RU2600639C1 - Procedure for gasification of inactive solid fuels - Google Patents
Procedure for gasification of inactive solid fuels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2600639C1 RU2600639C1 RU2015136560/05A RU2015136560A RU2600639C1 RU 2600639 C1 RU2600639 C1 RU 2600639C1 RU 2015136560/05 A RU2015136560/05 A RU 2015136560/05A RU 2015136560 A RU2015136560 A RU 2015136560A RU 2600639 C1 RU2600639 C1 RU 2600639C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gasification
- oxidizer
- fuel
- oxidizing agent
- nano
- Prior art date
Links
- 238000002309 gasification Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract 3
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, кроме того, изобретение может быть использовано на предприятиях химической промышленности для получения синтез-газа, метана, аммония, жидких моторных топлив и других ценных химических продуктов и соединений.The invention relates to a power system, in addition, the invention can be used at chemical enterprises to produce synthesis gas, methane, ammonium, liquid motor fuels and other valuable chemical products and compounds.
Известен способ Texaco для газификации водоугольной суспензии в нисходящем потоке окислителя (кислорода). Для приготовления суспензии уголь предварительно измельчают до 100 мкм. Подача суспензии совместно с окислителем осуществляется в верхней части реактора с помощью насоса. Газификация протекает при высокой температуре (около 1500°C) и давлении (от 30 до 70 бар) в зависимости от назначения газификатора. Синтез-газ и жидкая зола выходят из нижней части реактора и затем охлаждаются. Затвердевший шлак удаляется, а вода рециркулируется в систему приготовления суспензии.The known Texaco method for the gasification of a water-coal suspension in a downward flow of an oxidizing agent (oxygen). To prepare the suspension, the coal is pre-crushed to 100 microns. The suspension is supplied together with the oxidizing agent in the upper part of the reactor using a pump. Gasification takes place at high temperature (about 1500 ° C) and pressure (from 30 to 70 bar) depending on the purpose of the gasifier. The synthesis gas and liquid ash exit the bottom of the reactor and then cool. Hardened slag is removed and the water is recycled to the slurry preparation system.
Основным недостатком является отсутствие возможности увеличения скорости реакции газификации топливной смеси.The main disadvantage is the inability to increase the rate of gasification of the fuel mixture.
Наиболее близким является способ Koppers-Totzek, в котором угольную пыль газифицируют в потоке окислителя. Предварительно подготовленную угольную пыль (пылевидное топливо) с частицами <100 мкм смешивают с кислородом и водяным паром и форсунками подают в камеру газификации. В камере газификации смесь движется прямотоком. Процесс протекает при атмосферном давлении. Температура уходящих газов 1500°C. Образующийся генераторный газ удаляют сверху горизонтальной камеры газификации, а жидкий шлак удаляют снизу (Christopher Higman, Maarten van der Burgt. Gasification (Second Edition) / Gulf Professional Publishing, 2008, p. 416).The closest is the Koppers-Totzek method, in which coal dust is gasified in an oxidizer stream. Pre-prepared coal dust (pulverized fuel) with particles <100 μm is mixed with oxygen and water vapor and injectors are fed into the gasification chamber. In the gasification chamber, the mixture moves forward flow. The process proceeds at atmospheric pressure. Flue gas temperature 1500 ° C. The generated generator gas is removed from the top of the horizontal gasification chamber, and liquid slag is removed from the bottom (Christopher Higman, Maarten van der Burgt. Gasification (Second Edition) / Gulf Professional Publishing, 2008, p. 416).
Недостатки: для процесса характерна невысокая интенсивность и производительность процесса газификации.Disadvantages: the process is characterized by a low intensity and productivity of the gasification process.
Технической задачей является повышение эффективности процесса газификации и коэффициента использования топлива за счет интенсификации процесса газификации.The technical task is to increase the efficiency of the gasification process and fuel utilization due to the intensification of the gasification process.
Задача решается за счет того, что в камеру газификации подают пылевидное топливо с помощью системы подвода пылевидного топлива, воздух нагревают и подают в камеру газификации с помощью системы подачи и нагрева окислителя, в воздушную струю перед камерой газификации впрыскивают воду и нанокатализаторы с помощью системы подачи наноматериалов и воды, зола удаляется из бункеров приема золы, генераторный газ удаляется с помощью системы отвода генераторного газа.The problem is solved due to the fact that pulverized fuel is supplied to the gasification chamber using a pulverized fuel supply system, air is heated and supplied to the gasification chamber using an oxidizer supply and heating system, water and nanocatalysts are injected into the air stream in front of the gasification chamber using a nanomaterial feed system and water, ash is removed from the ash receiving bins, the generator gas is removed using a generator gas removal system.
На чертежепредставлена принципиальная схема способа газификации низкореакционных твердых топлив, заключающаяся в том, что в камеру газификации 1 подают пылевидное топливо с помощью системы подвода пылевидного топлива 2, воздух нагревают и подают в камеру газификации 1 с помощью системы подачи и нагрева окислителя 3, в воздушную струю перед камерой газификации 1 впрыскивают воду и нанокатализаторы с помощью системы подачи наноматериалов и воды 4, зола удаляется из бункеров приема золы 5, 6, генераторный газ удаляется с помощью системы отвода генераторного газа 7.The drawing shows a schematic diagram of a method of gasification of low-reactive solid fuels, namely, that pulverized fuel is supplied to the
Предлагаемый способ газификации низкореакционных твердых топлив осуществляют следующим образом.The proposed method of gasification of low-reaction solid fuels is as follows.
Пылевидное топливо с помощью системы подвода пылевидного топлива 2 поступает в верхнюю часть камеры газификации 1. Одновременно происходит подогрев окислителя (воздуха) до температуры около 800°C с помощью системы подачи и нагрева окислителя 3, активация окислителя нанокатализатором и впрыск воды 4. Интенсификация процесса газификации осуществляется за счет внедрения в процесс газификации синглетного кислорода, сгенерированного путем облучения наноматериалов, в качестве которых используются астралены и таунит. Тепловое облучение наноматерила происходит естественным образом внутри камеры газификации. Синглетный кислород с энергией активацией большей, чем у молекулярного кислорода, способен повысить скорость реакции окисления (неполного горения), повышая эффективность процесса газификации в целом. В камере газификации струя пылевидного топлива смешивается с окислителем, с помощью лопастного аппарата (на чертеже не указан) создается восходящий струйно-вихревой поток, который обеспечивает интенсивное смешивание топлива с окислителем. Способ газификации в восходящем струйно-вихревом потоке окислителя подразумевает организацию подачи пылевидного топлива в камеру газификации по схеме противотока относительно восходящего струйно-вихревого потока окислителя с температурой 800-900°C, что позволяет подогреть пылевидное топливо до 150-200°C и улучшить начальные условия процесса газификации. Крупные частицы золы под действием силы тяжести выпадают в бункер приема золы 5 (зола удаляется в сухом виде т.к. температура в камере газификации ниже точки плавления золы), мелкие частицы золы уносятся в бункер приема золы 6. Полученный генераторный газ удаляется с помощью системы отвода генераторного газа 7. Процесс получения генераторного газа идет при атмосферном давлении внутри камеры газификации.The pulverized fuel is supplied to the upper part of the
Способ предназначен для газификации низкореакционных твердых топлив (углей) различных марок для получения горючего генераторного газа. Твердое топливо считается низкореакционным, если оно характеризуются низким выходом летучих веществ, например, у Антрацитового Штыба Донецкого бассейна выход летучих веществ всего 4%. При непосредственном сжигании такого топлива в горелки необходимо дополнительно подавать дорогостоящий мазут или природный газ. Генераторный газ можно направлять в горелки котла для «подстветки» факела взамен дорогостоящему мазуту и природному газу.The method is intended for gasification of low-reaction solid fuels (coals) of various grades to produce combustible generator gas. Solid fuel is considered low-reactive if it is characterized by a low yield of volatiles, for example, at the Anthracite Shtyba of the Donetsk basin, the yield of volatiles is only 4%. When directly burning such fuel, it is necessary to additionally supply expensive fuel oil or natural gas to the burners. Generator gas can be sent to the burners of the boiler to "light" the torch in return for expensive fuel oil and natural gas.
Предлагаемый способ позволяет повысить скорость газификации низкореакционного пылевидного топлива, тем самым увеличивая производительность газификатора. Повышение коэффициента использования топлива возможно за счет интенсификации процесса газификации, позволяющей снизить коэффициент уноса золы и недожога топлива.The proposed method allows to increase the gasification rate of low-reaction pulverized fuel, thereby increasing the performance of the gasifier. The increase in fuel utilization is possible due to the intensification of the gasification process, which allows to reduce the coefficient of fly ash and underburning of fuel.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015136560/05A RU2600639C1 (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | Procedure for gasification of inactive solid fuels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015136560/05A RU2600639C1 (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | Procedure for gasification of inactive solid fuels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2600639C1 true RU2600639C1 (en) | 2016-10-27 |
Family
ID=57216452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015136560/05A RU2600639C1 (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | Procedure for gasification of inactive solid fuels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2600639C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2842649C1 (en) * | 2025-03-04 | 2025-07-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Low-reactivity solid fuel and solid organic wastes gasification plant |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2009402C1 (en) * | 1991-03-04 | 1994-03-15 | Варанкин Геннадий Юрьевич | Method and device for burning low-reaction powdered fuel |
| RU74918U1 (en) * | 2008-02-27 | 2008-07-20 | Валерий Григорьевич Лурий | SOLID FUEL CONVERSION INSTALLATION (OPTIONS) |
| RU2359011C1 (en) * | 2008-02-27 | 2009-06-20 | Валерий Григорьевич Лурий | Method of solid fuel conversion and installation to this end (versions) |
| RU2493487C1 (en) * | 2012-01-16 | 2013-09-20 | Владимир Васильевич Масленников | Device for gasification of loose fine-dispersed carbon-containing raw materials and granulated biosludges |
-
2015
- 2015-08-27 RU RU2015136560/05A patent/RU2600639C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2009402C1 (en) * | 1991-03-04 | 1994-03-15 | Варанкин Геннадий Юрьевич | Method and device for burning low-reaction powdered fuel |
| RU74918U1 (en) * | 2008-02-27 | 2008-07-20 | Валерий Григорьевич Лурий | SOLID FUEL CONVERSION INSTALLATION (OPTIONS) |
| RU2359011C1 (en) * | 2008-02-27 | 2009-06-20 | Валерий Григорьевич Лурий | Method of solid fuel conversion and installation to this end (versions) |
| RU2493487C1 (en) * | 2012-01-16 | 2013-09-20 | Владимир Васильевич Масленников | Device for gasification of loose fine-dispersed carbon-containing raw materials and granulated biosludges |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Christopher Higman, Maarten van der Burgt, "Gasification (Second Edition)", Gulf Professional Publishing, 2008. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2842649C1 (en) * | 2025-03-04 | 2025-07-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Low-reactivity solid fuel and solid organic wastes gasification plant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3353268A1 (en) | Industrial furnace integrated with biomass gasification system | |
| Yu et al. | Experimental study on the gasification characteristics of biomass with CO2/air in an entrained-flow gasifier | |
| RU2627865C1 (en) | Production method of synthetic gas from low-calorial brown coals with high-ash and device for its implementation | |
| KR102536908B1 (en) | fluidization system for biomass | |
| RU2600639C1 (en) | Procedure for gasification of inactive solid fuels | |
| US20140223882A1 (en) | Systems and methods for coal beneficiation | |
| RU2366861C1 (en) | Two-stage method of thermal plasmic preparation of lump fuel for burning, and device for method implementation | |
| WO1997005216A1 (en) | Improvements in the use of carbonaceous fuels | |
| US20100035193A1 (en) | Method and system for fuel gas combustion, and burner for use therein | |
| RU2190661C2 (en) | Method for reprocessing coal into synthesis gas | |
| JPS5832196B2 (en) | Coal gasification method | |
| RU76424U1 (en) | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF BIOMASS | |
| RU2683751C1 (en) | Method of gasification of coal in a highly overheated water vapor and device for its implementation | |
| RU165512U1 (en) | INSTALLATION OF INJET-VORTEX GASIFICATION OF LOW-REACTIVE SOLID FUELS | |
| Rokhman | Modeling and numerical investigation of the process of vapor-oxygen gasification of solid fuels in a vertical flow reactor under pressure | |
| CN201485430U (en) | Intermittent entrained flow bed coal gasification device | |
| CN1078907C (en) | Coal gasification method and its equipment | |
| Miccio et al. | Fluidized bed combustion of a lignin-based slurry | |
| Ruoppolo et al. | Fluidized bed gasification of coal/biomass slurries | |
| RU2824235C1 (en) | Method of producing synthesis gas from solid and liquid hydrocarbons and gas generator for reverse gasification process for its implementation | |
| RU142964U1 (en) | SOLID FUEL PROCESSING DEVICE | |
| RU2705067C1 (en) | Low-reaction solid fuel gasification unit | |
| RU2764686C1 (en) | Device for producing hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and nitrogen | |
| RU2012110084A (en) | METHOD FOR PROCESSING RUBBER WASTE | |
| SU883155A1 (en) | Device for gasifying solid fuel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170425 |