 5-10 мин);
- основная фаза диспергирования - активация поверхностных физико-химических свойств дисперсной фазы, увеличение выхода ультрадисперсной фазы и, соответственно, увеличение объема осадка, возрастание структурно-механического барьера, седиментационной устойчивости суспензии (средняя продолжительность фазы 20-30 мин);
- уменьшение агрегативной и седиментационной устойчивости ТВУС при достижении критического значения степени диспергирования и концентрации дисперсной фазы (средняя продолжительность фазы 10-20 мин).
Таким образом, в результате кавитационной обработки суспензии получаем активированную метастабильную мелкодисперсную среду. Кроме того, кавитацитонные аппараты обладают малой металлоемкостью, высокой производительностью и низким энергопотреблением. С выхода кавитатора гидроударного полученная ТВУС подается в расходные емкости 11, из которых посредством винтового насоса 12 направляется в газогенератор 14 для получения генераторного газа.
В случае длительного хранения в расходных емкостях 11 ТВУС может подаваться на второй вход кавитатора гидроударного 10 для ее активации и возращения в расходные емкости 11. Это обеспечивает подачу в газогенератор ТВУС постоянных характеристик и ее газификацию при оптимальных режимах работы газогенератора. Наличие расходных емкостей также позволяет «развязать» технологические циклы получения суспензии и ее газификации, что существенно упрощает управление установкой и обеспечивает работу ее узлов и агрегатов на оптимальных режимах.
В газогенераторе 14 осуществляется газификация ТВУС с получением генераторного газа. Для получения генераторного газа из ТВУС используется стандартный газогенератор, например прямоточно-вихревой. Процесс получения генераторного газа из ТВУС в газогенераторах известен и нет необходимости приводить его в настоящей заявке. Оптимальное соотношение подаваемых в газогенератор ТВУС и воздуха регулируется дозирующими устройствами (не показаны), установленными в линиях подачи воздуха и ТВУС.
Из газогенератора 14 полученный в нем генераторный газ температурой 1000-1100°C поступает в охладитель 15, в котором он охлаждается до температуры 500°C. Для охлаждения газа в охладитель через второй его вход подводится через узел впрыска обессоленная вода.
Охлажденный генераторный газ из охладителя 15 поступает в первый градиентный сепаратор 17, где происходит отделение вредных компонентов (H2S, COS, CO2), которые удаляются через дымосос 18.
Очищенный от вредных газообразных компонентов генераторный газ из градиентного сепаратора 17 поступает на второй градиентный сепаратор 19, где из него выделяется часть золы-уноса фракцией более 40 мкм, которая отводится через зольный выход. Наличие двух последовательно соединенных градиентных сепараторов обеспечивает возможность настройки одного из них на отделение газообразных вредных компонентов, а другого - твердых. Это обеспечивает высокую степень очистки полученного генераторного газа.
Из градиентного сепаратора 19 часть генераторного газа, смешанная с золой, фракцией менее 40 мкм, полается на динамический фильтр 20, в котором осуществляется окончательная очистка генераторного газа, который посредством дымососа 21 подается на дымосос 22, где смешивается с потоком генераторного газа от второго градиентного сепаратора. Синхронизация работы дымососов осуществляется использованием регулируемых частотных приводов.
Полученный генераторный газ подается, например, на сжигание в котлоагрегат энергетической установки (не показана).
В случае необходимости сброса получаемого генераторного газа он сбрасывается на свечу 16.
Claims (1)
- Установка для получения генераторного газа, содержащая приемный бункер для угля, устройство приготовления тонкодисперсной водоугольной суспензии, газогенератор, предназначенный для получения из приготовленной тонкодисперсной водоугольной суспензии генераторного газа, охладитель, отличающаяся тем, что приемный бункер связан через питатель с измельчителем, к входам которого также подведены линии дозированной подачи воды и реагентов, установка снабжена одной или несколькими расходными емкостями для хранения и выдачи приготовленной тонкодисперсной водоугольной суспензии, а также последовательно соединенными гидроциклоном и смесителем-измельчителем, вход гидроциклона связан с выходом измельчителя, выход смесителя-измельчителя соединен с первым входом устройства для приготовления тонкодисперсной водоугольной суспензии, выход которого связан с расходными емкостями, связанными выходами с газогенератором, выходы расходных емкостей дополнительно связаны со вторым входом устройства для приготовления тонкодисперсной водоугольной суспензии, при этом установка дополнительно оснащена двумя последовательно соединенными градиентными сепараторами, тремя дымососами и динамическим фильтром, выход газогенератора через охладитель связан с входом первого градиентного сепаратора, один их выходов которого связан с первым дымососом, предназначенным для отвода отделенных от генераторного газа вредных газовых компонентов, один из выходов второго градиентного сепаратора связан с динамическим фильтром, выход которого связан с входом второго дымососа, при этом выходы второго градиентного сепаратора и второго дымососа связаны с входами третьего дымососа, имеющего выход для отвода генераторного газа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016145639A RU2666417C2 (ru) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Установка для получения генераторного газа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016145639A RU2666417C2 (ru) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Установка для получения генераторного газа |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016145639A RU2016145639A (ru) | 2018-05-22 |
| RU2016145639A3 RU2016145639A3 (ru) | 2018-05-22 |
| RU2666417C2 true RU2666417C2 (ru) | 2018-09-07 |
Family
ID=62202171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016145639A RU2666417C2 (ru) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Установка для получения генераторного газа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666417C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110813037B (zh) * | 2019-12-05 | 2023-10-24 | 北京清创晋华科技有限公司 | 一种降低废液制浆过程挥发性气体排放的系统及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2217477C1 (ru) * | 2002-12-16 | 2003-11-27 | Государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение "Гидротрубопровод" | Установка для получения синтез-газа из водоугольного топлива |
| RU2233312C1 (ru) * | 2002-12-16 | 2004-07-27 | Государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение "Гидротрубопровод" | Способ получения синтез-газа из водоугольной суспензии |
| RU72744U1 (ru) * | 2007-12-03 | 2008-04-27 | Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" | Линия для получения топлива из водоугольной суспензии |
| RU2344163C1 (ru) * | 2007-10-17 | 2009-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ПОЛИПРОМ" | Способ переработки угля в синтез-газ |
| RU94574U1 (ru) * | 2009-06-17 | 2010-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт горючих ископаемых-научно-технический центр по комплексной переработке твердых горючих ископаемых" (ФГУП ИГИ) | Модуль установки по газификации угля с получением генераторного газа |
-
2016
- 2016-11-22 RU RU2016145639A patent/RU2666417C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2217477C1 (ru) * | 2002-12-16 | 2003-11-27 | Государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение "Гидротрубопровод" | Установка для получения синтез-газа из водоугольного топлива |
| RU2233312C1 (ru) * | 2002-12-16 | 2004-07-27 | Государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение "Гидротрубопровод" | Способ получения синтез-газа из водоугольной суспензии |
| RU2344163C1 (ru) * | 2007-10-17 | 2009-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ПОЛИПРОМ" | Способ переработки угля в синтез-газ |
| RU72744U1 (ru) * | 2007-12-03 | 2008-04-27 | Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" | Линия для получения топлива из водоугольной суспензии |
| RU94574U1 (ru) * | 2009-06-17 | 2010-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт горючих ископаемых-научно-технический центр по комплексной переработке твердых горючих ископаемых" (ФГУП ИГИ) | Модуль установки по газификации угля с получением генераторного газа |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016145639A (ru) | 2018-05-22 |
| RU2016145639A3 (ru) | 2018-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2894535C (en) | High temperature countercurrent vortex reactor system, method and apparatus | |
| KR101622582B1 (ko) | 불활성 작동 또는 비불활성 작동으로 석탄을 분쇄하기 위한 방법 및 설비 | |
| JP4861318B2 (ja) | 重い灰と軽い灰とを分離し、未燃焼物の含有量を低減させる方法及びシステム | |
| CN104819470B (zh) | 一种生物质类固废及危废处理系统 | |
| JP2009533537A (ja) | 固体炭素質材料合成ガス発生のための方法および装置 | |
| CN101481631A (zh) | 用于气化器的燃料供给系统及气化系统启动的方法 | |
| Maltsev et al. | Combustion of black coal in the form of coal-water slurry in low-capacity boilers | |
| CN103447137B (zh) | 一种安全高效的煤粉制备系统及方法 | |
| WO2012038001A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur simultanen aufbereitung von festen brennstoffen und biomassen mit anschliessender vergasung | |
| RU2627865C1 (ru) | Способ получения синтез-газа из низкокалорийных бурых углей с повышенной зольностью и устройство для его осуществления | |
| RU2666417C2 (ru) | Установка для получения генераторного газа | |
| RU2499955C1 (ru) | Способ вихревого сжигания и/или газогенерации твердых топлив и реактор для его осуществления | |
| RU130312U1 (ru) | Комплекс для переработки бурых углей и угольных отходов | |
| US8893992B2 (en) | System and method for pulverizing a substance | |
| CN213480238U (zh) | 一种适用于电石厂粉状固体废物处理的焚烧锅炉 | |
| CN109569902A (zh) | 涡机 | |
| RU2366861C1 (ru) | Двухступенчатый способ плазменно-термической подготовки кускового топлива к сжиганию и установка для его осуществления | |
| CN116282018B (zh) | 一种煤基活性炭制备系统及制备方法 | |
| RU2696231C1 (ru) | Способ утилизации углеродсодержащих материалов | |
| RU2312889C1 (ru) | Способ получения композиционного топлива и установка для его осуществления | |
| CN203540665U (zh) | 一种安全高效的煤粉制备系统 | |
| CN115287098B (zh) | 一种等离子体气化固体废物处理装置 | |
| RU139325U1 (ru) | Комплекс для переработки твердых топлив и их отходов | |
| RU2545575C2 (ru) | Комплекс для переработки отходов обогащения и сжигания угля | |
| Murko et al. | Improvement of Technology and Jar Mills for Preparation of Coal-Water Fuel from Waste Coal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191123 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210923 |