CS265208B2 - Process for preparing gases containg methane - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu zplyňování uhlí za vzniku plynů obsahujících methan.

Při zplyňování uhlí vodní parou a kyslíkem vzniká vodná kapalina, obsahující hlavně rozpuštěné fenolické sloučeniny, amoniak, sirovodík, kyanovodík, alkalické kovy a soli. Tuto vodnou kapalinu nelze vypouštět do kanalizace bez opracování, poněvadž její biologická spotřeba kyslíku je příliš vysoká, než aby se okolní přírodní prostředí s ní mohlo vyrovnat bez vážných ekologických škod. Tento problém je ještě mnohem vážnější u způsobů pracujících se zestruskováním popela než u způsobů pracujících se suchým popelem, poněvadž u prvně jmenovaných je množství potřebné vodní páry obecně nižší a odpadní vodná kapalina, vznikající jako vedlejší produkt, bývá koncentrovanější.

Zpravidla se tato odpadní vodná kapalina zpracovává к odstranění fenolů a amoniaku před biologickým zpracováním. Alternativně se nezpracovaná nebo částečně zpracovaná vodná odpadní kapalina může spalovat, čímž se získá tuhá látka jako odpad. Všechny tyto způsoby zpracování vodné odpadní kapaliny mají nevýhody a jsou spojeny s technologickými obtížemi.

Recyklování vodné odpadní kapaliny, vznikající při zplyňování uhlí vodní parou a kyslíkem, je známo. Například v publikaci PCT Č. WO 80/00974 se popisuje způsob, při němž se vodná kapalina, odpadající při zplyňování uhlí v pevném loži postupem pracujícím se suchým popelem, přivádí do zplyňovače s unášeným ložem, pracujícího se zestruskováním popela. Obdobně se v patentovém spise US č. 3 971 636 uvádí recyklování vodného kondenzátu, odloučeného ze syntézníhc plynu získaného zplyňováním uhlí ve fluidizovaném loži postupem pracujícím se zestruskováním popela. V těchto příkladech se uvedené vodné kapaliny používá jako nosiče pro dopravu jemně práškového uhlí v podobě suspenze do zplyňovače.

Ačkoliv u zmíněných způsobů je primárním zplyňovačem zplyňovač pracující se zestruskováním popela, vyznačují se zcela odlišným způsobem provozu. V žádném z těchto případů nemá zplyňovač pracující se zestruskováním popela konstrukci s pevným ložem, z čehož vyplývají zřejmé výhody spočívající v tom, že uspořádání nepracující s pevným ložem umožňuje, aby se uvedená vodná kapalina rychle ohřála, a tím odstraňuje případné nebezpečí rychlého ukončení reakcí.

Jak vyplývá z údajů uvedených ve výše zmíněné publikaci PCT č. WO 80/00974, recykluje se odpadní vodná kapalina, získaná ze zplyňovače s pevným ložem, pouze do zplyňovače pracujícího s unášeným ložem.

Z dosavadního stavu techniky by nebylo možno očekávat, že lze úspěšně recyklovat odpadní vodnou kapalinu do zplyňovačů s pevným ložem, pracujících se zestruskováním popela.

Nyní bylo překvapivě zjištěno, že lze s úspěchem provádět zplyňování uhlí ve zplyňovači s pevným ložem, pracujícím se zestruskováním popela, přímým vstřikováním vodné kapaliny společně s ostatními zplyňovacími činidly, a že tam, kde touto kapalinou je vodný odpad, je řešení problému s jeho odstraňováním velice ulehčeno.

Předmětem vynálezu je proto způsob výroby plynu obsahujícího methan, při němž se surovina zahrnující tuhý uhlíkatý materiál zplyňuje v přítomnosti vodní páry a kyslíku jakožto zplyňovacích činidel v pevném loži za podmínek zestruskování popela a vzniklý plyn se zpracuje к odstanění nezreagované vodní páry, vodorozpustných sloučenin a kondenzovatelných organickcýh sloučenin, kterýžto způsob se vyznačuje tím, že alespoň část vodní páry potřebné pro reakci se dodá přidáním vodné kapaliny ve směsi s ostatními zplyňovacími činidly.

Výhodně je touto vodnou kapalinou vodný odpad, získávaný zpracováním plynu vyráběného jako produkt. Avšak touto vodnou kapalinou mohou být i čistší formy vody, jako například voda používaná pro chlazení nebo pro napájení kotle.

Recyklovaný vodný odpad se vstřikuje do zplyňovače v místě zavádění ostatních zplyňovacích činidel tj. výfučnami. V praxi budou výfučny a parní přepážky upraveny tak, aby dodávaly vodnou kapalinu nebo vodu v místě vstřikování vodní páry.

Přidávání vody či vodné kapaliny skýtá řadu překvapivých výhod, ačkoliv by bylo možno spise očekávat, že takový přídavek bude mít nepříznivý vliv bud na provoz zplynovače nebo na vypouštění strusky. Avšak v žádném případě nebyly pozorovány nijaké potíže. Bylo zjištěno, že spotřeba kyslíku (vztažená na množství spotřebovaného uhlíkatého materiálu) se mírně zvýšila, to však bylo více než kompenzováno úsporami na nákladech tím, že nebylo nutné vyrábět páru. Další značná výhoda spočívá v tom, že jestliže přiváděnou kapalinou je vodný odpad, se nejen dosáhne značných úspor tím, že je možno vody znovu použít, nýbrž i tím, že je takto možno se v reaktoru zbavit rozpuštěných a suspendovaných látek. A organické látky se samozřejmě zužitkují jako reakční složky.

Tedy recyklováním vodné kapaliny popsaným způsobem se značně sníží požadavky na vodní páru potřebnou pro zplyňování, například až asi 50 % z prakticky veškerého vodného odpadu normálně vzniklého při zpracování dehtovitého uhlí se recykluje. Až 50 % z celkově požadované vody všech typů pro zplyňovací reakci je možno dodat vodnou kapalinou, bud v podobě vody jako takové nebo v podobě recyklovaného vodného odpadu. Další výhodou je, ze anorganické látky obsažené ve vodném odpadu přejdou do strusky a jsou s ní odstraněny z výrobního postupu. Obsah těžkých kovů ve strusce, například zirkonu, se zvýší v porovnání s postupem, kdy se nepoužije vstřikování vodného odpadu. Pro zpracování může být výhodné, oddělit část vodného odpadu za účelem odstranění chloridů a jiných solí, když se tyto sloučeniny začínají hromadit v recyklovaném vodném odpadu. Vodný odpad může obsahovat některé organické látky v rozpuštěné nebo emulgované podobě. Kromě toho však je možno vodného odpadu použít jako nosiče pro dopravu suspendovaných tuhých materiálů, například jemně práškového uhlí, do reaktoru.

Vynález je blíže objasněn dále uvedeným příkladem:

Příklad

Zařízení pro zplyňování uhlí v pevném loži, pracující způsobem se zestruskováním popela, jak je například popsáno v příručce The Chemistry of Coal Utilization, II. dodatek, 1981, vydavatelství John Wiley a syn, bylo upraveno, aby bylo možno vstřikovat vodnou kapalinu všech typů výfučnami pro vodní páru a kyslík. Zařízení bylo uvedeno do provozu podle obvyklého režimu pro zplyňování za použití vodní páry a kyslíku v závodě Márkám Mains Coal při provozním tlaku 2,478 MPa. Množství přiváděných reakčních složek a vyrobeného plynu za hodinu jsou uvedena v následující tabulce. Ve sloupci A jsou uvedena množství reakčních složek před vstřikováním vodné kapaliny. Množství vstřikované vodné kapaliny se během 21 hodin provozu zvyšovalo, jak je uvedeno ve sloupcích В, C a D.

	A	В	С	D
Množství přiváděného uhlí (počet násypek.h	3,89	3,90	3,83	3,7 6
množství přiváděné vodní páry (m3.h Ь	5 418	4 827	4 482	4 182
	A	В	С	D
množství vstřikované vodné kapaliny (kg.h S	0	440,38	708,24	817,20
celkový poměr ^O/O^	1,16	1,17	1,18	1,16
množství plynu	21 165	21 672	20 961	20 482

Složení vyráběného plynu (mol'. %)

CO

h₂s jiné

54.9

28.9

7.1

3,4

0,5

5.2

Claims (6)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob výroby plynu obsahujícího methan, při němž se surovina zahrnující tuhý uhlíkatý materiál zplyňuje v přítomnosti vodní páry a kyslíku jakožto zplyňovacích činidel v pevném loži za podmínek zestruskování popele a vzniklý plyn se zpracuje к odstranění nezreagované vodní páry, vodorozpustných sloučenin a kondenzovatelných organických sloučenin, vyznačující se tím, že alespoň část vodní páry potřebné pro reakci se dodá přidáním vodné kapaliny ve směsi s ostatními zplyňovacími činidly.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že vodnou kapalinou je voda jako taková.
3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že vodnou kapalinou je vodný odpad obsahující zkondenzovanou nezreagovanou vodní páru, vodorozpustné sloučeniny a zkondenzované organické sloučeniny, získané zpracováním vyráběného plynu.
4. 4. Způsob podle bodu 2 nebo 3, vyznačující se tím, že až 50 % vody různých typů, potřebné pro zplyňovací reakci, je dodáno uvedenou vodnou kapalinou.
5. 5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že uvedená vodná kapalina slouží jako nosič pro materiál v ní suspendovaný.
6. 6. Způsob podle bodu 5, vyznačující se tím, že uvedeným suspendovaným materiálem je jemně práškové uhlí.