CS215231B1

CS215231B1 - A method for determining the reactivity of solid fuels and a method for performing the method

Info

Publication number: CS215231B1
Application number: CS155681A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Straka
Original assignee: Frantisek Straka
Priority date: 1981-03-04
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1982-08-27

Abstract

Vynález se týká stanovení reaktivity tuhých paliv v celém rozsahu konverze uhlíku. Vynález řeší tento problém pro jakékoliv zplyňovací médium, které s uhlíkem poskytuje dvousložkovou směs. Podstatou vynálezu je působení zplyňovacím médiem o stálém průtoku na odplyněný vzorek tuhého paliva tak, že vznikne dvousložková směs plynů, které se kontinuálně analyzuje v rozsahu konverze uhlíku od 0 do 100 % a údaje o analýze se registrují. Vynálezu lze využít i k měření aktivačních energií a frekvenčních faktorů.The invention relates to the determination of the reactivity of solid fuels over the entire range of carbon conversion. The invention solves this problem for any gasification medium that provides a two-component mixture with carbon. The essence of the invention is the action of a gasification medium with a constant flow rate on a degassed sample of solid fuel so that a two-component mixture of gases is formed, which is continuously analyzed over the range of carbon conversion from 0 to 100% and the analysis data is registered. The invention can also be used to measure activation energies and frequency factors.

Description

Vynález se týká způsobu pro stanovení reaktivity tuhých paliv a zařízení k provedení způsobu.The invention relates to a method for determining the reactivity of solid fuels and to an apparatus for carrying out the method.

Dosud nejsou známa zařízení, která by umožňovala jednoduché a rychlé stanovení reaktivity tuhých paliv v celém rozsahu od 0 do 100 % konverze. Známé postupy pro stanovení reaktivity zkoumají vzorek v úzkých mezích stupně konverze uhlíku z paliva, bez znalosti skutečné hodnoty tohoto stupně konverze. Z hlediska technologické využitelnosti paliv je však žádoucí znát průběh reaktivity v celém rozsahu konverze uhlíku, nebol reaktivita je na stupni konverzě závislé. Neznalost vztahu mezi reaktivitou paliva a stupněm konverze uhlíku, zvláště v oblastech, kde stupeň konverze se blíží 1, znemožňuje optimalizaci výběru palivové vsázky i optimalizaci řízení technologického procesu zplyňování. S použitím dosud známých postupů není možné posoudit tendence paliva k výšším ztrátám uhlíku v popelu odtahovaném ze zplyňovaciho procesu.So far, there are no known devices that allow the simple and rapid determination of solid fuel reactivity over the entire range of 0 to 100% conversion. Known methods for determining reactivity examine a sample within the narrow limits of the degree of conversion of carbon from fuel without knowing the true value of this degree of conversion. However, from the point of view of the technological utilization of fuels, it is desirable to know the course of reactivity over the whole range of carbon conversion, since reactivity is dependent on the degree of conversion. The lack of knowledge of the relationship between fuel reactivity and the degree of carbon conversion, especially in areas where the degree of conversion is close to 1, makes it impossible to optimize fuel charge selection and optimize the control of the gasification process. Using the hitherto known methods it is not possible to assess the tendency of the fuel to higher carbon losses in the ash withdrawn from the gasification process.

Nedostatky odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na odplyněný vzorek tuhého paliva se působí jednosložkovým zplyňovacím médiem, např. COg nebo H₂, o stálém průtoku, které reaguje s uhlíkem paliva za vzniku druhé plynné složky, např. CO nebo CH^. Vzniklá dvousložková směs plynů se kontinuálně analyzuje v rozsahu konverze uhlíku od 0 do 100 % a údaje o analýze se průběžně registrují, čímž se získá časový průběh koncentrace produktu'reakce v závislosti na stupni konverze uhlíku.The problem of the present invention is to eliminate the drawbacks of treating a degassed solid fuel sample with a one-component gasification medium such as CO ₂ or H ₂ at a constant flow rate that reacts with the fuel carbon to form a second gas component, such as CO 2 or CH 2. The resulting two-component gas mixture is continuously analyzed over a carbon conversion range of 0 to 100% and the analysis data are continuously registered to give a time course of product reaction concentration depending on the degree of carbon conversion.

Výhodou tohoto způsobu je zejména to, že je možno sledovat reaktivitu vzorku v celém rozsahu stupně konverze uhlíku, přičemž je k příslušnému stupni konverze uhlíku vždy přesně známá hodnota reakční rychlosti. Další výhodou je to, že k získání tohoto velkého množství informací stačí analýza dvousložkové; plynné směsi jednoduchým kontinuálně pracujícím analyzátorem dvousložkové směsi s registrací, přičemž lze vyhodnocování výsledků za použití samočinného výpočetního systému zcela automatizovat. Pro dosažení stejných výsledků dosavadními metodami je nutno provádět velký počet jednotlivých analýz s ručním vyhodnocováním, což je aparátově i personálně mnohonásobně náročnější. Kromě toho je způsob podle vynálezu možno použít také k měření aktivačních energií a frekvenčních faktorů,kde se s výhodou využije vysoká rychlost analýzy, případně i připojený výpočetní systém k okamžitému získání výsledků, jejichž výpočet byl dříve vysoce časově náročný.The advantage of this method is, in particular, that it is possible to monitor the reactivity of the sample over the entire range of the degree of carbon conversion, whereby the reaction rate value is always precisely known to the respective degree of carbon conversion. Another advantage is that two-component analysis is sufficient to obtain this large amount of information; gaseous mixtures with a simple continuous-working analyzer of two-component mixtures with registration, whereby the evaluation of results using a self-computing system can be fully automated. In order to achieve the same results by the existing methods, it is necessary to carry out a large number of individual analyzes with manual evaluation, which is much more demanding in terms of equipment and personnel. In addition, the method according to the invention can also be used to measure activation energies and frequency factors, where a high rate of analysis is advantageously used, or possibly a connected computing system to immediately obtain results whose calculation was previously highly time consuming.

Uvedený .způsob se provádí na zařízení pro stanovení reaktivity tuhých paliv, které je schematicky znázorněno na výkresu a které se skládá z regulačního ventilu 1, průtokoměru 2, reaktoru který je umístěn v pícce 4, zpravidla elektrické, vybavené regulací teploty, v níž je umístěn uvnitř reaktoru 3 odplyněný vzorek £ tuhého paliva, déle z.analyzátoru 6 dvousložkové směsi a registračního zařízení Jednosložkové zplyňovací médium, např. COg nebo Hg, se přivádí za stálého průtoku do reaktoru ^v němž je umístěn odvážený a následně odplyněný vzorek 2 tuhého paliva, s jehož uhlíkem zplyňovací médium reaguje a produkty reakce se zbalým nezreagovaným zplyňovacím médiem vytvoří dvousložkovou plynnou směs, které se vede k analyzátoru 6 dvousložkové směsi a výsledky analýz se v závislosti na čase registrují na registračním zařízení J.Said method is carried out on a solid fuel reactivity device schematically shown in the drawing and comprising a control valve 1, a flow meter 2, a reactor located in a furnace 4, generally electric, equipped with a temperature control in which it is located. inside reactor 3, the degassed sample of £ a solid fuel, longer z.analyzátoru 6 binary mixtures and single component registration device gasifying medium, e.g. COG or Hg is supplied at constant flow rates to the reactor ⁱⁿ which it is placed and weighed subsequently degassed sample 2 of the solid fuel, with whose carbon gasification medium reacts and the reaction products with the packaged unreacted gasification medium form a two-component gas mixture, which is fed to the two-component mixture analyzer 6, and the analysis results are recorded over time on a recording apparatus J.

Vynález lze využít pro stanoveni chemicko-kinetických dat s cílem klasifikovat reaktivitu zkoušeného materiálu vůči plynnému médiu. Tyto hodnoty reaktivity lze využít např.The invention can be used to determine chemical-kinetic data in order to classify the reactivity of the test material to the gaseous medium. These reactivity values can be utilized e.g.

při optimalizaci výběru palivové vsázky pro zplyňovací generátory, hydrogenační jednotky i pro spalování uhlí. Rovněž lze vynálezu využít při studiu mechanismů chemických reakcí probíhajících v procesu zplyňování, resp. jiného analogického zpracování paliv.optimizing fuel charge selection for gasification generators, hydrogenation units and coal combustion. The invention can also be used to study the mechanisms of chemical reactions occurring in the gasification process. other analogous processing of fuels.

Claims

P S £ D FINISH

1. A method for determining the reactivity of solid fuels, characterized in that, and the degassed solid fuel sample is treated with a one-component gasification medium, e.g. carbon dioxide or hydrogen (Hg), at a constant flow rate, the resulting two-component gas mixture is continuously analyzed by the analyzer 16) of the two-component gas mixture in the range of carbon from 0 to 100 ° C and the analysis data recorded over time (7). ·

2. Method according to claim 1, characterized in that the analysis results from the two-component mixture analyzer (6) are automatically evaluated by means of a self-computing system.

3. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises a reactor (3) located in a furnace (4) into which the supply of the gaseous medium supplied via the control valve (1) and the flow meter (2) is connected. from the reactor (3) is led to the analyzer (6) of the two-component mixture, which is connected by a 3-registration device (7).

1 drawing