EA037398B1 - Method for gasification of coal for production of heat and chemicals - Google Patents

Method for gasification of coal for production of heat and chemicals Download PDF

Info

Publication number
EA037398B1
EA037398B1 EA201900081A EA201900081A EA037398B1 EA 037398 B1 EA037398 B1 EA 037398B1 EA 201900081 A EA201900081 A EA 201900081A EA 201900081 A EA201900081 A EA 201900081A EA 037398 B1 EA037398 B1 EA 037398B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
heat
coal
gas
gasification
process gas
Prior art date
Application number
EA201900081A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201900081A1 (en
Inventor
Абдумумин Шарифов
Зумрат Хабибовна Гайбуллоева
Фаридун Бегмуродович Хамроев
Голибджон Гаюрович Шодиев
Далержон Косимович Субхонов
Original Assignee
Абдумумин Шарифов
Зумрат Хабибовна Гайбуллоева
Фаридун Бегмуродович Хамроев
Голибджон Гаюрович Шодиев
Далержон Косимович Субхонов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Абдумумин Шарифов, Зумрат Хабибовна Гайбуллоева, Фаридун Бегмуродович Хамроев, Голибджон Гаюрович Шодиев, Далержон Косимович Субхонов filed Critical Абдумумин Шарифов
Publication of EA201900081A1 publication Critical patent/EA201900081A1/en
Publication of EA037398B1 publication Critical patent/EA037398B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Landscapes

  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

The invention relates to chemistry and chemical technology, namely to methods of coal gasification, and is intended to produce process gas for the combined production of heat, and chemicals and materials. The purpose of the invention is to increase the efficiency of using gas heat from coal gasification and to ensure a high degree of separation of a gas mixture into separate pure components. The method for gasification of coal for production of heat and chemicals is proposed, which includes preheating coal in the reactor with heating through the walls, separating volatile matters, cooling them in a heat exchanger to convert them into a liquid state, and collecting them in a collector, separation of resinous substances in the separator, gasification of carbonic matter substance in the gas generator, heating the thermal reactor by the heat of the process gas, separation of carbon dioxide from the composition of the process gas by absorption with alkali solutions, separation of the remaining gas into separate pure gases on semipermeable membranes. Moreover, a part of heat is removed from the process gas before entering the heat reactor in the first heat-recovery boiler to produce water steam. After the heat reactor, the process gas, before entering the alkaline absorber to release CO2, is fed into the second heat-recovery boiler and passed through the heat exchanger-cooler to remove its residual heat and temperature decrease to 18-20 °C, the resulting coal ash from the gas generator is fed to the heat exchanger-cooler to remove its heat and reduce its temperature to 18-20 °C, and the resulting hot water in the heat exchanger is fed to the heat recovery boiler to produce steam, whereas steam from heat recovery boilers serves for gasification of carbonaceous material to the gas generator. In doing so the obtained isolated resinous substances from the composition of coal are used to obtain construction pitch. The proposed method allows to use the heat of process gas, volatile substances, and ash to obtain steam or hot water used in the internal cycle of the coal gasification method, and to obtain chemically pure substances and individual gases, which are widely used in the chemical industry. The method is environmentally friendly, since it does not have waste that pollutes the production of heat and materials.

Description

Изобретение относится к химии и химической технологии, а именно к способам газификации угля, и предназначено для получения технологического газа для совмещенного производства тепла и химических веществ и материалов.The invention relates to chemistry and chemical technology, namely to methods of coal gasification, and is intended to produce process gas for the combined production of heat and chemicals and materials.

Известен способ газификации угля в газогенераторах, выразившийся в подаче смеси окислителей из водяного пара и воздуха на поверхность раскаленного угля при температурах от 900 до 1200°С. Данный способ газификации угля используется для получения энергетического газа, синтез-газа и бытового газа. Составы газов определяются соотношениями содержания водорода Н2, окиси углерода СО, метана СН4, двуокиси углерода СО2, азота N2 и газов, образующихся от примесей состава угля. Недостатком известного способа является то, что данный способ не рассчитан на получение тепла и утилизацию отходов в процессе газификации угля[1].The known method of gasification of coal in gas generators, expressed in the supply of a mixture of oxidants from water vapor and air to the surface of hot coal at temperatures from 900 to 1200 ° C. This method of coal gasification is used to produce power gas, synthesis gas and household gas. The compositions of gases are determined by the ratios of the content of hydrogen H 2 , carbon monoxide CO, methane CH 4 , carbon dioxide CO 2 , nitrogen N2 and gases formed from impurities in the composition of coal. The disadvantage of this method is that this method is not designed to generate heat and waste disposal in the process of coal gasification [1].

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ газификации угля для получения тепла и химических веществ по [2], согласно которому уголь, прежде чем используется для газификации при температурах 450-500°С, освобождается от летучих и смолистых веществ в реакторе предварительного нагрева. Данный реактор через стенку нагревается теплом газа после газификации угля. Летучие вещества, состоящие из тяжелых углеводородов, бензола с его производными, фенолов, высокомолекулярных и гуминовых органических кислот, охлаждаются в специальном холодильнике для перевода их в жидкое состояние и собираются в сборнике для последующего их разделения на компоненты.The closest to the proposed method is the method of gasification of coal to obtain heat and chemicals according to [2], according to which coal, before being used for gasification at temperatures of 450-500 ° C, is freed from volatile and resinous substances in a preheating reactor. This reactor is heated through the wall by the heat of the gas after coal gasification. Volatile substances, consisting of heavy hydrocarbons, benzene with its derivatives, phenols, high-molecular and humic organic acids, are cooled in a special refrigerator to convert them into a liquid state and are collected in a collection for their subsequent separation into components.

В реакторе предварительного нагрева остается смесь углеродистого полупродукта и смолистых веществ, которая подвергается механическому разделению в разделителе, смолистые вещества используются для получения пека, а углеродистый материал направляется как энергоноситель для сжигания в котлах или для газификации в газогенераторах.In the preheating reactor, a mixture of a carbonaceous intermediate and resinous substances remains, which undergoes mechanical separation in a separator, the resinous substances are used to obtain pitch, and the carbonaceous material is sent as an energy carrier for combustion in boilers or for gasification in gas generators.

Образующийся технологический газ из газогенератора, технологический газ или дымовой газ из котла направляется в межкорпусное пространство реактора предварительного нагрева для обогрева угля с целью выделения смолистых и летучих веществ, далее отступает в абсорбер для выделения из его состава двуокиси углерода. Оставшийся газ поступает в мембранный разделитель, где на соответствующих мембранах разделяется на отдельные компоненты, т.е. чистые газы.The resulting process gas from the gasifier, the process gas or flue gas from the boiler is directed into the inter-vessel space of the preheating reactor to heat the coal in order to release resinous and volatile substances, then retreats into the absorber to release carbon dioxide from its composition. The remaining gas enters the diaphragm separator, where it is separated into individual components on the corresponding diaphragms, i.e. clean gases.

Недостатком известного способа является то, что в реакторе предварительного нагрева тепло технологического газа или дымового газа полностью не утилизируются и технологический или дымовой газ поступает в щелочной абсорбер с повышенной температурой. При повышенных температурах снижается степень абсорбции двуокиси углерода в растворе щелочи, в результате чего технологический или дымовой газ полностью не очищается от СО2. Наличие СО2 в газе, поступающем для разделения в мембранный разделитель, нарушает режим работы данного разделителя и отрицательно влияет на чистоту получаемых отдельных газов.The disadvantage of this method is that in the preheating reactor the heat of the process gas or flue gas is not completely utilized and the process or flue gas enters the alkaline absorber with an elevated temperature. At elevated temperatures, the degree of absorption of carbon dioxide in the alkali solution decreases, as a result of which the process or flue gas is not completely cleaned of CO 2 . The presence of CO 2 in the gas entering the diaphragm separator for separation disrupts the operating mode of this separator and negatively affects the purity of the individual gases obtained.

Цель изобретения - повышение эффективности использования тепла газа от газификации угля и обеспечение высокой степени разделения смеси газов на отдельные чистые компоненты.The purpose of the invention is to increase the efficiency of using gas heat from coal gasification and to ensure a high degree of separation of the gas mixture into separate pure components.

Поставленная цель достигается заявленным способом газификации угля для производства тепла и химических веществ, включающим предварительный нагрев угля в реакторе с обогревом через стенки, выделение летучих веществ, их охлаждение в теплообменнике для перевода в жидкое состояние и их сбор в сборнике, выделение смолистых веществ в разделителе, газификацию углеродистого вещества в газогенераторе, обогрев теплового реактора теплом технологического газа, выделение двуоксида углерода из состава технологического газа абсорбцией растворами щелочей, разделение оставшегося газа на отдельные чистые газы на полупроницаемых мембранах, причем из технологического газа до поступления в тепловой реактор снимают часть его тепла в первом котле-утилизаторе для получения водяного пара, после теплового реактора технологический газ перед поступлением в щелочной абсорбер для выделения СО2 подают во второй котел-утилизатор и пропускают через теплообменник-холодильник для снятия его остаточного тепла и снижения температуры до 18-20°С, полученную золу угля из газогенератора подают в теплообменник-холодильник для снятия ее тепла и снижения ее температуры до 18-20°С, а полученную горячую воду в теплообменнике подают в котел-утилизатор тепла для получения водяного пара, причем водяной пар из котлов-утилизаторов тепла подают для газификации углеродистого материала в газогенератор, при этом полученные выделенные смолистые вещества из состава угля используют для получения строительного пека.This goal is achieved by the declared method of coal gasification for the production of heat and chemicals, including preheating coal in a reactor with heating through the walls, separating volatiles, cooling them in a heat exchanger to turn them into a liquid state and collecting them in a collection tank, separating resinous substances in a separator, gasification of a carbonaceous substance in a gas generator, heating a thermal reactor with the heat of the process gas, release of carbon dioxide from the composition of the process gas by absorption with alkali solutions, separation of the remaining gas into separate pure gases on semipermeable membranes, and part of its heat is removed from the process gas before entering the thermal reactor in the first the recovery boiler to produce water vapor, after the heat of the reactor, the process gas before entering the absorber to extract the alkaline CO 2 fed to the second heat recovery boiler and passed through a heat exchanger-cooler for removing its residual heat and reducing temperatures up to 18-20 ° C, the resulting coal ash from the gas generator is fed to the heat exchanger-refrigerator to remove its heat and reduce its temperature to 18-20 ° C, and the resulting hot water in the heat exchanger is fed to the heat recovery boiler to obtain steam, moreover, water vapor from heat recovery boilers is supplied for gasification of carbonaceous material into a gas generator, while the obtained separated resinous substances from the composition of coal are used to obtain construction pitch.

На рисунке показана принципиальная технологическая схема предлагаемого способа газификации угля для производства тепла и химических веществ.The figure shows a schematic flow diagram of the proposed method of coal gasification for the production of heat and chemicals.

Предлагаемый способ газификации угля осуществляется следующим образом. Первоначально до газификации в газогенераторах уголь поступает в так называемый тепловой реактор (1), который через стенку осуществляет нагрев до температуры 350-450°С нагретым газом от процесса газификации угля. В тепловом реакторе (1) уголь очищается от всех летучих веществ своего состава. Летучие вещества, состоящие из тяжелых углеводородов, бензола с его производными, фенолов, высокомолекулярных и гуминовых органических кислот, охлаждаются в специальном теплообменнике-холодильнике (2) для перевода их в жидкое состояние и собираются в сборнике (4) для последующего их разделения на отдельные компоненты. В реакторе (1) остается смесь углеродистого полупродукта и смолистых веществ. ПослеThe proposed method for coal gasification is carried out as follows. Initially, before gasification in gas generators, coal enters the so-called thermal reactor (1), which through the wall heats up to a temperature of 350-450 ° C with heated gas from the coal gasification process. In a thermal reactor (1), coal is purified from all volatile substances of its composition. Volatile substances consisting of heavy hydrocarbons, benzene with its derivatives, phenols, high molecular weight and humic organic acids are cooled in a special heat exchanger-refrigerator (2) to transfer them to a liquid state and are collected in a collector (4) for their subsequent separation into individual components ... In the reactor (1) remains a mixture of a carbonaceous intermediate and resinous substances. After

- 1 037398 реактора данная смесь подвергается механическому разделению в разделителе (3), смолистые вещества используются для получения угольного пека, а углеродистый материал с содержанием С более 80% направляется для газификации в газогенератор (5). В газогенератор (5) подаются также в качестве окислителей углерода необходимые количества водяного пара и воздуха. В газогенераторе протекает автотермический процесс газификации очищенного от примесей углеродистого материала.- 1 037398 of the reactor, this mixture is subjected to mechanical separation in a separator (3), resinous substances are used to obtain coal pitch, and carbonaceous material with a C content of more than 80% is sent for gasification to a gas generator (5). The required amounts of water vapor and air are also supplied to the gas generator (5) as carbon oxidizers. An autothermal process of gasification of the carbonaceous material purified from impurities takes place in the gas generator.

Из газогенератора (5) образующийся технологический газ поступает в первый котел-утилизатор (6), где часть тепла газа используется для получения водяного пара. Полученный водяной пар используется для газификации угля в газогенераторе и для других потреблений производства технологического газа. Из котла утилизатора (6) технологический газ поступает в межкорпусное пространство теплового реактора (1), где используется как энергоноситель для нагрева поступающего угля.From the gas generator (5), the resulting process gas enters the first waste heat boiler (6), where part of the gas heat is used to produce steam. The resulting steam is used for coal gasification in the gasifier and for other process gas production uses. From the waste heat boiler (6), the process gas enters the inter-vessel space of the thermal reactor (1), where it is used as an energy carrier for heating the incoming coal.

В реакторе предварительного нагрева технологический газ нагревает поступающий в реактор уголь до температур 350-450°С с целью выделения из его состава летучих и смолистых веществ. Летучие вещества состава угля поступают в холодильник-теплообменник (2), который охлаждается водой. Соотношение количеств охлаждающей воды и летучих веществ состава угля выбирается таким образом, чтобы превратить летучие вещества в жидкую смесь, которая собирается в сборнике (4) для дальнейшего разделения на отдельные составляющие. В зависимости от температуры поступающих в холодильниктеплообменник (2) летучих веществ образуется водяной пар или горячая вода, которые будут использованы для технических, технологических или бытовых нужд.In the preheating reactor, the process gas heats the coal entering the reactor to temperatures of 350-450 ° C with the aim of separating volatile and resinous substances from its composition. Volatiles of the coal composition enter the heat exchanger cooler (2), which is cooled with water. The ratio of the amounts of cooling water and volatile substances of the coal composition is selected in such a way as to transform the volatile substances into a liquid mixture, which is collected in a collection (4) for further separation into separate components. Depending on the temperature of the volatile substances entering the refrigerator heat exchanger (2), water vapor or hot water is formed, which will be used for technical, technological or domestic needs.

Из теплового реактора (1) технологический газ направляется во второй котел-утилизатор (7), где за счет его остаточного тепла образуется водяной пар, который будет использован в газогенераторе (5) в качестве окислителя углерода. Если производительность котла-утилизатора недостаточна для снятия всего тепла и снижения температуры газа до нормального уровня, то предусмотрено еще дополнительное охлаждение газа в теплообменнике-холодильнике (8), где за счет остаточного тепла газа нагревается вода, которая затем направляется в котел-утилизатор (7) для получения пара. Технологический газ после снятия его тепла в теплообменнике (8) и достижения температуры до 18-20°С направляется в абсорбер (9), где из его состава выделяется СО2. Выделение СО2 осуществляется его связыванием щелочами в виде твердых продуктов, например поглощением СО2 щелочью NaOH можно получить соду Na2CO3 или, применяя гашеную известь Са(ОН)2, получить кальцит кальция СаСО3, используемый в производствах искусственного камня, минеральных красок и т.п. Если имеется необходимость в получении чистого двуоксида углерода, например для получения карбамида или других углеродсодержащих веществ, то эффективным является применение способа абсорбции СО2 растворами этаноламинов с последующей десорбцией СО2 из них. Данный способ широко применяется в химической промышленности и является эффективным ввиду хорошей адсорбционной способности растворов этаноламинов по отношению к двуоксиду углерода и многократному их использованию по циклической схеме. Из этаноламинов в основном применяют растворы моноэтаноламина (МЭА) и диэтаноламина (ДЭА) [1].From the thermal reactor (1), the process gas is directed to the second waste heat boiler (7), where, due to its residual heat, water vapor is formed, which will be used in the gas generator (5) as a carbon oxidizer. If the capacity of the waste heat boiler is insufficient to remove all the heat and reduce the gas temperature to a normal level, then additional gas cooling is provided in the heat exchanger-cooler (8), where water is heated due to the residual heat of the gas, which is then sent to the waste heat boiler (7 ) to get steam. The process gas after removal of its heat in the heat exchanger (8) and reach a temperature up to 18-20 ° C is guided to the absorber (9), wherein its composition is released from the CO 2. The release of CO 2 is carried out by binding it with alkalis in the form of solid products, for example, by absorbing CO 2 with alkali NaOH, you can obtain soda Na 2 CO 3 or, using slaked lime Ca (OH) 2 , obtain calcium calcite CaCO 3 used in the production of artificial stone, mineral paints etc. If there is a need to obtain pure carbon dioxide, for example, to obtain urea or other carbon-containing substances, then it is effective to use a method of absorption of CO 2 by solutions of ethanolamines with subsequent desorption of CO 2 from them. This method is widely used in the chemical industry and is effective due to the good adsorption capacity of ethanolamine solutions in relation to carbon dioxide and their repeated use in a cyclic scheme. Of ethanolamines, solutions of monoethanolamine (MEA) and diethanolamine (DEA) are mainly used [1].

Очищенный от СО2 технологический газ направляется в отделение мембранного разделения газов (10), где на полупроницаемых мембранах разделяется на отдельные газы N2, Ar, CH4, Н2, SO3, окислы азота, Р2О5 и другие.The process gas purified from CO2 is sent to the membrane gas separation unit (10), where it is separated on semi-permeable membranes into separate gases N 2 , Ar, CH 4 , H 2 , SO 3 , nitrogen oxides, P 2 O 5 and others.

Получаемые чистые газы в отдельности будут ценными видами сырья в производствах соответствующих химических веществ.The resulting clean gases separately will be valuable raw materials in the production of the corresponding chemicals.

Выделяемая в газогенераторе (5) зола охлаждается в теплообменнике-холодильнике (11) до нормальных температур, затем она будет использована в производстве строительных материалов (кирпич, вяжущие вещества, бетон и т.п.), а также для переработки с целью выделения таких оксидов как Al2O3, SiO2, Fe2O3 и другие. Получаемые при охлаждении золы горячая вода и водяной пар используются для технологических нужд производства.The ash released in the gas generator (5) is cooled in a heat exchanger-refrigerator (11) to normal temperatures, then it will be used in the production of building materials (brick, binders, concrete, etc.), as well as for processing in order to release such oxides like Al 2 O 3 , SiO 2 , Fe 2 O 3 and others. Hot water and steam obtained during ash cooling are used for technological needs of production.

Пример.Example.

Для газификации угля использована проба угля Фон-Ягнобского месторождения следующего состава, мас.%: С - 81,0; Н - 5,2; N - 1,0; O - 2,0; S - 1,4; зола - 5,3; влажность угля - 4,0, причем содержание летучих веществ - 0.98%, содержание смолы - 4,5%. Газификация угля осуществляется при температуре 1050°С. В качестве окислителей используется смесь водяного пара и воздуха. Расход окислителей (воздух и водяной пар) на единицу количества угля, количество образующихся компонентов и состав технологического газа определяются расчетом материального баланса способа, а количество тепла определяется расчетом теплового баланса всего цикла предложенного способа.For coal gasification, a sample of coal from the Fon-Yagnob deposit of the following composition, wt.%, Was used: C - 81.0; H - 5.2; N 1.0; O - 2.0; S 1.4; ash - 5.3; moisture content of coal - 4.0, and the content of volatile substances - 0.98%, the content of tar - 4.5%. Coal gasification is carried out at a temperature of 1050 ° C. A mixture of water vapor and air is used as oxidizing agents. The consumption of oxidants (air and water vapor) per unit amount of coal, the amount of formed components and the composition of the process gas are determined by calculating the material balance of the method, and the amount of heat is determined by calculating the heat balance of the entire cycle of the proposed method.

В данном примере для увеличения количества теплотворных газов (СН4, Н2, СО и H2S) и снижения доли нетеплотворных газов (СО2, Н2О, N2) в составе технологического газа расчеты материального баланса проведены согласно принципу, что 1/20 часть углерода превращается в СО2, а 45% углерода - в метан, остальное количество углерода превращается в СО. При этом для газификации 1000 кг угля по данному принципу необходимо израсходовать 1962 кг воздуха и 187 кг водяного пара, при этом образуется 3430 м3 технологического газа следующего состава, мас.%: СО2 - 2,10, СО - 21,5, СН4 - 19,4, Н2 19,8, Н2О - 2,50, N2 - 34,40, H2S - 0,30. Удельная теплотворность полученного технологического газа 13,09 мДж/м3, из 1000 кг угля данного состава образуется газ с теплотворностью 44899,0 мДж, что эквиIn this example, in order to increase the amount of heating gases (СН 4 , Н 2 , СО and H 2 S) and reduce the proportion of non-heating gases (СО 2 , Н 2 О, N 2 ) in the process gas, the material balance calculations were carried out according to the principle that 1 / 20 part of carbon is converted into CO 2 , and 45% of carbon is converted into methane, the rest of the carbon is converted into CO. At the same time, for the gasification of 1000 kg of coal according to this principle, it is necessary to consume 1962 kg of air and 187 kg of water vapor, while 3430 m 3 of process gas of the following composition is formed, wt%: CO 2 - 2.10, CO - 21.5, CH 4 - 19.4, H 2 19.8, H 2 O - 2.50, N 2 - 34.40, H2S - 0.30. The specific calorific value of the obtained process gas is 13.09 mJ / m 3 , from 1000 kg of coal of this composition a gas with a calorific value of 44899.0 mJ is formed, which is equivalent

- 2 037398 валентно 12470 кВт-ч электроэнергии.- 2,037,398 valence 12,470 kWh of electricity.

Способ осуществляется при следующем температурном режиме: паровоздушная газификация угля осуществляется в реакторе (5) при температуре 1050°С, затем образующийся технологический газ с этой температурой поступает в котел-утилизатор (6), где отдает часть своего тепла и охлаждается до 450°С. В котле-утилизаторе (6) образуется 1412 кг водяного пара с температурой 100°С. Технологический газ поступает в межкорпусное пространство реактора (1), где нагревает поступающий уголь до температуры 352°С, далее газ поступает в котел-утилизатор (7) и теплообменник-холодильник (8), где освобождается от остаточного тепла и с температурой до 20°С поступает в абсорбер выделения из его состава СО2. При охлаждении технологического газа в котле-утилизаторе тепла (7) образуется 856 кг водяного пара с температурой 100°С. Очищенный от СО2 технологический газ поступает в мембранный разделитель (10), где на полупроницаемых мембранах разделяется на отдельные газы, которые будут использованы для получения соответствующих химических веществ или в качестве чистых газов. При разделении 3430 м3 смеси газов образуются чистые газы в количествах, м3: СО2 - 72,03, СО - 737,45, СН4 - 665,42, Н2 - 679,14, Н2О 85,75, N2 - 1179,92, H2S - 10,29.The method is carried out at the following temperature regime: steam-air gasification of coal is carried out in the reactor (5) at a temperature of 1050 ° C, then the resulting process gas with this temperature enters the waste heat boiler (6), where it gives off part of its heat and is cooled to 450 ° C. The waste heat boiler (6) produces 1412 kg of water vapor with a temperature of 100 ° C. The process gas enters the inter-vessel space of the reactor (1), where it heats the incoming coal to a temperature of 352 ° C, then the gas enters the waste heat boiler (7) and the heat exchanger-cooler (8), where it is freed from residual heat and with a temperature of up to 20 ° C enters the absorber for the release of CO 2 from its composition. When the process gas is cooled in the heat recovery boiler (7), 856 kg of water vapor with a temperature of 100 ° C is formed. The process gas purified from CO 2 enters the diaphragm separator (10), where it is separated on semi-permeable membranes into separate gases, which will be used to obtain the corresponding chemicals or as clean gases. When separating 3430 m 3 of a gas mixture, pure gases are formed in quantities, m 3 : CO 2 - 72.03, CO - 737.45, CH 4 - 665.42, H 2 - 679.14, H 2 O 85.75, N2 - 1179.92, H2S - 10.29.

Выделенные летучие вещества в реакторе (1) в количестве 9,8 кг и с температурой 352°С поступают в теплообменник-холодильник (2), где охлаждаются до 18°С и собираются в сборнике (4) для дальнейшего разделения на отдельные компоненты. В теплообменнике (2) образуется 2,4 кг водяного пара с температурой 100°С.The released volatiles in the reactor (1) in the amount of 9.8 kg and with a temperature of 352 ° C are fed to the heat exchanger-cooler (2), where they are cooled to 18 ° C and collected in a collector (4) for further separation into individual components. In the heat exchanger (2) 2.4 kg of water vapor with a temperature of 100 ° C is generated.

Из газогенератора (5) нагретая зола угля поступает в теплообменник-холодильник (11), где охлаждается водой до температуры 20°С, при этом образуется 20 кг водяного пара с температурой 100°С, который используется в технологическом производстве.From the gas generator (5), heated coal ash enters the heat exchanger-cooler (11), where it is cooled with water to a temperature of 20 ° C, while forming 20 kg of water vapor with a temperature of 100 ° C, which is used in technological production.

Таким образом, предлагаемый способ газификации угля для совмещенного производства тепла и химических веществ является безотходным. Он позволяет использовать тепло технологического газа, летучих веществ и золы для получения водяного пара или горячей воды, используемых во внутреннем цикле способа газификации угля, и получить химически чистые вещества и отдельные газы, которые имеют широкое применение в химической промышленности. Способ является экологически чистым, поскольку не имеет отходов, загрязняющих производство тепла и материалов.Thus, the proposed method of coal gasification for the combined production of heat and chemicals is waste-free. It allows you to use the heat of the process gas, volatiles and ash to produce steam or hot water used in the internal cycle of the coal gasification process, and to obtain chemically pure substances and individual gases, which are widely used in the chemical industry. The method is environmentally friendly, since it does not have waste that pollutes the production of heat and materials.

Литература.Literature.

1. Справочник азотчика, изд. 2, М: Химия.-1986.-512с.1. The Azotchik's Handbook, ed. 2, M: Chemistry.-1986.-512s.

2. Шарифов А., Шодиев Г.Г., Бобоев Т.С., Субхонов Д.К./Экологические проблемы использования угля в качестве энергоносителя и способы их решения//Вестник Таджикского технического университета. - 4(32). - 2015. - С183-187.2. Sharifov A., Shodiev GG, Boboev TS, Subkhonov DK / Environmental problems of using coal as an energy carrier and ways to solve them // Bulletin of the Tajik Technical University. - 4 (32). - 2015. - S183-187.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Способ газификации угля для производства тепла и химических веществ, включающий предварительный нагрев угля в тепловом реакторе с обогревом, осуществляемым через стенки упомянутого реактора, отделение от полученного углеродистого вещества летучих веществ, их охлаждение в теплообменнике для перевода в жидкое состояние и их сбор в сборнике, выделение из полученного углеродистого вещества смолистых веществ в разделителе, газификацию углеродистого вещества в газогенераторе, обогрев упомянутого теплового реактора теплом образующегося в процессе газификации технологического газа, выделение диоксида углерода из состава технологического газа, выходящего из теплового реактора, абсорбцией растворами щелочей, разделение оставшегося после выделения диоксида углерода газа на отдельные чистые газы на полупроницаемых мембранах, отличающийся тем, что из технологического газа, образующегося в процессе газификации, до поступления его в межкорпусное пространство теплового реактора в качестве обогревающего газа снимают часть его тепла в первом котле-утилизаторе для получения водяного пара, полученный в тепловом реакторе технологический газ перед поступлением в щелочной абсорбер для выделения СО2 подают во второй котел-утилизатор и затем пропускают через первый теплообменник-холодильник для снятия его остаточного тепла и снижения температуры до 1820°С, полученную золу угля из газогенератора подают во второй теплообменник-холодильник для снятия ее тепла и снижения ее температуры до 18-20°С, а полученную горячую воду в первом теплообменнике-холодильнике (8) подают во второй котел-утилизатор (7) тепла для получения водяного пара, причем водяной пар из второго котла-утилизатора тепла подают для газификации углеродистого материала в газогенератор, при этом полученные выделенные смолистые вещества из состава угля используют для получения строительного пека.A method for gasification of coal for the production of heat and chemicals, including preheating coal in a thermal reactor with heating carried out through the walls of the said reactor, separating volatile substances from the obtained carbonaceous substance, cooling them in a heat exchanger to turn them into a liquid state and collecting them in a collector, separating from the obtained carbonaceous substance of resinous substances in the separator, gasification of the carbonaceous substance in the gas generator, heating of the said thermal reactor with the heat of the process gas generated during the gasification process, the release of carbon dioxide from the composition of the process gas leaving the thermal reactor, by absorption with alkali solutions, separation of the carbon dioxide remaining after the release of carbon dioxide gas into separate clean gases on semi-permeable membranes, characterized in that from the process gas formed during the gasification process, before it enters the interbody space of the thermal reactor as a heating a part of its heat is removed from the gas in the first waste-heat boiler to produce water vapor, the process gas obtained in the thermal reactor, before entering the alkaline absorber to release CO2, is fed into the second waste-heat boiler and then passed through the first heat exchanger-cooler to remove its residual heat, and lowering the temperature to 1820 ° C, the resulting coal ash from the gas generator is fed to the second heat exchanger-refrigerator to remove its heat and reduce its temperature to 18-20 ° C, and the resulting hot water in the first heat exchanger-refrigerator (8) is fed to the second boiler - heat utilizer (7) to produce water vapor, and water vapor from the second heat recovery boiler is supplied for gasification of carbonaceous material into a gas generator, while the obtained separated resinous substances from the coal composition are used to produce construction pitch.
EA201900081A 2018-06-19 2019-02-13 Method for gasification of coal for production of heat and chemicals EA037398B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TJ1801204 2018-06-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201900081A1 EA201900081A1 (en) 2019-12-30
EA037398B1 true EA037398B1 (en) 2021-03-24

Family

ID=69061845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201900081A EA037398B1 (en) 2018-06-19 2019-02-13 Method for gasification of coal for production of heat and chemicals

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA037398B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5679185A (en) * 1979-08-21 1981-06-29 Babcock & Wilcox Ag Powdered coal gasification apparatus
US4610697A (en) * 1984-12-19 1986-09-09 Combustion Engineering, Inc. Coal gasification system with product gas recycle to pressure containment chamber
RU2413749C2 (en) * 2009-04-21 2011-03-10 Открытое акционерное общество "Украинский институт по проектированию нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий" (ОАО "УКРНЕФТЕХИМПРОЕКТ") Procedure for complex coal processing and installation for its implementation
KR20140122547A (en) * 2013-04-10 2014-10-20 두산중공업 주식회사 Integrated coal gasification combined cycle power generating system
CN108085062A (en) * 2018-01-30 2018-05-29 北京阳华科技有限公司 A kind of total heat recovery coal gasifier device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5679185A (en) * 1979-08-21 1981-06-29 Babcock & Wilcox Ag Powdered coal gasification apparatus
US4610697A (en) * 1984-12-19 1986-09-09 Combustion Engineering, Inc. Coal gasification system with product gas recycle to pressure containment chamber
RU2413749C2 (en) * 2009-04-21 2011-03-10 Открытое акционерное общество "Украинский институт по проектированию нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий" (ОАО "УКРНЕФТЕХИМПРОЕКТ") Procedure for complex coal processing and installation for its implementation
KR20140122547A (en) * 2013-04-10 2014-10-20 두산중공업 주식회사 Integrated coal gasification combined cycle power generating system
CN108085062A (en) * 2018-01-30 2018-05-29 北京阳华科技有限公司 A kind of total heat recovery coal gasifier device

Also Published As

Publication number Publication date
EA201900081A1 (en) 2019-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Heidenreich et al. New concepts in biomass gasification
JP7105690B2 (en) A Process for the Production of High Biogenic Concentration Fischer-Tropsch Liquids Derived from Municipal Solid Waste (MSW) Feedstocks
CN103758592B (en) CO2 gas coke chemical-looping combustion power generating system and method
CN101747918B (en) Method for preparing natural gas by dry quenching co-production coal
CN102965131B (en) Efficient and clean utilization technology for highly volatile young coal
US10611657B2 (en) Method and system for preparing fuel gas by utilizing organic waste with high water content
EP1879693A2 (en) Methods and systems for reducing emissions
CN103013568B (en) Plasma gasification treatment system of solid organic waste
KR101475785B1 (en) The carbon capture and storage apparatus from waste using plasma pyrolysis device
CN104789235A (en) Method and system for preparing biodiesel by sludge catalytic pyrolysis and gasification
CN106398771A (en) Solid organic waste gasifying process capable of reducing dioxin emission
KR19990074976A (en) Waste Recycling Process and Device Using Hydrogen-Oxygen Plasma Torch
RU2467113C2 (en) Method of treating black liquor at pulp mill and equipment for realising said method
CN204058390U (en) Solid fuel classification gasification-burning double bed polygenerations systeme
CN107674691A (en) A kind of system and method for domestic garbage resource
CN103791503B (en) A kind of organic solid waste gasification burning integrated apparatus and method
RU2364737C1 (en) Method of multipurpose solid fuel use at combined cycle power plants with cogeneration of power and secondary end products in form of liquid and solid fuels with improved consumer properties
EA037398B1 (en) Method for gasification of coal for production of heat and chemicals
JP2010149079A (en) Treatment method of waste containing highly hydrous waste and treatment device used for the same
CN109231329A (en) A kind of dry coke quenching waste heat heat energy recycle and Treatment of Coking Effluent process integration
CN204607928U (en) Mud catalytic pyrolysis gasification prepares the system of biofuel
CN211712623U (en) Equipment for recovering fluorine-containing waste liquid of acid-washed coal
CN211871883U (en) Range-dividing domestic garbage drying pyrolysis purification technology
RU2211927C1 (en) Method of and installation for thermal treatment of brown coal with production of electric energy
CN210584225U (en) Clean discharge system of coal fired power plant's resourceization