EA007798B1 - Method of laminar coal gasification - Google Patents
Method of laminar coal gasification Download PDFInfo
- Publication number
- EA007798B1 EA007798B1 EA200501920A EA200501920A EA007798B1 EA 007798 B1 EA007798 B1 EA 007798B1 EA 200501920 A EA200501920 A EA 200501920A EA 200501920 A EA200501920 A EA 200501920A EA 007798 B1 EA007798 B1 EA 007798B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- coal
- gas
- gasification
- stage
- layer
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения энергетического или технологического газа из угля и может быть использовано в энергетике и химической промышленности.The invention relates to the field of production of energy or process gas from coal and can be used in the energy and chemical industries.
Известен целый ряд способов слоевой газификации угля с использованием воздушного и паровоздушного дутья. Например, в процессе ^е11тап-Оа1и8Йа (Шиллинг, Г.-Д. Газификация угля / Г.-Д. Шиллинг, Б. Борн, У. Краус. - М.: Недра, 1986. - 175 с.) предварительно подожженная снизу засыпка угля в аппарате шахтного типа продувается паровоздушной смесью снизу вверх.There are a number of methods for the layered gasification of coal using air and vapor-air blast. For example, in the process of ^ e11tap-O1i8Ja (Schilling, G.-D. Coal Gasification / G.-D. Schilling, B. Born, W. Kraus. - M .: Nedra, 1986. - 175 p.) Previously set on fire from below coal filling in the mine-type apparatus is blown by the vapor-air mixture from bottom to top.
Главный недостаток данного способа заключается в том, что получаемый газ насыщен продуктами пиролиза угля и содержит до 0,1 кг смолы на 1 нм3 газа. Такой газ имеет ограниченное применение. Примерно каждые 3-4 месяца требуется очистка трубопроводов от конденсата и отложений смолы, что препятствует длительной непрерывной эксплуатации оборудования. Охлаждение газа и его отмывка от смолистых веществ значительно увеличивают капитальные и эксплуатационные затраты и снижает КПД процесса газификации.The main disadvantage of this method is that the resulting gas is saturated with the products of coal pyrolysis and contains up to 0.1 kg of resin per 1 nm 3 of gas. This gas has limited use. Approximately every 3-4 months, cleaning of pipelines from condensate and tar deposits is required, which prevents long-term continuous operation of equipment. Cooling the gas and washing it from resinous substances significantly increases capital and operating costs and reduces the efficiency of the gasification process.
Наиболее близким к заявляемому способу по достигаемому результату является способ получения полукокса и попутного горючего газа (патент РФ № 2169166, 10.06.2001 г.), представляющий собой разновидность способа слоевой газификации угля. Способ предполагает продувку слоевой засыпки угля смесью воздуха и горючего газа (примерно 8-10% от объема получаемого в вертикальном аппарате шахтного типа). Дутье подают с противоположной розжигу угля стороны с удельным расходом 100-400 м3/(м2хч) так, что температура угля во фронте карбонизации составляет 920-950°С. Продукты пиролиза угля, образующиеся во фронте карбонизации, сгорают в потоке воздуха, образуя преимущественно диоксид углерода и водяной пар.The closest to the claimed method on the achieved result is a method for producing semi-coke and associated gas (RF patent No. 2169166, 10.06.2001), which is a type of layer gasification of coal. The method involves purging the bed of coal with a mixture of air and combustible gas (approximately 8-10% of the volume obtained in a vertical shaft-type apparatus). The blast is fed from the opposite side of the coal ignition with a specific flow rate of 100-400 m 3 / (m 2 хч) so that the temperature of the coal in the carbonation front is 920-950 ° C. The products of coal pyrolysis, which are formed in the carbonation front, burn in the air flow, forming mainly carbon dioxide and water vapor.
Далее эти газы восстанавливаются до оксида углерода и водорода на раскаленной поверхности полукокса. Таким образом, получаемый газ не содержит конденсируемые продукты пиролиза угля и может использоваться в дальнейших переделах без промежуточных стадий охлаждения и отмывки от смолы.Further, these gases are reduced to carbon monoxide and hydrogen on the heated surface of the semi-coke. Thus, the resulting gas does not contain condensable products of pyrolysis of coal and can be used in further processing without intermediate stages of cooling and washing from the resin.
Недостатком данного способа, с точки зрения производства газа, не содержащего конденсируемые продукты пиролиза угля, является неполная газификация углеродсодержащей части угля. Примерно 5060% органической части угля превращается в газ, а остальная часть выводится в виде полукокса. Относительно низкая температура во фронте карбонизации (до 920-950°С) ограничивает скорость эндотермических реакций углерода с диоксидом углерода и водяным паром, поэтому объемное содержание оксида углерода и водорода в газе не превышает 33%, а его удельная теплота сгорания составляет 600-900 ккал/нм3, что ограничивает сферу применения такого газа в качестве энергоносителя.The disadvantage of this method, from the point of view of the production of gas that does not contain condensable products of pyrolysis of coal, is incomplete gasification of the carbon-containing part of coal. Approximately 5060% of the organic part of the coal is converted to gas, and the remainder is output as semi-coke. The relatively low temperature in the carbonation front (up to 920-950 ° C) limits the rate of endothermic reactions of carbon with carbon dioxide and water vapor, therefore the volume content of carbon monoxide and hydrogen in the gas does not exceed 33%, and its specific heat of combustion is 600-900 kcal / nm 3 , which limits the scope of application of such gas as an energy carrier.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является двухступенчатая газификация движущегося слоя твердого топлива в газогенераторе шахтного типа (Федосеев, С.Д. Полукоксование и газификация твердого топлива / С.Д. Федосеев. - М.: Гостоптехиздат, 1960. -326 с). В газогенераторе осуществляется горизонтальная продувка верхней части слоя топлива газовым теплоносителем, полученным путем сжигания части продуктового газа. Образующийся в результате пиролиза полукокс перемещается в нижнюю часть шахты, где подвергается полной газификации паровоздушной смесью. Газовые потоки после первой и второй ступени смешиваются и поступают на стадию охлаждения и очистки от смолы.The closest to the claimed method according to the technical nature is two-stage gasification of a moving layer of solid fuel in a mine-type gas generator (Fedoseev, SD Semi-coking and gasification of solid fuel / SD Fedoseev. - M .: Gostoptekhizdat, 1960. -326 с) . In the gas generator, horizontal blowing of the upper part of the fuel layer by the gas coolant obtained by burning a part of the product gas is carried out. The semi-coke formed as a result of pyrolysis is moved to the lower part of the shaft, where it is subjected to full gasification by the vapor-air mixture. The gas flows after the first and second stages are mixed and fed to the stage of cooling and purification from tar.
Недостатком данного способа является то, что полученный газ содержит продукты пиролиза.The disadvantage of this method is that the resulting gas contains pyrolysis products.
Задача настоящего изобретения состоит в получении газа, не содержащего конденсируемые продукты пиролиза, расширении сферы применения газа, повышении эффективности и КПД.The objective of the present invention is to obtain a gas that does not contain condensable pyrolysis products, expanding the scope of use of gas, improving efficiency and efficiency.
Техническим результатом изобретения является повышение удельной теплоты сгорания газа, не содержащего конденсируемые продукты пиролиза, при условии полной газификации органической массы исходного угля.The technical result of the invention is to increase the specific heat of combustion of a gas that does not contain condensable pyrolysis products, under the condition of complete gasification of the organic mass of the original coal.
Технический результат достигается за счет двухстадийной слоевой газификации угля в вертикальном аппарате шахтного типа, включая первую стадию - нагрева, сушки, карбонизации исходного угля и частичной газификации углерода и вторую стадию - полной газификации углерода, содержащегося в коксовом остатке. На первой стадии подачу воздушного дутья в количестве 150-600 м3/(м2хч) осуществляют со стороны, противоположной розжигу слоя, на второй стадии (после достижения фронтом реагирования стороны слоя угля, противоположной розжигу) к дутью добавляют водяной пар в количестве до 100 кг/(м2хч), необходимый для поддержания температуры во фронте газификации не выше 1100-1200°С (ограничением является температура размягчения золы).The technical result is achieved due to the two-stage layered gasification of coal in a vertical shaft-type apparatus, including the first stage — heating, drying, carbonization of the original coal and partial gasification of carbon and the second stage — complete gasification of carbon contained in the coke residue. In the first stage, the supply of air blast in the amount of 150-600 m 3 / (m 2 hh) is carried out from the side opposite to the ignition of the layer, in the second stage (after the reaction front reaches the side of the layer of coal opposite to the ignition), water is added to the blow to 100 kg / (m 2 хч), necessary to maintain the temperature in the gasification front not higher than 1100-1200 ° С (the limiting is ash softening temperature).
Для достижения технического результата способ осуществляется следующим образом. В вертикальный аппарат шахтного типа на всю высоту загружают дробленый уголь класса 5-50 мм, подают воздушное дутье с удельным расходом от 150 до 600 м3/(м2хч) и поджигают слой угля со стороны, противоположной подаче дутья. Образующийся фронт реагирования с постоянной скоростью смещается навстречу потоку воздуха, а за фронтом остается слой горячего коксового остатка. Уголь при прохождении через фронт реагирования последовательно подвергается нагреву, сушке и пиролизу. Горючие компоненты продуктов пиролиза полностью окисляются кислородом воздуха с образованием диоксида углерода и водяного пара, а затем путем восстановления на горячей поверхности коксового остатка превращаются в горючие компоненты газа (оксид углерода и водород), который не содержит конденсируемыеTo achieve a technical result, the method is as follows. Crushed coal of class 5-50 mm is loaded into a vertical shaft-type apparatus at full height, air blast is fed with a specific flow rate from 150 to 600 m 3 / (m 2 hh) and the coal layer is ignited from the side opposite to the blast feed. The resulting reaction front at a constant speed shifts towards the air flow, and a layer of hot coke residue remains behind the front. Coal when passing through the front of the reaction is sequentially subjected to heating, drying and pyrolysis. The combustible components of the pyrolysis products are completely oxidized by atmospheric oxygen to form carbon dioxide and water vapor, and then, by reducing the coke residue on the hot surface, they are converted into combustible gas components (carbon monoxide and hydrogen) that does not contain condensable
- 1 007798 продукты пиролиза. При этом температура во фронте реагирования достигает 1000-1200°С, а удельная теплота сгорания газа составляет 1000-1200 ккал/нм3.- 1 007798 pyrolysis products. In this case, the temperature at the front of the reaction reaches 1000-1200 ° C, and the specific heat of combustion of the gas is 1000-1200 kcal / nm 3 .
После достижения фронтом реагирования стороны слоя, противоположной стороне розжига, к дутью добавляется водяной пар в количестве до 100 кг/(м2хч) и осуществляется полная парокислородная газификация углерода, содержащегося в коксовом остатке, и фронт газификации продвигается в сторону первичного розжига слоя. Образующийся при этом горючий газ не содержит конденсируемые продукты пиролиза угля, а удельная теплота сгорания газа составляет 1000-1200 ккал/нм3. Количество водяного пара в дутье выбирается таким образом, чтобы температура во фронте газификации не превышала температуру размягчения золы для данного угля (1100-1200°С).After the front of the layer reaches the opposite side of the ignition, water vapor is added to the blast in an amount of up to 100 kg / (m 2 hch) and full vapor-oxygen gasification of the carbon contained in the coke residue is carried out, and the gasification front moves in the direction of the primary ignition layer. The resulting combustible gas does not contain condensable products of pyrolysis of coal, and the specific heat of combustion of the gas is 1000-1200 kcal / nm 3 . The amount of water vapor in the blast is chosen so that the temperature in the gasification front does not exceed the softening temperature of the ash for a given coal (1100-1200 ° С).
После окончания процесса производится выгрузка шлака с нижней стороны вертикального аппарата.After the end of the process, slag is unloaded from the lower side of the vertical apparatus.
Для выравнивания состава продуктового горючего газа и удельной производительности по газу предпочтительно одновременно использовать не менее четырех аппаратов, работающих с равными сдвигами по фазе осуществления процесса.To equalize the composition of the product of combustible gas and the specific productivity of gas, it is preferable to simultaneously use at least four devices operating with equal shifts in the phase of the process.
В примерах, иллюстрирующих способ, использован вертикальный аппарат шахтного типа с внутренним диаметром 0,5 м и высотой 1,5 м. В качестве сырья использовали уголь фракции 5-20 мм марки Б2 (разрез «Березовский» Канско-Ачинского угольного бассейна), имеющий следующий технический и элементный состав:In the examples illustrating the method, a vertical shaft-type apparatus with an internal diameter of 0.5 m and a height of 1.5 m was used. The raw material used was coal of a fraction of 5-20 mm of grade B2 (Berezovsky cut, Kansk-Achinsk coal basin) The following technical and elemental composition:
А'.=33,5%; А3=5,0%; А3:3=48%; О'. 3800 ккал/кг;A '. = 33.5%; And 3 = 5.0%; A 3: 3 = 48%; ABOUT'. 3800 kcal / kg;
С3аГ=71,7%; Η==4,9%; \3':3 0.8%; О3аГ=22,3%;C 3aH = 71.7%; Η == 4.9%; \ 3 ' : 3 0.8%; O 3aH = 22.3%;
83аГ=0,3%.8 3aH = 0.3%.
Пример 1.Example 1
Подача воздуха - 46 нм3/ч.Air supply - 46 nm 3 / h.
Подача пара на второй стадии - 12 кг/ч.The steam supply in the second stage is 12 kg / h.
Температура в зоне реагирования - 1100-1150°С.The temperature in the response zone is 1100-1150 ° C.
Состав газа (об.%): СО=13,8; Н2=15,6; СО2=16,0;Gas composition (vol.%): CO = 13.8; H 2 = 15.6; CO 2 = 16,0;
СН4=2,4; Ν2=46,5; Н2О=5,92.CH 4 = 2.4; Ν 2 = 46.5; H 2 O = 5.92.
Удельная теплота сгорания газа 0/=1026 ккал/нм3.Specific heat of gas combustion 0 / = 1026 kcal / nm 3 .
Содержание углерода в твердом остатке - 1,9%.The carbon content in the solid residue is 1.9%.
Пример 2 (сравнительный).Example 2 (comparative).
Подача воздуха - 21 нм3/ч.Air supply - 21 nm 3 / h.
Температура в зоне реагирования - 900-930°С.The temperature in the response zone is 900–930 ° C.
Состав газа (об.%): СО=8,5; Н=12,5; СО2=17,5;The composition of the gas (vol.%): CO = 8.5; H = 12.5; CO2 = 17.5;
СН4=2,9; Ν2=51,6; Н2О=7,0.CH 4 = 2.9; Ν 2 = 51.6; H 2 O = 7.0.
Удельная теплота сгорания газа 0/=795 ккал/нм3.Specific heat of gas combustion 0 / = 795 kcal / nm 3 .
Содержание углерода в твердом остатке - 81,5%.The carbon content in the solid residue is 81.5%.
Таким образом, предложенный способ позволяет вести полную газификацию органической массы исходного угля и получать газ, имеющий повышенную удельную теплоту сгорания и не содержащий конденсируемые продукты пиролиза.Thus, the proposed method allows for complete gasification of the organic mass of the original coal and to obtain a gas that has an increased specific heat of combustion and does not contain condensable pyrolysis products.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA200501920A EA200501920A1 (en) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | METHOD OF COAL LAYER GASIFICATION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA200501920A EA200501920A1 (en) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | METHOD OF COAL LAYER GASIFICATION |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA007798B1 true EA007798B1 (en) | 2007-02-27 |
EA200501920A1 EA200501920A1 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=42121393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200501920A EA200501920A1 (en) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | METHOD OF COAL LAYER GASIFICATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA200501920A1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2491490A1 (en) * | 1980-10-02 | 1982-04-09 | G Energet In | Synthesis gas prodn. from solid fuels - by injecting mixt. of fuel and oxidant into plasma arc |
US5224338A (en) * | 1990-07-23 | 1993-07-06 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Gasifying combustion method and gasifying power generation method |
RU2014882C1 (en) * | 1992-11-11 | 1994-06-30 | Исламов Сергей Романович | Process for producing adsorbent |
JPH07109468A (en) * | 1993-10-14 | 1995-04-25 | Nippon Steel Chem Co Ltd | Method for thermally baking semicoke |
RU2084493C1 (en) * | 1990-08-09 | 1997-07-20 | ЦРС Серрайн Инжиниэс Инк. | Method of gasifying solid fuel, method and apparatus for gasifying coal |
RU2169166C1 (en) * | 2000-07-06 | 2001-06-20 | ЗАО "Карбоника-Ф" | Method of preparing semicoke |
-
2005
- 2005-10-25 EA EA200501920A patent/EA200501920A1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2491490A1 (en) * | 1980-10-02 | 1982-04-09 | G Energet In | Synthesis gas prodn. from solid fuels - by injecting mixt. of fuel and oxidant into plasma arc |
US5224338A (en) * | 1990-07-23 | 1993-07-06 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Gasifying combustion method and gasifying power generation method |
RU2084493C1 (en) * | 1990-08-09 | 1997-07-20 | ЦРС Серрайн Инжиниэс Инк. | Method of gasifying solid fuel, method and apparatus for gasifying coal |
RU2014882C1 (en) * | 1992-11-11 | 1994-06-30 | Исламов Сергей Романович | Process for producing adsorbent |
JPH07109468A (en) * | 1993-10-14 | 1995-04-25 | Nippon Steel Chem Co Ltd | Method for thermally baking semicoke |
RU2169166C1 (en) * | 2000-07-06 | 2001-06-20 | ЗАО "Карбоника-Ф" | Method of preparing semicoke |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200501920A1 (en) | 2007-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2600373C2 (en) | Partial oxidation of methane and higher hydrocarbons in flows of synthesis gas | |
KR101342226B1 (en) | Method and device for reprocessing co2-containing exhaust gases | |
Susanto et al. | A moving-bed gasifier with internal recycle of pyrolysis gas | |
KR101633951B1 (en) | Process and apparatus for utilizing the enthalpy of a synthesis gas by means of additional and post-gassing of renewable fuels | |
EP2092044B1 (en) | Process and equipment for producing synthesis gas from biomass | |
EA017739B1 (en) | A two-stage high-temperature preheated steam gasifier | |
JPWO2008050727A1 (en) | Biomass gasifier | |
MY167884A (en) | Microwave plasma biomass gasifying fixed bed gasifier and process | |
KR20120004979A (en) | Two stage dry feed gasification system and process | |
EP2177590A1 (en) | Method and apparatus for pyrolysis of a feed comprising hydrocarbons and gasification of a pyrolysis residue | |
KR20210083317A (en) | Systems and methods for treating carbonaceous feedstock | |
CA2727395C (en) | Method and equipment for producing synthesis gas | |
RU2668447C1 (en) | Method of gasification of solid fuel and device for its implementation | |
RU2287011C1 (en) | Method of the layerwise coal gasification | |
JP2003336079A (en) | Method for reforming thermally cracked gas | |
CA2937445C (en) | Wood gasification | |
JP7140341B2 (en) | Hydrogen production method using biomass as raw material | |
JP5860469B2 (en) | Method and equipment for producing coke during indirect heating gasification | |
JP2010248459A (en) | Method of manufacturing liquid oil making biomass as raw material | |
US11542448B2 (en) | Method for gasifying carbon-containing material | |
JP4665021B2 (en) | Biomass gasification method | |
EA007798B1 (en) | Method of laminar coal gasification | |
RU2169166C1 (en) | Method of preparing semicoke | |
RU2301374C1 (en) | Method and device for preparing fuel for combustion | |
CN112662436A (en) | Anthracite low-methane gasification process and gasifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): TJ |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KG |
|
PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |
|
PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ |