CS228054B1 - Způsob přípravy zplyňovací směsi a zapojení k provedení tohoto způsobu - Google Patents

Description

Vynélez se týká způsobu přípravy zplyňovací směsi s obsahem alespoň 5 % objemu vodní páry a alespoň 1 % objemu kyslíku pro zplyňování tuhých a/nebo kapalných paliv za tlaku 0,1 až <5 MPa a řeší tento problém ekonomicky i ekologicky- výhodně.

Příprava zplyňovací směsi s obsahem vodní péry pro zplyňováni paliv se nejčastšji provádí míšením vzduchu a/nebo kyslíku, vodní péry a/nebo kysličníku uhličitého. Tato zplyňovací mádla se před vstupem do generátoru misi v potřebných poměrech ne zplyňovací směs, které obsahuje kyslík, vodní páru, případně i kysličník uhličitý a lnerty, převážně dusík.

Při tlakovém zplyňování paliv vzduchem a/nebo kyslíkem je k přípravě zplyňovací směsi zapotřebí velkého množství vodní páry, tím většího, čím nižší je koncentrace inertů ve zplyňovací směsi. Potřebnou páru je nutno vyrábět v kotlích, při tlacích až 16 MPa. K napájení kotlů pro výrobu této páry je zapotřebí změkčené nebo demineralizované vody, jejíž výroba je velmi nákladná. Účinnost využití zplyňovací páry v generátoru je přitom velmi nízká, nedosahuje ani 20 %, což se projevuje ve vysoké produkci odpadní fenolové vody, jejíž čištění od fenolů a čpavku je technologicky náročné a velmi drahé.

Vzhledem k vysoká náročnosti na kvalitu napájecí vody pro kotle na výrobu péry není ze současného stavu techniky možná fenolovou vodu použít jako napájecí vody pro výrobu vysokotlaká páry ani po jejím předchozím vyčištění. Fenolová voda ee proto po odfenolovéní a odčpavkovéní biologicky dočišluje a vypouští do veřejná vodoteče. Její kvalita je z ekologického hlediska nízká, zejména nevyhovuje v obsahu čpavku.

Další nevýhodou stávajícího způsobu přípravy zplyňovací směsi je hledisko bezpečnosti práce, nebol se může stát, že při ehybná manipulaci při řízení pomšru kyslík·: pára dojde ke zvýšení koncentrace kyslíku ve zplyňovecí směsi, což působí ohrožení provozu generátoru nebo dokonce jeho havárii.

Jiný způsob přípravy zplyňovací směsi je řešen tak, že se jedná o výrobu páry v reaktoru, do kterého ee přivádí předehřátá vodě, která se poklesem tleku přeměňuje v páru. Neodpářená vodě se uvádí ve styk se vzduchem e/nebo kyslíkem e vzniklá směs vzduchu e/nebo kyslíku e vodní páry se komprimuje e používá jako zplyňovací médium.

Neodpářená voda z reaktoru ee přivádí opět do zdroje teple k dalšímu přehřátí. Nevýhodou tohoto způsobu přípravy zplyňovací směsi je vysoká spotřeba elektrické energie nutné pro kompresi íplyňoveeí směsi.

Nevýhody přípravy zplyňovací směsi pro zplyňování paliv odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstatě qpočívé v tom, že příprava zplyňovecí směsi probíhá oxidací tuhého e/nebo kapalného e/nebo plynného paliva vzduchem e/nebo kyslíkem, přičemž ee před, do e/nebo ze proces oxidace pálivé přivádí voda a/nebo vodní péra e/nebo kysličník uhličitý.

loto provedení mé výhodu v tom, že není třebe výstavby nákladného zařízení pro výrobu vysokotlaké péry, vodní páre ee získává přímo v reaktoru z nestřikovená vody působením tepelné energie ee spalovacího paliva. Další výhodě tkvi v tom, že se získá zplyňovecí amše konstantního složení, což ee příznivě obráží v provozu generátorů, zejména z hlediska bezpečnosti préoe, protože je v tomto případě vyloučeno získat zplyňovací směs s vysokou koncentrací kyslíku, oož by mělo za následek poškození až havárii generátoru.

Vynález je možno provést táž tak, že proces oxidace paliva probíhá za tlaku vyššího, než je tlak, při kterém probíhá zplyňování. Výhodou je v tomto případě možnost přímého použiti zplyňovecí směsi ke zplyňováni, aniž je zapotřebí provádět její stlačování ne potřebný tlak.

Jiný způsob provedení vynálezu spočívá v tom, že se do procesu oxidace pellve přivádí vzduch e/nebo kyslík v částečném až úplném přebytku, až do množství potřebného pro.získání požadovaného obsahu kyslíku ve zplyňovací směsi. Tím se docílí účinnější oxidace paliva v reaktoru než v případě použití ateehlometrického množství kyslíku, takže zplyňovací emše neobsahuje nespálené nebo nedokonale spálené organické látky.

Provedení vynálezu způsobem, že ee vodě přiváděná před, do e/nebo ze proces oxidace paliva předehřívd entelpií ze surového plynu, mé výhodu v tou, že ee využije teple ze surového plynu, čímž stoupne účinnost zplyňoveeího proeesu v generátorech.

Způsob provedení vynálezu tím, že se před, do a/nebo za proces oxidace paliva přivádí surové a/nebo předčlštšné fenolové voda, přináší výhodu v tom, že jl není nutno nákladně čistit, a tím odpadně i výstavba příslušného zařízení. Delší výhodou je až úplné potlačení produkce odpadní vody.

Jiné možnost realizace vynálezu spočívá v tom, že se jako kapalného pellve v procesu jeho oxidace použije dehtu ze surového plynu a jeko plynného pellve odpadní plyny z výroby e čištění surového plynu, např. plyn z uhelných vpustí. Výhodami .jaou v tomto případě snížení exhélaoí síry, protože ee síra obsažené v dehtu e odpadních plynech recykluje oproti stavu, kdy ee dehet e odpadní plyny přímo spalují. Další výhodou je zvýšení měrné výroby surového plynu vztaženo ne vsázku do generátorů e odpadá nutnost doprevy dehtu k dalšímu zpracování.

Způsob vynálezu, že se tlak zplyňovací směsi na výstupu z procesu oxidace pálivé sníží průchodem nejméně přee jeden expenení stupeň, přináší výhodu v tom, že ee tlakového spádu využije k získání energie.

Způsob podle vynélezu se provede na zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že reaktor oxidace tuhého a/nebo kapalného e/nebo plynného paliva je spojen, např. potrubím odvodu plynných zplodin, se zařízením pro zplyňováni paliv, např. s generátorem,

Způsob a zapojení podle vynálezu jsou znázorněny v příkladu provedení na připojeném obrázku. Zapojení sestává z reaktoru 1 oxidace tuhých a/nebo kapalných a/nebo plynných paliv, do kterého ústí potrubí 2 přívodu paliva, potrubí J vzduchu a/nebo kyslíku, potrubí £ přívodu předehřátá vody a z něho ústí potrubí 2 odvodu směsi spalin a vodní páry z reaktoru 1, která jako potrubí 6 ústí do expansní turbiny 2, ze která je vyvedeno potrubí 8 zredukovaná zplyňovací směsi.

Potrubí A předehřátá vody vyúsíuje z předehřívače 2, kam je přivedeno potrubí 10 vody, potrubí I1 přívodu e potrubí 12 odvodu kondenzátu ze surového plynu. Tímto příkladem nejsou vyčerpány možnosti zapojení a příklad slouží k demonstraci jedná z nich.

Provedení způsobu podle vynélezu je následující. So reaktoru 1 se přivádí potrubím vzduch e/nebo kyslík v částečném a/nebo úplném přebytku, potrubím 2 tuhá a/nebo kapalná a/nebo plynná palivo a potrubím A voda, která se předehřívá v předehřívači 2, kam proudí potrubím 10 k předehřátí voda kondenzátem z chlazení surového plynu, který proudí do předehřívače 2 potrubím 11 a odchází z něho potrubia 12. Předehřátá voda, proudící potrubím A, se přivádí do potrubí 2 paliva, potrubí J vzduchu a/nebo kyslíku a do potrubí 2 výstupu spalin a vodní páry z reaktoru 1. Potrubím 6 ae odvádí zplyňovací směs do expananí turbiny 2> ^2e kterého odchází jako zplyňovací médium potrubím 8 do generátorů.

Příklad

Pro výrobu '100 000 mjJ.h surového plynu zplynováním hnědého uhlí s obsahem 22 % hmotnosti vody a 12,5 % popela je zapotřebí zplyňovací směsi, skládající se z 15 000 m^.h“' kyslíku o koncentraci 94 % a 90 t.h^-' vysokotlaká páry.

Zchlazením surového plynu vypadne 95 πζ-h surová fenolová vody. Potřebná množství zplyňovací péry se vyrábí v reaktoru, kde se spaluje 6 120 m^-h—' zemního plynu o složení 96 % CH₄, 2,4 % C₂H₆, 0,8 » C-jHg a 0,3 1á C₄H,₀ (věe % objemu) o výhřevnosti 36,8 MJ.mý*.

Ke spálení tohoto množství zemního plynu je zapotřebí 13 500 m^.h^-1 kyslíku o koncentraci 94 %. Spálením uvedeného množství zemního plynu se vybaví teplo, která postačuje k Odpaření 81 t.h^-' fenolová vody při tlaku 3 MPa, zbývajících 9 t.h^-' páry vznikne ze spalování zemního plynu. To znamená, že plných 85 % fenolová vody je možno použít k výrobě zplyňovací páry.

V následující tabulce je pro srovnání uvedeno složení a množství zplyňovací směsi získaná známým míšením páry a kyslíku a podle vynálezu.

Složeni a množství zplyňovací směsi

	Známý způsob	Způsob podle vynálezu
02 'Ά objemu)	11,1	10,5
Mg (% objemu)	0,7	1,3
HgO - pára (% objemu)	88,2	83,6
C02 (% objemu)	-	4,8
Q/m^.h“1/	127 000,0	134 200,0

Vynélezu je možno využít v průmyslu zplyňování paliv.

Claims (8)

1. Způsob přípravy zplynovací směsí a obsahem alespoň 5 % objemu vodní péry a alespoň 1 % objemu kyslíku pro zplyňování tuhých a/nebo kapalných paliv za tlaku 0,1 až 15 MPa, vyznačený tím, že příprava zplyňovací směsi probíhá oxidací tuhého a/nebo kapalného e/nebo plynného paliva vzduchem a/nebo kyslíkem, přičemž ae před, do a/nebo za proces oxidace paliva přivádí voda a/nebo vodní péra a/nebo kysličník uhličitý.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že proces oxidace paliva probíhá sa tlaku vyěěího, než je tlak, při kterém probíhá zplyňování.

3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že se do procesu oxidace paliva přivádí vzduch a/nebo kyslík v částečném až úplném přebytku až do množství potřebného pro získání požadovaného obsahu kyslíku ve zplyňovací aměai.

4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že ae voda přiváděné před, do a/nebo za proces oxidace paliva předehřívé antalpil ze surového plynu.

5. Způsob podle bodů 1 ež 4, vyznačený tím, že ae před, do a/nebo za proces oxidace paliva přivádí surové a/nebo předčiStěné fenolové voda.

6. Způsob podle bodů 1 až 5, vyznačený tím, že ae jako kapalného paliva v procesu oxidace použije dehtu se surového plynu a jako plynného paliva odpadní plyny z výroby a člětění surového plynu, např. plyn z uhelných vpustí.

7. Způsob podle bodů 1 až 6, vyznačený tím, že ae tlak zplyňovací aměai na výstupu z procesu oxidace paliva sníží průchodem nejméně přes jeden expansní stupeň.

8. Zapojení k provedení způsobu podle hodů 1, 2, 3, 5 a 6, vyznačené tím, že reaktor oxidace tuhého a/nebo kapalného e/nebo plynného paliva je spojen, např. potrubím odvodu plynných zplodin, sa zařízením pro zplyňování paliv, např. a generátorem.