CS214893B2 - A method for gasifying solid fuels, in particular black coal, in a fluidized bed using a gasifying medium and apparatus for performing this process - Google Patents
A method for gasifying solid fuels, in particular black coal, in a fluidized bed using a gasifying medium and apparatus for performing this process Download PDFInfo
- Publication number
- CS214893B2 CS214893B2 CS444478A CS444478A CS214893B2 CS 214893 B2 CS214893 B2 CS 214893B2 CS 444478 A CS444478 A CS 444478A CS 444478 A CS444478 A CS 444478A CS 214893 B2 CS214893 B2 CS 214893B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- gasification
- fuel
- gasification reactor
- fluidized bed
- reactor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Vynález se týká způsobu zplyňování pev ných paliv, zejména černého uhlí, ve fluid ní vrstvě za pomoci zplyňovacího média, f tvořeného vodní párou, popřípadě kysliční kem uhličitým, a vzduchem, popřípadě kys líkem, při kterém se palivo, popřípadě spo lečně s přísadami vede ze zásobníku paliv do zplyňovacího reaktoru, kde dochází ve fluidní vrstvě k jeho zplynění, přičetnž se popel, který se vytvoří z paliva během zply ňovacího procesu, odvádí ze zplyňovacího reaktoru. Podstata navrženého řešení spo čívá v tom, že se dávky paliva odebírané ze zásobníku paliva v závislosti na požadova ném množství přiváděného paliva stlačí na tlak odpovídající tlaku v reakčním prostoru zplyňovacího reaktoru, načež se vzduchotěs ně oddělí od kompresoru a zavedou do * 1 zply ňovacího reaktoru a/nebo se popel z reakto ru odebírá po částech, jejichž tlak se sníží na atmosférický tlak a které se potom odvá dí mimo 1 prostor zplyňovacího reaktoru, při čemž se v reakčním prostoru zplyňovacího reaktoru udržuje tlak až 20 MPa při zplyňo- vací teplotě 900 až 1200°C.The invention relates to a method of gasification of solid fuels, in particular hard coal, in a fluidized bed using a gasification medium consisting of water vapor, or carbon dioxide, and air, or oxygen, in which the fuel, or together with additives, is fed from a fuel storage tank to a gasification reactor, where it is gasified in a fluidized bed, including the ash formed from the fuel during the gasification process being removed from the gasification reactor. The essence of the proposed solution is that the fuel batches taken from the fuel tank, depending on the required amount of fuel supplied, are compressed to a pressure corresponding to the pressure in the reaction space of the gasification reactor, after which they are airtightly separated from the compressor and introduced into the * 1 gasification reactor and/or the ash is taken from the reactor in parts, the pressure of which is reduced to atmospheric pressure and which is then discharged outside the 1 gasification reactor space, while the pressure in the gasification reactor reaction space is maintained at up to 20 MPa at a gasification temperature of 900 to 1200°C.
Description
Vynález se týká způsobu zplyňování pevných paliv, zejména černého uhlí, ve fluidní vrstvě za pomoci zplyňovacího média, f tvořeného vodní párou, popřípadě kysličníkem uhličitým, a vzduchem, popřípadě kyslíkem, při kterém se palivo, popřípadě společně s přísadami vede ze zásobníku paliv do zplyňovacího reaktoru, kde dochází ve fluidní vrstvě k jeho zplynění, přičetnž se popel, který se vytvoří z paliva během zplyňovacího procesu, odvádí ze zplyňovacího reaktoru. Podstata navrženého řešení spočívá v tom, že se dávky paliva odebírané ze zásobníku paliva v závislosti na požadovaném množství přiváděného paliva stlačí na tlak odpovídající tlaku v reakčním prostoru zplyňovacího reaktoru, načež se vzduchotěsně oddělí od kompresoru a zavedou do* 1 zplyňovacího reaktoru a/nebo se popel z reaktoru odebírá po částech, jejichž tlak se sníží na atmosférický tlak a které se potom odvádí mimo1 prostor zplyňovacího reaktoru, přičemž se v reakčním prostoru zplyňovacího reaktoru udržuje tlak až 20 MPa při zplyňovací teplotě 900 až 1200 °C.This invention relates to gasification of solid fuels, particularly coal, in a fluidized bed with the aid of a gasification medium, f formed by steam or carbon dioxide and air, or oxygen, wherein a fuel, optionally together with additives resulting in that the fuel to the gasification In the fluidized bed, the gasification thereof is carried out, and the ash formed from the fuel during the gasification process is discharged from the gasification reactor. Summary of the proposed solution lies in the fact that the dose of fuel discharged from the fuel reservoir according to the required supply amount of fuel is compressed to a pressure corresponding to the pressure in the reaction chamber of the gasification reactor and then hermetically separated from the compressor and introduced into the * one gasification reactor, and / or ashes discharged from the reactor in portions, the pressure is reduced to atmospheric pressure and which is discharged out of the gasifier 1, while in the reaction zone of the gasification reactor pressure is maintained up to 20 MPa at a gasification temperature of 900 to 1200 ° C.
Vynález se týká způsobu zplyňování pevných paliv, zejména černého uhlí, ve fluidní vrstvě za pomoci zplyňovacího média a zařízení k provádění tohoto způsobu.The present invention relates to a process for the gasification of solid fuels, in particular hard coal, in a fluidized bed using a gasification medium.
Vynález se zejména týká způsobu autotermického zplyňování pevných paliv, zejména černého uhlí, ve fluidní vrstvě za pomoci zplyňovacího média, kterým je například vodní pára, nebo kysličník uhličitý, a vzduchu, popřípadě kyslíku, při kterém se palivo o zrnění asi O1 až 10 mm, popřípadě společně s přísadami převádí ze zásobníku paliva do reakčního prostoru zplyňovacího reaktoru, kde dochází k jeho zplynění ve fluidní vrstvě, přičemž se popel vznikající při tomto zplyňování odvádí mimo zplyňovací reaktor.More particularly, the present invention relates to a method of autothermal gasification of solid fuels, in particular hard coal, in a fluidized bed using a gasification medium such as water vapor or carbon dioxide, and air or oxygen, wherein the fuel has a grain size of about 1 to 10 mm. If necessary, together with the additives, it is transferred from the fuel reservoir to the reaction space of the gasification reactor, where it is gasified in the fluidized bed, the ash formed during this gasification being discharged outside the gasification reactor.
Vynález se zejména týká rovněž zařízení k provádění výše popsaného způsobu autotermického zplyňování pevných paliv.In particular, the invention also relates to an apparatus for carrying out the above-described method of autothermal gasification of solid fuels.
-Pro· zplyňování ve fluidní vrstvě jsou vhodná především pevná paliva s relativně vysokou reakční schopností. Proto je možné způsobem podle vynálezu zplyňovat kromě černého uhlí také hnědé uhlí, ropný koks, koks z nízkotepelné karbonizace uhlí a obdobná pevná paliva, jakož i další materiály s obsahem uhlíku, které jsou k dispozici v jemně zrněné formě.In particular, solid fuels with a relatively high reaction capability are suitable for fluidized bed gasification. Therefore, in addition to hard coal, it is also possible to gasify brown coal, petroleum coke, low-temperature carbonization coke and similar solid fuels, as well as other carbon-containing materials available in finely divided form.
Počítá-li se při způsobu podle vynálezu s.. použitím přísad, slouží tyto přísady především k příznivému ovlivnění teploty tání popela, čímž se čelí případnému ucpání úzkých profilů zařízení roztaveným popelem; k tomuto roztavení popela jinak může dojít při použití vysokých zplyňovacích teplot. Kromě toho· může být použito přísad, jejichž ňkolem je odsíření produkovaného plynu nebo zjednodušení následného zpracování odpadajícího popela, například při jeho dalším zpracování na cement.If additives are envisaged in the process according to the invention, these additives serve in particular to favorably influence the melting point of the ash, thereby avoiding possible clogging of the device's bottoms by molten ash; otherwise, this melting of ash can occur at high gasification temperatures. In addition, additives may be used which desulphurize the product gas or simplify the post-treatment of the waste ash, for example when it is further processed to cement.
Zplyňování pevných paliv ve fluidní vrstvě v této formě je již známé (W. Peters, Kohlenvergaisung, Verlag Gluckauf 1976, 77, 87).Gasification of solid fuels in the fluidized bed in this form is already known (W. Peters, Kohlenvergaisung, Verlag Gluckauf 1976, 77, 87).
Při dosud známých zplyňovacích postupech se zplyňování provádí za normálního tlaku. Byla sice- snaha zvýšit teplotu zplyňovacího procesu aisi na 1500 °C, aby se získal hodnotnější plyn, ve kterém by byl obsah kysličníku uhelnatého zvýšen na úkor obsahu kysličníku uhličitého, avšak nepodařilo se při tom dosáhnout trvalého zvýšení prosazeného množství.In the known gasification processes, gasification is carried out at normal pressure. Efforts have been made to raise the temperature of the gasification process to 1,500 ° C in order to obtain a more valuable gas in which the carbon monoxide content would be increased at the expense of carbon dioxide content, but failed to achieve a sustained increase in the throughput.
Při dosud známých zplyňovacích postupech se používá zařízení, jehož velkou nevýhodou je že musí mít relativně složitou dávkovači komoru, která musí být udržována pod přetlakem ochranného plynu, aby se předešlo riziko exploze v zásobníku pevného paliva, připraveného k převedení do reakčního prostoru zplyňovacího reaktoru.In the known gasification processes, a device has been used, the major drawback of which is that it must have a relatively complex metering chamber which must be kept under protective gas pressure to avoid the risk of explosion in the solid fuel tank ready to be transferred to the gasifier reactor reaction space.
Jakožto dopravního prostředku pro přivádění pevného paliva ze zásobníku do zplyňovacího reaktoru a pro odvádění vznikajícího popela ze zplyňovacího reaktoru se většinou používá šnekového dopravníku. Tento šnekový dopravník má kromě jiných nevýhod také tu nevýhodu, že šnekový dopravník nedokáže transportovat pevné palivo proti přílišnému tlaku, to znamená, že při jeho použití musí být před šnekem a za ním ne příliš vysoký ro-zdíl tlaku.A screw conveyor is generally used as a means of conveying solid fuel from the container to the gasification reactor and for evacuating ash from the gasification reactor. This screw conveyor has, among other disadvantages, the disadvantage that the screw conveyor cannot transport solid fuel against excessive pressure, i.e., the use of the screw conveyor must be not too high in pressure before and after the screw.
Úkolem vynálezu je zjednodušit přivádění pevného paliva ze zásobníku pevného paliva do reakčního prostoru zplyňovacího reaktoru a odvádění přitom vznikajícího popela ze zplyňovacího reaktoru, přičemž by mělo být při dostatečně vysokém prosazeném množství zajištěno přesné dávkování pevného paliva do zplyňovacího reaktoru a tomu odpovídající přesné odvádění vzniklého popela ze zplyňovacího reaktoru, a to nezávisle na tlaku, který je ve zplyňovací zóně zplyňovacího reaktoru.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to simplify the supply of solid fuel from the solid fuel reservoir to the reaction space of the gasification reactor and to remove the resulting ash from the gasification reactor, ensuring accurate dosing of the solid fuel into the gasification reactor. of the gasification reactor, independently of the pressure that is in the gasification zone of the gasification reactor.
Předmětem vynálezu je způsob zplyňování pevných paliv, zejména černého uhlí, ve fluidní vrstvě za pomoci zplyňovacího média tvořeného vodní párou, popřípadě kysličníkem uhličitým, a vzduchem, popřípadě kyslíkem, při kterém se palivo, popřípadě společně s přísadami vede ze zásobníku paliv do zplyňovacího reaktoru, kde dochází ve fludidní vrstvě k jeho zplynění, přičemž se popel, který se . vytvoří z paliva' během zplyňovacího procesu, odvádí ze zplyňovacího reaktoru, jehož podstata spočívá v tom, že se dávky paliva, odebírané ze zásobníku paliva v závislosti na požadovaném množství přiváděného paliva, stlačí na tlak odpovídající tlaku v reakčním prostoru zplyňovacího reaktoru, načež se vzduchotěsně oddělí od kompresoru a zavedou do zplyňovacího reaktoru a/nebo se popel z reaktoru odebírá po částech, jejichž tlak se sníží na atmosférický tlak a které se potom odvádějí mimo prostor zplyňovacího reaktoru, přičemž se: v reakčním prostoru zplyňovacího reaktoru použije tlaku až 20 MPa při zplyňovacích teplotách 900 až 1200 °C. ' . :SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the gasification of solid fuels, in particular hard coal, in a fluidized bed by means of a gasification medium consisting of water vapor or carbon dioxide and air or oxygen, wherein the fuel, optionally together with additives, is fed from the fuel storage to the gasification reactor. where it is gasified in the fludidic layer, whereby the ash that is. produced from the fuel during the gasification process, withdraws from the gasification reactor, which consists in compressing the doses of fuel withdrawn from the fuel reservoir in dependence on the required amount of fuel supplied to a pressure corresponding to the pressure in the reaction space of the gasification reactor. separated from the compressor and introduced into the gasification reactor and / or the ash is taken from the reactor in portions whose pressure is reduced to atmospheric pressure and which is then discharged outside the gasification reactor space, wherein: up to 20 MPa pressure is applied in the gasification reactor reaction space gasification temperatures of 900 to 1200 ° C. '. :
Výhodně se popel před odčerpáním ochladí na teplotu 200 °C, \Preferably, the ash is cooled to 200 ° C prior to evacuation.
S výhodou se k ochlazení popela před jeho odčerpáním použije alespoň část proudu zplyňovacího média.Preferably, at least a portion of the gasification stream is used to cool the ash before it is evacuated.
Palivo se přivádí do reakčního prostoru zplyňovacího reaktoru s výhodou seshora v místě nad fluidní vrstvou.The fuel is supplied to the reaction space of the gasification reactor preferably from above at a point above the fluidized bed.
S výhodou se při zplyňování paliva s velkým podílem jemných částic zavádí část zplyňovacího média do zplyňovacího reaktoru také seshora.Preferably, part of the gasification medium is also introduced into the gasification reactor from above when gasifying a fuel with a high fine particle content.
Při způsobu podle vynálezu se může palivo zavádět také přímo do fluidní vrstvy.In the process according to the invention, the fuel can also be introduced directly into the fluidized bed.
Do zóny reakčního prostoru nad fluidní vrstvou se může s výhodou zavádět dehet.Advantageously, tar may be introduced into the reaction zone zone above the fluidized bed.
Předmětem vynálezu je také zařízení k provádění výše uvedeného způsobu tvořené zplyňovacím reaktorem, a zásobníkem paliva určeného ke zplyňování, přičemž zplyňovací reaktor má výhodně komokuželovitě protaženou spodní část, jehož podstata spočívá v tom, že zplyňovacímu reaktoru je předřazen a/nebo na spodní část zplyňovacího reaktoru navazuje transportní ústrojí, tvořené čerpadlem, které má alespoň jeden tlačný píst a alespoň jeden ventil.The invention also relates to an apparatus for carrying out the above process comprising a gasification reactor and a fuel tank for gasification, wherein the gasification reactor preferably has a frusto-conical lower part, characterized in that the gasification reactor is upstream and / or downstream of the gasification reactor. a transport device comprising a pump having at least one thrust piston and at least one valve.
S výhodou se vrchní reakční prostor zpíyňovacího reaktoru, v jehož vrcholu je vstup pro přívod paliva, polokulovité rozšiřuje směrem dolů.Preferably, the upper reaction space of the gasification reactor, at the top of which is the fuel inlet, is hemispherical, extending downwardly.
Zařízení podle vynálezu s výhodou zahrnuje chlazenou trubku pro přivádění paliva do fluidní vrstvy.The apparatus of the invention preferably comprises a cooled tube for supplying fuel to the fluidized bed.
Zařízení podle vynálezu může výhodně zahrnovat jednu nebo několik trysek, které jsou uspořádány ve fluidním loži pro přivádění dávek paliva.The device according to the invention may advantageously comprise one or more nozzles which are arranged in a fluidized bed for supplying fuel doses.
Zařízení podle vynálezu může rovněž zahrnovat vedení pro· přivádění dehtu, které je uspořádáno· nad fluidní vrstvou.The device according to the invention may also comprise a tar supply line arranged above the fluidized bed.
Provádění zplyňování tuhého paliva za přetlaku vede k podstatnému zvýšení prosazení paliva a ke zvýšenému obsahu methanu v produkovaném plynu; kromě toho při takto prováděném přetlakovém zplyňování nedochází k těžkostem při přivádění tuhého paliva ze zásobníku do zplyňovacího reaktoru ani při odvádění popela ze zpiyňovacího· reaktoru, neboť čerpání paliva a popela způsobem podle vynálezu umožňuje vzduchotěsnou izolaci paliva dopravovaného do zplyňovacího reaktoru (v důsledku čehož již není zapotřebí používat složitých plnicích komor), jemné dávkování paliva do· zplyňovacího reaktoru a popela ze zplyňovacího reaktoru, vzduchotěsnou izolaci dávek popela, odváděných ze zplyňovacího reaktoru (v důsledku čehož již není zapotřebí používat složitých vyprazdňovacích komor pro odvádění popela ze zplyňovacího· reaktoru), a to i když je ve zplyňovacím reaktoru značný přetlak.Carrying out solid fuel gasification under positive pressure results in a substantial increase in fuel throughput and an increased methane content in the product gas; moreover, in the overpressure gasification process, there is no difficulty in supplying solid fuel from the reservoir to the gasification reactor, nor in the removal of ash from the gasification reactor, since the pumping of fuel and ash by the method of the invention permits airtight insulation complicated feed chambers), fine metering of fuel into the gasification reactor and ash from the gasification reactor, air-tight isolation of ash batches discharged from the gasification reactor (which eliminates the need for complex discharge chambers to remove ash from the gasification reactor), and even though there is considerable overpressure in the gasification reactor.
Podstatnou výhodou způsobu podle vynálezu tedy je, že se jednak zvýší hospodárnost zplyňovacího procesu v důsledku dosažení vyššího prosazeného množství zpracovávaného pevného paliva, jednak sníží zjednodušením používaného zařízení pořizovací a provozní náklady.Thus, an essential advantage of the process according to the invention is that, on the one hand, the efficiency of the gasification process is increased as a result of achieving a higher throughput of solid fuel to be processed, and on the other hand it reduces the acquisition and operating costs.
Při výhodném provedení způsobu podle vynálezu může být ve zplyňovací zóně zplyňovacího reaktoru použito tlaku až asi 20 MPa při zplyňováních teplotách 900 až 1200 °C. V důsledku použití takto vysokých tlaků se daří provozovat známé vysokoteplotní zplyňování ve fluidní vrstvě při trvale zvýšeném prosazeném množství paliva.In a preferred embodiment of the process of the invention, a pressure of up to about 20 MPa can be used in the gasification zone of the gasification reactor at gasification temperatures of 900 to 1200 ° C. As a result of the application of such high pressures, the known high-temperature gasification in the fluidized bed can be operated at a sustained increase in the fuel throughput.
S výhodou se před čerpáním popel určený k odvedení mimo zplyňovací reaktor ochladí. Pří výhodném provedení způsobu podle vynálezu se popel ochladí na teplotu asi 200 stupňů Celsia.Preferably, before pumping, the ash to be removed outside the gasification reactor is cooled. In a preferred embodiment of the process of the invention, the ash is cooled to about 200 degrees Celsius.
Nejhospodárněji se toto ochlazení popela provádí tak, že se k ochlazení popela použije zplyňovacího média. Výhodné provedení způsobu podle vynálezu proto spočívá v tom, že se k ochlazení popela před jeho čerpáním za účelem odvedení ze zplyňovacího reaktoru použije alespoň část zplyňovacího média zaváděného do zplyňovacího reaktoru.Most economically, this ash cooling is accomplished by using a gasification medium to cool the ash. Therefore, an advantageous embodiment of the process according to the invention consists in using at least a part of the gasification medium introduced into the gasification reactor to cool the ash before it is pumped for removal from the gasification reactor.
Při dalším výhodném provedení způsobu podle vynálezu se dávky paliva přivádějí do reakčního prostoru seshora v místě nad fluidní vrstvou paliva.In a further preferred embodiment of the process according to the invention, the fuel batches are introduced into the reaction space from above at a point above the fluidized bed of fuel.
Při zplyňování paliv se zvýšeným podílem jemných částic může být horem přiváděna rovněž část zplyňovacího· média s cílem zabránit odvádění tohoto podílu jemných částic proudem produkovaného plynu dříve, než tento podíl jemných částic mohl přijít do· styku se zplyňovacím médiem.In the gasification of fuels with an increased fine particle fraction, a portion of the gasification medium may also be fed to the top to prevent this fine particle fraction from being discharged by the gas produced before the fine particle fraction can come into contact with the gasification medium.
Vzhledem k tomu, že je možné volbou zplyňovací teploty provádět zplyňovací proces při teplotě, která leží nad teplotou spékání popela, dochází potom ve fluidní vrstvě k aglomeraci částeček strusky, přičemž takto nově vytvořené aglomerované částice popela v důsledku své vyšší hmotnosti a zvětšenému průměru klesají ke spodku fluidní vrstvy. Kontinuální přivádění paliva seshora má takto za následek vznik částečného protiproudu.Since the gasification process can be carried out at a temperature above the ash sintering temperature by selecting the gasification temperature, the slag particles are agglomerated in the fluidized bed, and the newly formed agglomerated ash particles decrease as a result of their higher weight and increased diameter. at the bottom of the fluidized bed. Thus, continuous supply of fuel from above results in a partial countercurrent.
V důsledku vzniku takovéhoto protiproudu může být ve zplyňovacím reaktoru zadrženo teplo, které je možné jinak rekuperovat pouze mimo reakční prostor zplyňovacího reaktoru. To má za následek sníženou spotřebu kyslíku a zvýšený výtěžek produkovaného plynu, vztaženo na přiváděné množství paliva.As a result of such a countercurrent, heat can be retained in the gasification reactor, which can otherwise only be recovered outside the reaction space of the gasification reactor. This results in reduced oxygen consumption and increased yield of gas produced, based on the amount of fuel supplied.
Když se naopak volí nižší zplyňovací teplota, vyrobí se plyn, který je relativně bohatší methanem, který se výborně hodí k výrobě náhrady zemního plynu.Conversely, when a lower gasification temperature is selected, a gas that is relatively rich in methane is produced, which is perfectly suited to the production of a natural gas substitute.
Při dalším výhodném provedení způsobu podle vynálezu se palivo zavádí přímo· do fluidní vrstvy.In a further preferred embodiment of the process according to the invention, the fuel is introduced directly into the fluidized bed.
Výhodou tohoto provedení je, že se při něm dosáhne významného snížení strhování jemného podílu částic paliva, popřípadě popela odváděným proudem produkovaného plynu, což lze přičítat zmenšenému podílu volných únikových kanálů ve fluidní vrstvě. Tím se především sníží obsah prachu v produkovaném plynu.The advantage of this embodiment is that it achieves a significant reduction in entrainment of the fine fraction of fuel particles or ash by the off-gas stream produced, which can be attributed to the reduced fraction of free escape channels in the fluidized bed. This primarily reduces the dust content of the gas produced.
Tento účinek lze ještě posílit tím, že se do vrchní části fluidní vrstvy přivádí dehet; tato· horní část fluidní vrstvy je totiž obzvláště bohatá na jemné částice. V důsledku přivádění dehtu do této části fluidní vrstvy dochází zde k aglomeraci jemných částeček prachu za vzniku větších částic, čímž se také brání strhávání podílu jemných Částic paliva nebo popela proudem produkovaného plynu.This effect can be further enhanced by supplying tar to the top of the fluidized bed; this upper part of the fluidized bed is particularly rich in fine particles. As a result of the introduction of tar into this part of the fluidized bed, the fine dust particles agglomerate to form larger particles, thereby also preventing entrainment of the fine particulate fuel or ash stream by the gas produced.
Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu bude blíže objasněno v následujícím textu s odkazy na připojené výkresy, na kterých znázorňuje obr. 1 zařízení k provádění auto termického zplyňování černého uhlí ve fluidní vrstvě podle vynálezu; zařízení je zobrazeno schematicky, to znamená s vypuštěním všech detailů, které nejsou nezbytné k pochopení vynálezu; obr. 2 zařízení k pravá214 8 9 3 dění auto-termickéh-o zplyňování paliva ve fluidní vrstvě; zařízení je rovněž zobrazeno schematicky; obr. 3 boční pohled na čerpadlo., kterého se při způsobu podle vynálezu používá k přivádění paliva do, zplyňovacího reaktoru; obr. 4 pohled shora na čerpadlo z obr. 3.The apparatus for carrying out the method according to the invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows an apparatus for performing auto thermal gasification of hard coal in the fluidized bed according to the invention; the device is shown schematically, that is to say, omitting all the details which are not essential to understanding the invention; FIG. 2 shows a device for the right-hand auto-thermal gasification of a fluidized bed fuel; the device is also shown schematically; FIG. 3 is a side view of a pump used in the process of the present invention to supply fuel to a gasification reactor; FIG. 4 is a top view of the pump of FIG. 3.
Na výše uvedených obrázcích označují stejné vztahové značky vzájemně si odpovídající díly.In the above figures, the same reference numerals designate corresponding parts.
Z obr. 1 je zřejmé, že se do zásobníku 1 přivádí vedením 2 černé uhlí o zrnění například 0 až 10 mm. Čerpadlem 3 se palivoi 4 ze zásobníku 1 po částech odebírá způsobem, který bude dále ještě blíže popsán, přičemž se tyto části paliva stlačí a vedou potrubím 3 a vstupem 6 do zplyňovacího reaktoru 7, potom co byly uvedené části paliva vzduchotěsně odděleny od tlaku tlačného ústrojí čerpadla 3.It can be seen from FIG. 1 that black coal having a grain size of, for example, 0 to 10 mm is fed into the container 1 via a line 2. By means of the pump 3, the fuel 4 is withdrawn in portions from the container 1 in a manner which is described in greater detail below, these fuel parts being compressed and passed through line 3 and inlet 6 to the gasification reactor 7 after the fuel parts have been airtightly separated from the pusher pressure. Pumps 3.
Kombinace více, s výhodou tří střídavě pracujících tlačných pístů a odpovídajících válců, ve kterých se tyto tlačné písty pohybují, v jednom čerpadle a společným zaváděním rezultujících dílčích proudů paliva do jediného vedení se dosáhne kontinuálního rovnoměrného, dávkování paliva do· zplyňovacího reaktoru.The combination of a plurality of preferably three alternating pressure pistons and corresponding cylinders in which these pressure pistons move in a single pump and the simultaneous introduction of the resulting partial fuel streams into a single conduit results in a continuous uniform fuel feed to the gasification reactor.
Ve zplyňovacím reaktoru 7 je schematicky zobrazená fluidní vrstva 8, do které se prstencovitým potrubím 9 přivádí zespoda zplyňovací médium. Jako zplyňovacího média se používá vodní páry a vzduchu nebo kyslíku.In the gasification reactor 7, a fluidized bed 8 is schematically shown, into which a gasification medium is fed from below through an annular pipe 9. Water and air or oxygen are used as the gasification medium.
Ve-fluidní vrstvě 8 dochází k výrobě plynu, který se po případném dodatečném zplynění odvádí výstupem 10, uspořádaným asi 3 až 4 metry nad fluidní vrstvou.In the fluidized bed 8, a gas is produced which, after possible aftergassing, is discharged through an outlet 10 arranged about 3 to 4 meters above the fluidized bed.
Popel vznikající při zplyňování paliva se odvádí ze spodní komokuželovité části 11 zplyňovacího reaktoru přes šachtu 12. K tomu slouží čerpadlo 13, které má stejné tělesné vytvoření jako čerpadlo 3 pro přivádění uhlí určeného ke zplyňování do zplyňovacího, reaktoru; funkce tohoto čerpadla bude rovněž popsána v dalším textu.The ash produced during the gasification of the fuel is discharged from the lower como-conical portion 11 of the gasification reactor via a shaft 12. For this purpose, a pump 13 has the same design as the pump 3 for feeding coal to be gasified to the gasification reactor; the function of this pump will also be described below.
Vodní pára nebo kyslík -s vodní párou se také přivádí přívodem 18, čímž se dosáhne ochlazení popela zplyňovacím médiem a současného předehřátí'Zplyňovacího média.Water vapor or oxygen with water vapor is also fed through the inlet 18, whereby the ash is cooled by the gasification medium while the gasification medium is preheated.
Poněvadž ve zplyňovacím reaktoru 7 je velmi značný přetlak, který například dosahuje hodnoty 20 MPa při zplyňovacích teplotách 900' až 1200 °C, zbavují se oddělené části popela, odebírané čerpadlem 13, nejdříve tohoto přetlaku a teprve potom se odvádějí odpadem 14 mimo zplyňovací reaktorSince there is a very high overpressure in the gasification reactor 7 which, for example, reaches 20 MPa at a gasification temperature of 900 to 1200 ° C, the separated part of the ash collected by the pump 13 is first freed from this overpressure before being discharged by waste 14 outside the gasification reactor.
7.7.
Na obr. 2 je zobrazena poněkud obměněná varianta zařízení z obr. 1.Fig. 2 shows a slightly modified variant of the device of Fig. 1.
Z tohoto obrázku je patrno, že zavádění paliva 4 ze zásobníku 1 do zplyňovacího· reaktoru 7 se provádí pomocí čerpadla 3. Palivo se však v tomto případě vede do zplyňovacího reaktoru 7 chlazenou trubkou 15, kterou se zavádí bezprostředně do fluidní vrstvy 8.It can be seen from this figure that the introduction of fuel 4 from the reservoir 1 into the gasification reactor 7 is effected by means of a pump 3. However, in this case the fuel is fed to the gasification reactor 7 via a cooled tube 15 through which it is introduced immediately into the fluidized bed 8.
Zplyňovací médium se do zplyňovacího reaktoru 7 přivádí prstencovitým potrubím 9, které je uspořádáno pod fluidní vrstvou 8.The gasification medium is fed to the gasification reactor 7 via an annular piping 9 arranged below the fluidized bed 8.
Také zplyňovací reaktor 7 má oproti zplyňovacímu reaktoru 7 poněkud pozměněný tvar. Zatímco zplyňovací reaktor 7, zobrazený na obr. 1, má směrem dolů se zužující komokuželovitou část 11, jde v případě zplyňovacího reaktoru 7 v podstatě o válcovitou tlakovou nádobu s lehce klenutým vrchlíkem 16, pod kterým je výstupní vedení 17 pro odvod vyrobeného plynu.Also, the gasification reactor 7 has a somewhat altered shape compared to the gasification reactor 7. While the gasification reactor 7 shown in FIG. 1 has a downwardly tapering, frusto-conical portion 11, the gasification reactor 7 is a substantially cylindrical pressure vessel with a slightly arched canopy 16 below which is an outlet conduit 17 for evacuating the product gas.
Spodní část zplyňovacího reaktoru je tvořena komokuželovitou částí 11, která se zužuje směrem dolů a na kterou dále navazuje zúžená šachta 12, pod kterou je čerpadlo· 13, které slouží k odvádění popela vzniklého během zplyňování, ze zplyňovacího· reaktoru 7. Šachta 12 zplyňovacího reaktoru 7 dole obepíná přívod 18, který slouží k zavádění části proudu zplyňovacího média do šachty 12‘ za účelem ochlazení popela předtím, než se tento· popel zavede do· čerpadla 13.The lower part of the gasification reactor consists of a frusto-conical part 11, which tapers downwards and is further connected by a tapered shaft 12, below which is a pump 13, which serves to evacuate ash formed during gasification, from the gasification reactor 7. Shaft 12 of gasification reactor 7 surrounds an inlet 18 which serves to feed a portion of the gasification medium stream into the shaft 12 'to cool the ash before the ash is introduced into the pump 13.
Čerpadlo, které se používá v zařízení z obr. 1 a v zařízení z obr. 2, je zobrazeno- na obr. 3 a 4.The pump used in the apparatus of Fig. 1 and the apparatus of Fig. 2 is shown in Figs. 3 and 4.
Jde o dvoupístové nebo výhodně třípístové čerpadlo s odpovídajícím počtem válců 20 a 21. Na obr. 3 a 4 je zobrazeno dvoupístové čerpadlo s válci 20 a 21.It is a two-piston or preferably three-piston pump with a corresponding number of cylinders 20 and 21. FIGS. 3 and 4 show a two-piston pump with cylinders 20 and 21.
Ve válcích 20 a 21 běhají tlačné písty 23 a 24. Zadní strany 25 a 26 pístů 23 a 24 se opírají o hydraulické médium.The cylinders 20 and 21 run the pressure pistons 23 and 24. The rear sides 25 and 26 of the pistons 23 and 24 are supported by a hydraulic medium.
Uvedené čerpadlo pracuje následujícím způsobem. První tlačný píst 24 zasune dávku 27 paliva ze zásobníku 1, ve kterém je pouze atmosférický tlak, do válce 21. Jak je to patrné na příkladu tlačného· pístu 23 z obr. 4, je ventil 28, příslušející válci 20, zprvu uzavřen, takže při pohybu tlačného pístu 23 do polohy, která je na obr. 4 zobrazena, dochází k vystavení dávky 29 paliva zvýšenému tlaku. Konečný tlak, na který je dávka 29 paliva stlačena tlačným pístem 23, odpovídá tlaku, který je uvnitř zplyňovacího reaktoru.The pump operates as follows. The first pressure piston 24 pushes the fuel dose 27 from the reservoir 1 in which there is only atmospheric pressure into the cylinder 21. As can be seen in the example of the pressure piston 23 of Fig. 4, the valve 28 associated with the cylinder 20 is initially closed, so As the pressure piston 23 moves to the position shown in FIG. 4, the fuel dose 29 is subjected to increased pressure. The final pressure at which the fuel dose 29 is compressed by the pressure piston 23 corresponds to the pressure inside the gasification reactor.
Potom, co se v dávce paliva dosáhne tlaku, který odpovídá tlaku uvnitř zplyňovacíh.o reaktoru, otevře se válcovitý ventil tak, jak je to znázorněno na ventilu 30 na obr. 4. Za tím účelem se otočí ventilem 28 o 90°. Tím se dostane vrtání 31 ventilu 28, které má stejný vnitřní průměr jako vnitřní prostor 32 válce 20, do zákrytu s válcem 20.After a pressure corresponding to the pressure inside the gasification reactor has been reached in the fuel charge, the cylindrical valve is opened as shown in valve 30 in FIG. 4. For this purpose, the valve 28 is rotated 90 °. As a result, the bore 31 of the valve 28, which has the same inner diameter as the inner space 32 of the cylinder 20, aligns with the cylinder 20.
Poněvadž je v tomto okamžiku před ventily 28 a 30 a za nimi stejný tlak, je manipulace s těmito ventily velmi snadná. To samé platí pro zavádění dávek paliva při otevřených ventilech do tlakového prostoru zplyňovacího reaktoru; tohoto zavádění paliva do reaktoru se potom dosáhne pozvolným posunem pístu tlačného pístu 23 nebo 24.Since there is equal pressure upstream and downstream of valves 28 and 30, handling these valves is very easy. The same applies to the introduction of fuel doses with the valves open into the pressure space of the gasification reactor; this introduction of fuel into the reactor is then achieved by gradually moving the piston of the pressure piston 23 or 24.
Pomocí závěrného, spínače, který není na obrázku znázorněn, je zajištěno-, že se tlačný píst může pohybovat zpět do své výchozí polohy pouze tehdy, když je ventil opět uzavřen (jak je to zobrazeno na obr. 4 pro ventil 28).By means of a shut-off switch (not shown in the figure) it is ensured that the pressure piston can only be moved back to its initial position when the valve is closed again (as shown in Fig. 4 for valve 28).
Během doby, kdy tlačný píst 23 zasouvá dávku paliva do válce 20 a kdy tuto dávku v tomto válci stlačuje, dopravuje druhý tlačný píst 24 jinou dávku paliva do tlakového prostoru zplyňovacího reaktoru. Při střídavém otevírání a zavírání ventilů 28 a 30 má posun kontinuálního proudu paliva přiváděného· do zplyňovacího· reaktoru jen velmi krátké mrtvé doby.While the pressure piston 23 is inserting a dose of fuel into the cylinder 20 and compressing it in the cylinder 20, the second pressure piston 24 transports another dose of fuel to the pressure space of the gasification reactor. In alternating opening and closing of the valves 28 and 30, the displacement of the continuous stream of fuel supplied to the gasification reactor has only very short dead times.
Je samozřejmé, že může být použito i více než dvou tlačných pístů 23 a 24 a jim odpovídajících válců 20 a 21. V případě, že se použije čerpadla se třemi tlačnými písty a třemi válci, dosáhne se toho, že kontinuální proud paliva přiváděného do zplyňovacího reaktoru prakticky nemá mrtvé časy.It goes without saying that more than two thrust pistons 23 and 24 and their corresponding cylinders 20 and 21 may also be used. In the case of a thrust pump and thrust cylinder, a continuous flow of fuel to the gasifier is achieved. reactor has virtually no dead times.
Rovněž je zřejmé, že dávka paliva může být ventilem zaváděna do zplyňovacího reaktoru (jak je to zobrazeno na obr. 4 pro tlačný píst 24, odpovídající válec 21 a polohu ventilu 30) teprve potom, kdy je tlakový prostor zplyňovacího reaktoru uzavřen vůči tlaku tlačného pístu 23, čehož je v daném případě dosaženo uzavřením ventilu 28, jak je to· rovněž patrné z obr. 4.It is also apparent that the fuel charge can be fed through the valve into the gasification reactor (as shown in Figure 4 for the pressure piston 24, the corresponding cylinder 21 and the valve position 30) only after the pressure space of the gasification reactor is closed to the pressure of the pressure piston. 23, which is achieved in the present case by closing the valve 28, as can also be seen from FIG. 4.
Z obr. 2 je dále patrné, že se do zplyňovacího reaktoru 7 zavádí vedením 40 přes trysku 41 v prostoru nad fluidní vrstvou 8* dehet.It can further be seen from FIG. 2 that tar is introduced into the gasification reactor 7 via line 40 through a nozzle 41 in the space above the fluidized bed 8 *.
Ve všech případech má čerpadlo 13, které slouží k odvádění popela vytvořeného běhez zplyňovacího procesu ze zplyňovacího reaktoru, analogickou konstrukci jako čerpadlo 3, sloužící k přivádění paliva do zplyňovacího reaktoru, zobrazené na obr. 3 a 4. Ventily čerpadla 13 pro odvádění popela, které jsou analogické s ventily 28 a 30 čerpadla 3 pro přivádění paliva, jsou na straně, na které je popel za ventilem odváděn mimo prostor zplyňovacího reaktoru, vystaveny pouze atmosférickému tlaku.In all cases, the pump 13, which serves to evacuate the ash formed during the gasification process from the gasification reactor, is analogous to that of the pump 3 for supplying fuel to the gasification reactor shown in Figs. they are analogous to the valves 28 and 30 of the fuel supply pump 3, and are only exposed to atmospheric pressure on the side on which the ash after the valve is discharged outside the gasification reactor space.
Claims (12)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS444478A CS214893B2 (en) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | A method for gasifying solid fuels, in particular black coal, in a fluidized bed using a gasifying medium and apparatus for performing this process |
| CS80656A CS214894B2 (en) | 1978-07-04 | 1980-01-31 | A method for autothermal gasification of solid fuels, in particular lignite hard coal, and apparatus for carrying out this process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS444478A CS214893B2 (en) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | A method for gasifying solid fuels, in particular black coal, in a fluidized bed using a gasifying medium and apparatus for performing this process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS214893B2 true CS214893B2 (en) | 1982-06-25 |
Family
ID=5387175
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS444478A CS214893B2 (en) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | A method for gasifying solid fuels, in particular black coal, in a fluidized bed using a gasifying medium and apparatus for performing this process |
| CS80656A CS214894B2 (en) | 1978-07-04 | 1980-01-31 | A method for autothermal gasification of solid fuels, in particular lignite hard coal, and apparatus for carrying out this process |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS80656A CS214894B2 (en) | 1978-07-04 | 1980-01-31 | A method for autothermal gasification of solid fuels, in particular lignite hard coal, and apparatus for carrying out this process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (2) | CS214893B2 (en) |
-
1978
- 1978-07-04 CS CS444478A patent/CS214893B2/en unknown
-
1980
- 1980-01-31 CS CS80656A patent/CS214894B2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS214894B2 (en) | 1982-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8182561B2 (en) | Process to provide a particulate solid material to a pressurised reactor | |
| CA1109821A (en) | Apparatus and method for thermal treatment of organic carbonaceous material | |
| US4838898A (en) | Method of removal and disposal of fly ash from a high-temperature, high-pressure synthesis gas stream | |
| US4210491A (en) | Method and apparatus for retorting a substance containing organic matter | |
| RU2544669C1 (en) | Method for processing combustible carbon- and/or hydrocarbon-containing products, and reactor for implementing it | |
| JPS597821A (en) | Method of carrying granular solid fuel | |
| US20110173885A1 (en) | Atmospheric pressure gasification process and system | |
| US5143521A (en) | Method for producing gas using energy recovering coal feeding steps | |
| US9267085B2 (en) | Systems and methods for processing solid powders | |
| CS214893B2 (en) | A method for gasifying solid fuels, in particular black coal, in a fluidized bed using a gasifying medium and apparatus for performing this process | |
| FR2596409A1 (en) | PROCESS AND APPARATUS FOR COOKING COAL GASIFICATION | |
| US5232466A (en) | Apparatus for producing gas using energy recovering pressurizing system | |
| US10550328B2 (en) | Device for thermolysis in stages | |
| CS199663B2 (en) | Process for filling reactor for the gasification of coal by oxygen and water vapour | |
| CN102533338A (en) | Gasification of a carbonaceous material | |
| CA1181024A (en) | Electric arc heating of gaseous fluids | |
| US6077399A (en) | Method for producing uniform quality coke | |
| KR20240144198A (en) | System for carbonizing organic matter | |
| EP0543758A1 (en) | Apparatus for reducing iron oxide materials in a circulating fluidized bed | |
| CN116515536A (en) | A coal high-temperature dry distillation gasification system | |
| PL118635B1 (en) | Apparatus for autothermal pressure gasification of solid fuels,especially lump coalem tverdogo topliva,glavnym obrazom kamennogo uglja v kuskakh | |
| GB1597691A (en) | Process and plant for the gasification of solid fuels particularly of bituminous coal | |
| HK1127078A (en) | Method and apparatus for producing synthesis gas from waste materials | |
| JP2013151577A (en) | System and method for processing solid powder | |
| BE888700A (en) | HIGH TEMPERATURE TREATMENT PLANT FOR POWDERY MATERIALS |