PL104359B1 - Sposob zgazowywania wegla zawierajacego popiol - Google Patents
Sposob zgazowywania wegla zawierajacego popiol Download PDFInfo
- Publication number
- PL104359B1 PL104359B1 PL1976193860A PL19386076A PL104359B1 PL 104359 B1 PL104359 B1 PL 104359B1 PL 1976193860 A PL1976193860 A PL 1976193860A PL 19386076 A PL19386076 A PL 19386076A PL 104359 B1 PL104359 B1 PL 104359B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- gasifier
- ash
- coal
- stream
- fluidized bed
- Prior art date
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 45
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 14
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims description 4
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 55
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 244000201986 Cassia tora Species 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCAIGTHBQTXTLR-UHFFFAOYSA-N phentermine hydrochloride Chemical compound [Cl-].CC(C)([NH3+])CC1=CC=CC=C1 NCAIGTHBQTXTLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000013404 process transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/482—Gasifiers with stationary fluidised bed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/82—Gas withdrawal means
- C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/094—Char
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0973—Water
- C10J2300/0976—Water as steam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
- C10J2300/1606—Combustion processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób zgazowy¬
wania stalych materialów weglistych w fluidalnym
zlozu.
Gaz syntezowy jest waznym surowcem, z które¬
go wytwarza sie na skale przemyslowa rózne pro¬
dukty chemiczne. Gaz ten jest mieszanina wodoru
z tlenkiem wegla i wytwarza sie go poddajac go¬
racy wegiel dzialaniu pary wodnej na drodze re¬
akcji zwanej reakcja gazu wodnego, która przebie¬
ga zgodnie z nastepujacym schematem:
871°C
C + HfO (para) ? CO + H2
Gaz syntezowy poddawany katalitycznemu pro¬
cesowi w temperaturze 204—593°C mozna przepro¬
wadzac w metan lub w surogat naturalnego gazu,
znany w energetyce i technologii paliw pod nazwa
SNG. Prowadzono juz liczne badania w celu opra¬
cowania praktycznego sposobu wytwarzania SNG,
przy uzyciu jako produktu posredniego gazu syn¬
tezowego otrzymanego przez zgazowywanie wegla
lub materialów weglistych.
Jeden ze znanych sposobów wytwarzania gazu
syntezowego polega na tym, ze pare wodna pro¬
wadzi sie przez fluidalne zloze weglistego mate¬
rialu. W procesie tym para wodna styka sie bar¬
dzo dokladnie z silnie rozdrobnionym weglem,
dzieki czemu osiaga sie wysoka sprawnosc proce¬
su. Aczkolwiek zastosowanie techniki fluidyzacji
stanowi postep w procesie wytwarzania gazu syn¬
tezowego, to jednak i w tym sposobie doprowa-
39
dzanie ciepla niezbednego dla silnie endotermicz-
nej reakcji pary wodnej z weglem jest trudne do
zrealizowania. Wprawdzie prostym rozwiazaniem
jest doprowadzenie powietrza razem z fluidyzuja-
ca para woda i spalanie czesci wegla, ale wówczas
otrzymany gaz syntezowy zawiera azot. Zamiast
powietrza mozna stosowac czysty tlen, ale pod¬
wyzsza to znacznie koszt procesu.
W celu unikniecia tych wad wewnetrznego spa¬
lania w generatorze gazu syntezowego proponowa¬
no tez wycofywac pewna ilosc stalego materialu
weglistego ze strefy gazyfikacji i dzielic ja na
2 odrebne strumienie. Jeden z tych strumieni spa¬
la sie w strefie spalania, a drugi prowadzi sie po¬
przez gorace gazy spalinowe i zawraca do reakto¬
ra razem ze swiezym materialem weglistym
w postaci stalej, uzyskujac w ten sposób w zasa¬
dzie calkowita ilosc ciepla niezbednego do prowa¬
dzenia reakcji pomiedzy weglem i para wodna.
Taki uklad jest znany z opisu patentowego St. Zj.
Am. nr 3 440 177.
Niepozadanym objawem towarzyszacym fluidal¬
nemu zgazowywaniu wegla jest wytwarzanie sie
drobnych czastek, które uchodza, z fluidalnego re¬
aktora razem z gazem syntezowym i albo sie je
traci, albo odzyskuje i zawraca do procesu, co jed¬
nak powoduje dodatkowe koszty. Poza tym, na¬
gromadzanie sie drobnych czastek zmusza do
zmniejszania predkosci gazu w reaktorze, a tym
samym ogranicza calkowita wydajnosc procesu.
104 359104 359
Korzystnym sposobem jest spalanie tych drob¬
nych czastek w celu uzyskiwania ciepla niezbed¬
nego do prowadzenia reakcji pary wodnej z we¬
glem. W takim procesie, znanym z brytyjskiego
opisu patentowego nr 1312 860, drobne czastki
wegla, oddzielone od gazu syntezowego, wprowa¬
dza sie do odzuzlajacej komory spalania, w której
spala sie je, uzyskujac cieplo dla gazogeneratora.
Gorace gazy spalinowe stosuje sie do porywania
i dyspergowania zawracanego strumienia stalego
materialu weglistego z gazogeneratora, a równo¬
czesnie do bardzo szybkiego ogrzewania tego stru¬
mienia do zadanej temperatury. Zazwyczaj prze¬
noszenie ciepla trwa tylko ulamek sekundy, przy
czym czas stykania sie nie powinien byc dluzszy
niz pare sekund (2—3 sekundy), aby uniknac strat
wegla powodowanych przez reakcje wegla z dwu¬
tlenkiem wegla i para wodna w porwanych gazach
spalinowych. W celu utrzymania ukladu w równo¬
wadze cieplnej trzeba odprowadzac ze zloza pewna
ilosc wegla i spalac razem z drobnymi czastkami.
Jako weglowy reagent stosuje sie silnie rozdrob¬
niony wegiel wypalony, otrzymywany przy fluidal¬
nym zweglaniu wegla mineralnego, opisanym
w opisie patentowym St. Zj. Am. nr 3 375 175.
Prowadzac taki proces w duzym urzadzeniu
próbnym stwierdzono, ze w gazogeneratorze nagro¬
madza sie popiól, poniewaz pewna ilosc stopionego
popiolu jest porywana z komory spalania w posta¬
ci drobnych kropel zuzla, który zawraca sie do
gazogeneratora z cyrkulujacym strumieniem wy¬
palonego wegla. Ten i inny material o duzej za¬
wartosci popiolu ma tendencje do nagromadzania
sie na dnie gazogeneratora. Stwierdzono równiez,
ze drobne czastki tego wypalonego wegla zawie¬
raja w przyblizeniu taka sama ilosc popiolu jak
swiezy wegiel wypalony, doprowadzany do gazo¬
generatora. Poniewaz rozdrobniony wegiel wypa¬
lony ma znacznie mniejszy niz doprowadzany do
ukladu wegiel wypalony, przeto ilosc popiolu usu¬
wanego z ukladu przez spalanie w komorze spala¬
nia rozdrobnionego zweglonego materialu wegliste¬
go jest mniejsza niz ilosc popiolu w doprowadza¬
nym materiale weglistym. Poza tym, popiól powi¬
nien byc usuwany, w celu utrzymania równowagi
popiolu w ukladzie. Mozna to uskuteczniac przez
wycofywanie strumienia wegla wypalonego z ga¬
zogeneratora. Jednakze czyniac to usuwa sie rów¬
niez wegiel (pierwiastek), a jego ilosc, która moze
byc uzyta jest uwarunkowana wymaganiami
cieplnymi ukladu.
Przedmiotem wynalazku jest sposób zgazowywa-
nia wegla zawierajacego popiól za pomoca pary
wodnej w gazogeneratorze o fluidalnym zlozu,
w którym drobne czastki wegla oddzielone od gazu
syntezowego spala sie w odzuzlajacej komorze spa¬
lania, gazy spalinowe stosuje sie do dyspergowa¬
nia wegla zawracanego z fluidalnego zloza w ga¬
zogeneratorze, w celu ogrzania tego zawracanego
strumienia, który nastepnie oddziela sie od gazów
spalinowych w celu ograniczenia jego reakcji z ty¬
mi gazami, po czym zawraca do fluidalnego zloza
w gazogeneratorze, aby w ten sposób dostarczyc
ciepla niezbednego dla reakcji zgazowywania,
przy czym nagromadzanie sie popiolu w gazogene¬
ratorze reguluje sie podczas doprowadzania do¬
datkowo ciepla do reakcji gazyfikacji.
Cecha sposobu wedlug wynalazku jest to, ze
z fluidalnego zloza w gazogeneratorze odprowadza
sie drugi strumien zweglonego materialu wegliste¬
go, rozdziela ten strumien na czesc o duzej zawar¬
tosci popiolu i czesc o malej zawartosci popiolu,
czesc o duzej zawartosci popiolu wprowadza sie
do komory spalania i spala razem z drobnymi
czastkami, zas czesc o malej zawartosci popiolu
wprowadza sie do fluidalnego zloza w gazogenera¬
torze, przy czym ten drugi strumien weglistego
materialu odprowadza sie z predkoscia co najmniej
tak duza, aby z fluidalnego zloza w gazogenerato-
rze odprowadzana byla ilosc popiolu równa ilosci
popiolu wprowadzanego do gazogeneratora razem
z swiezym surowcem.
Predkosc strumienia wegla odprowadzanego
z gazogeneratora i poddawanego rozdzielaniu mo-
ze byc równa najmniejszej predkosci niezbednej
do utrzymania równowagi popiolu, to znaczy, ze
trzeba z ukladu odprowadzac tyle popiolu, ile go
doprowadza sie razem z swiezym weglem podda¬
wany zgazowywaniu. Korzystnie jest jednak, gdy
predkosc odprowadzania i rozdzielania byla znacz¬
nie wyzsza od tej najmniejszej predkosci, gdyz
wówczas zawartosc popiolu w zlozu ulegnie wy¬
raznemu obnizeniu, w wyniku czego, dzieki
zwiekszonej zawartosci wegla w zlozu, sprawnosc
gazogeneratora ulegnie wyraznemu zwiekszeniu.
Wynalazek opisano ponizej w odniesieniu do ry-
runku, który przedstawia schemat procesu prowa¬
dzonego sposobem wedlug wynalazku. Zgodnie
z wynalazkiem, cieplo niezbedne dla fluidalnej ga-
zyfikacji dostarcza sie korzystnie przez spalanie
najbardziej rozdrobnionego materialu wytwarza¬
nego w tym procesie, dzieki czemu doprowadzajac
pewna ilosc ciepla równoczesnie reguluje sie ilosc
drobnych czastek. Reszte niezbednego ciepla do-
40 starcza sie przez spalanie strumienia wegla
o zwiekszonej zawartosci popiolu, otrzymanego
przez rozdzielanie zawracanego strumienia wegla
z grz^generatora na czesc o duzej zawartosci po¬
piól .i i csesc o malej zawartosci popiolu, przy czym
45 ta droga zawraca sie do gazogeneratora.
Produkty spalania drobnych czastek wegla
i frakcji wegla i zwiekszonej zawartosci popiolu
miesza sie ze strumieniem wegla zawracanym
z gazogeneratora, ogrzewajac w ten sposób ten
zawracany strumien do temperatury dostatecznie
wysokiej tak, ze po zawróceniu tego strumienia
do gazogeneratora uzyskuje sie w nim ilosc ciepla
niezbedna do prowadzenia reakcji pary wodnej
z weglem. Czas stykania sie gazów spalinowych
z zawracanym strumieniem wegla jest krótki, aby
ograniczyc mozliwie najbardziej reakcje wegla
z dwutlenkiem wegla i para wodna w tych gazach
spalinowych.
Cieplo dostarczane przez drobne czastki nie wy¬
starcza dla uzyskania równowagi ciepla, totez
60 trzeba je dodatkowo uzupelniac przez spalanie
wegla odprowadzanego z masy fluidalnego zloza.
Stosujac znane sposoby rozdzielania, strumien
wegla wycofany z gazogeneratora mozna rozdzie¬
lac na frakcje o wiekszej zawartosci popiolu
55 i frakcje o mniejszej zawartosci popiolu. Spalanie
50104 359
6
frakcji o wiekszej zawartosci popiolu daje te ko¬
rzysc, ze zwieksza sie stezenie wegla w gazogene-
ratorze, dzieki czemu wzrasta sprawnosc gazoge-
neratora. Frakcje o mniejszej zawartosci popiolu
zawraca sie do fluidalnego zloza gazogeneratora.
Ilosc wegla wycofywanego ze zloza zalezy od ilosci
wegla niezbednego do spalania, od sprawnosci urza¬
dzenia do oddzielania popiolu od wegla i od ilosci
popiolu, która nalezy usunac, a ta zas zalezy od
zawartosci popiolu i rodzaju wegla.
Jak uwidoczniono na rysunku, gazogenerator 1
zawiera zloze 2 wypalonego wegla, otrzymanego
przez fluidalne zweglanie surowca weglistego
w sposób podany w powolanym wyzej opisie pa¬
tentowym St. Zj. Am. nr 3 375175. Zloze to jest
utrzymywane na siatce za pomoca fluidyzujacego
strumienia przegrzanej pary wodnej. Wypalony
wegiel wprowadza sie do gazogeneratora 1 bezpo¬
srednio przewodem 3 lub w postaci produktu za¬
wracanego przewodem 12, jak opisano nizej.
W gazogeneratorze 1 goracy wypalony surowiec
weglisty reaguje z para wodna doprowadzana prze¬
wodem 4, dajac gaz syntezowy, skladajacy sie
glównie z tlenku wegla i wodoru, ale zawierajacy
równiez pewna ilosc tlenosiarczku wegla, dwutlen¬
ku wegla i gazów siarkowych (siarkowodór). Gazy
te, unoszace zawiesine stalego wegla, prowadzi sie
przez uklad cyklonów, w celu oddzielania stalych
substancji od wytworzonego gazu. Wieksze czastki
stale oddziela sie w pierwszym cyklonie 5 i za¬
wraca do gazogeneratora, a czastki drobniejsze od¬
dziela sie w drugim cyklonie 6 i przewodami 7 i 8
prowadzi do komory spalania 9. Spalanie tych
najdrobniejszych czastek w komorze spalania 9
zapobiega nagromadzaniu sie ich w ukladzie
i umozliwia unikniecie duzych urzadzen odpylaja¬
cych, a tym samym zmniejsza koszty inwestycji
i eksploatacji. Równoczesnie zas, takie selektywne
usuwanie drobnych czastek umozliwia zachowanie
odpowiedniej wielkosci czastek w zlozu 2, dzieki
czemu przez to zloze mozna prowadzic gaz z duza
predkoscia, nie powodujac wydmuchiwania stalych
czesci zloza. Z drugiego cyklonu 6 przewodem 10
odprowadza sie wytworzony gaz.
Komora do spalan 9 stanowi korzystnie urzadze¬
nie udzuzlajace, w którym popiól zawarty w pali¬
wie poddawanym zgazowywaniu jest usuwany
w postaci stopionego zuzla, nie zawierajacego
wegla. Przez spalanie drobnych czastek usuwa sie
wszystek popiól wydmuchiwany z gazogeneratora,
ale jak podano wyzej, nie wystarcza to do zapo¬
biezenia nagromadzaniu sie zbyt duzej ilosci po¬
piolu w gazogeneratorze. Zgodnie z wynalazkiem,
te zawartosc popiolu reguluje sie odprowadzajac
przewodem 11 zweglony material weglisty z gazo¬
generatora i rozdzielajac go w rozdzielaczu 12 na
frakcje o malej zawartosci popiolu, która przewo¬
dem 13 zawraca sie jak wspomniano wyzej do ga¬
zogeneratora 1 i na frakcje o duzej zawartosci po¬
piolu, kierowana przewodem 8 do komory spala¬
nia 9.
50
55
60
Proces spalania w komorze 9 prowadzi sie za
pomoca powietrza, korzystnie ogrzanego do tempe¬
ratury 538°C. Gorace gazy spalinowe z komory 9
poddaje sie zetknieciu ze strumieniem stalych
czastek paliwa pobieranych przewodem 14 z dol¬
nej czesci gazogeneratora 1, po czym ogrzane
czastki zawraca sie przewodem 15 do gazogenera¬
tora 1. Czas stykania sie tych czastek z gazami
spalinowymi reguluje sie tak, aby zawracane
czastki stale mogly zaabsorbowac ze spalin dosta¬
teczna ilosc ciepla, ale równoczesnie aby wyklu¬
czyc w zasadzie mozliwosc reakcji tych czastek
z dwutlenkiem wegla i para wodna w gazach spa¬
linowych.
Jezeli np. zawracane czastki stale maja byc
ogrzane do temperatury 1038°C i gazy spalinowe
wchodzace do strefy mieszania sie ze stalymi
czastkami maja temperature okolo 2204°C, wów¬
czas wystarcza stykanie sie gazów spalinowych ze
stalymi czastkami paliwa w ciagu mniej niz 0,1 se¬
kundy. W celu ograniczenia reakcji dwutlenku
wegla i pary wodnej w gazach spalinowych
z weglem zawartym w paliwie, ten czas stykania
sie w wymienniki ciepla (linia przerywana w ko¬
morze 9) powinien wynosic tylko pare sekund, ko¬
rzystnie mniej niz 3 sekundy. Ogrzane czastki sta¬
le zawracane do gazogeneratora 1 stanowia zródlo
ciepla niezbednego dla reakcji.
Urzadzenie stosowane w procesie prowadzonym
zgodnie z wynalazkiem moze byc korzystnie sto¬
sowane razem z urzadzeniem opisanym w powola¬
nym wyzej opisie patentowym St. Zj. Am.
nr 3 375 175.
Rozdzielanie weglistego materialu w rozdziela¬
czu 12 moze byc prowadzone dowolnymi znanymi
sposobami, np. metoda fluidalnego zloza. Predkosc
fluidyzacji dobiera sie tak, aby ciezsza frakcja
o duzej zawartosci popiolu opadala, a frakcja lzej¬
sza, o malej zawartosci popiolu, unosila sie ku gó¬
rze. Frakcje o duzej zawartosci popiolu stosuje sie
jako paliwo w komorze spalan, a frakcje o malej
zawartosci popiolu zawraca do gazogeneratora.
Mozna tez stosowac inne sposoby rozdzielania, ta¬
kie jak rozdzielanie magnetyczne, hydrauliczne lub
wibracyjne, stosowane przy wzbogacaniu rud.
Przyklad I. W przykladzie tym wykazuje sie
nagromadzenie sie popiolu przy prowadzeniu pro¬
cesu znanym sposobem. Sposobem nieciaglym pro¬
wadzi sie szereg prób zgazowywania wyjsciowego
produktu weglistego, zawierajacego 22,1% wago¬
wych popiolu. Warunki procesu i wyniki podano
w tablicy 1. Wyniki te swiadcza o tym, ze w miare
kontynuowania gazyfikacji zawartosc popiolu
w fluidalnym zlozu wzrasta.104 359
Tablica 1
Warunki procesu
czas
(godziny)
0
1,3
1,3
3,5
3,5
tempera¬
tura °C
871
871
871
871
871
cisnienie
KG/cm*
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
Analiza produktu wyjsciowego
% wagowe
po¬
piól
22,1
31,3
19,2
51,2
24,1
C
73,5
66,8
76,4
47,5
71,8
H
0,8
0,6
0,8
0,4
0,8
N
0,9
0,3
0,8
0,2
0,8
S
2,7
1,0
2,8
0,7
2,6
Uwagi
45.4 kg produktu wyjsciowego
24.5 kg zloza w gazogeneratorze "
12.2 kg drobnych czastek paliwa
13.3 kg zloza w gazogeneratorze
13,1 kg drobnych czastek paliwa
Przyklad II. W przykladzie tym ilustruje sie
regulowanie nagromadzenia sie popiolu przy pro¬
wadzeniu procesu sposobem wedlug wynalazku, ifi
Weglisty surowiec o skladzie podanym w przykla¬
dzie I, w ilosci 45,36 kg/godzine, wprowadza sie
do gazpgeneratora pracujacego w temperaturze
871°C i pod cisnieniem 3,5 kG/cml. Proces prowa¬
dzi sie w ciagu 10 godzin. Sklad zloza w gazoge- 20
neratorze i sklad drobnych czastek paliwa podano
w tablicy 2. Do gazogeneratora wprowadza sie
w ciagu 1 godziny 10,02 kg popiolu, a równoczes¬
nie odprowadza sie taka sama ilosc, mianowicie
4,85 kg w postaci drobnych czastek i 1,0 kg w po- 25
staci paliwa niezbednego dla wyrównania ilosci
ciepla oraz 4,17 kg w paliwie, które trzeba odpro¬
wadzic w celu wyrównania zawartosci popiolu.
Tablic
Przy takim odprowadzaniu w gazogeneratorze
znajduje sie okolo 2,5 raza wiecej popiolu niz
w surowym produkcie wprowadzanym. Nalezy tez
zauwazyc, ze dla utrzymania równowagi popiolu
w ukladzie trzeba by tracic w ciagu 1 godziny
3,31 kg wegla (9,9% calkowitej ilosci wprowadza¬
nej i 10,9% ilosci wegla zgazowywanego). Straty
tej unika sie odzyskujac zloze w gazogeneratorze
i, utrzymujac to zloze nieco powyzej najnizszej
predkosci, niezbednej dla fluidyzacji, przy czym
frakcje o duzej zawartosci popiolu uzyskuje sie
w postaci produktu opadajacego, zas frakcje o ma¬
lej zawartosci popiolu otrzymuje sie w postaci
produktu przeniesionego. Strumienie i ich sklad
podano w tablicy 3.
Zloza w gazogeneratorze
Drobne czastki do komory
spalania
Ze zloza w gazogeneratorze
do komory spalania zgodnie
l potrzeba zasilania
Odprowadzanie z gazogene¬
ratora w celu utrzymania
równowagi popiolu
Sklad w % wagowych
popiól
55,0
22,5
55,0
55,0
C
43,8
73,1
43,8
43,8
H
0,4
0,8
0,4
0,4
N
0,2
0,9
0,2
0,2
S
0,6
2,7
0,6
0,6
Ilosc w kg/godzine
razem
21,32
1,81
7,57
popiól
4,85
1,0 ¦
4,17
wegiel
,87
0,81
3,31
v
'
Ze zloza gazogeneratora do
zwiekszania zawartosci po¬
piolu
Frakcja opadajaca, kierowa¬
na do komory spalania
Frakcja unoszona, kierowana
do gazogeneratora*)
Tablica 3
Sklad w % wagowych
popiól
55,0
85,7
£
C
43,8
13,5
73y0
H
0,4
0,1
0,6
N
0,2
04
0,3
S
0,6
0,2
0,9
Ilosc w kg/godzine
rateem
12,25
6,03
6,21
popiól
6,76
,17
1,59
wegiel
,35
0,81
4,53
*) Ten dodatkowy strumien trzeba odzyskiwac, gdyz krople stopionego popiolu sa porywane przez gazy
ulatujace z komory spalania. '104359
. 9
Przyklad III. Przyklad ten wykazuje uzyski¬
wana zgodnie z wynalazkiem zwiekszona wydaj¬
nosc urzadzenia. W przykladzie tym przeplyw pa¬
liwa z gazogeneratora do fluidalnego zloza stoso-
wanego do zwiekszania zawartosci popiolu zwiek¬
sza sie z 12,25 kg/godzine do 45,36 kg/godzine, dzie¬
ki czemu uzyskuje sie wyniki podane w tablicy 4.
Tablica 4
Ze zloza gazogeneratora do
zwiekszania zawartosci po¬
piolu
Frakcja opadajaca, kierowa¬
na do komory spalania
Frakcja unoszona, kierowana
do gazogeneratora
Sklad w % wagowych
popiól
31,9
85,7
23,7
C
66,4
13,5
74,5
H
0,5
0,1
0,6
N
• 0,3
0,1
0,3
S
0,8 .
0,2
0,9
Ilosc w kg/godzine
razem
45,36
6,03
39,33
popiól
14,47
,17
9,30
wegiel
29,94
0,82
29,30
Zawartosc wegla w zlozu w gazogeneratorze
wzrasta z 43,8% do 66,4% i proporcjonalnie wzrasta
wydajnosc procesu zgazowywania, mianowicie
o 52%.
Stosujac jeszcze wyzsze predkosci przeplywu
mozna jeszcze bardziej zmniejszyc zawartosc po¬
piolu w zlozu. Predkosci te dobiera sie z punktu
widzenia gospodarnosci, a mianowicie uwzglednia¬
jac stosunek kosztów zwiekszonych przy stosowa¬
niu wyzszej predkosci do zwiekszonej przy tym
wydajnosci.
Claims (3)
1. Sposób zgazowywania wegla zawierajacego popiól za pomoca pary wodnej w gazogeneratorze z fluidalnym zlozem, w którym drobne czastki wegla oddzielone od wytworzonego gazu syntezo¬ wego spala sie w odzuzlajacej komorze spalania, otrzymane gazy spalinowe stosuje sie do dysper¬ gowania czesci wegla zawracanego z fluidalnego zloza w gazogeneratorze, w celu ogrzania tego za¬ wracanego strumienia, który nastepnie oddziela sie od gazów spalinowych w celu ograniczenia je¬ go reakcji z tymi gazami, po czym zawraca do fluidalnego zloza w gazogeneratorze, dostarczajac tym samym cieplo niezbedne dla reakcji zgazo¬ wywania, przy czym nagromadzanie sie popiolu w gazogeneratorze reguluje sie podczas doprowa- 25 30 35 45 50 dzania dodatkowo ciepla do reakcji gazyfikacji, znamienny tym, ze z fluidalnego zloza w gazoge¬ neratorze odprowadza sie drugi strumien zweglo¬ nego materialu weglistego, rozdziela ten strumien na czesc o duzej zawartosci popiolu i czesc o ma¬ lej zawartosci popiolu i pierwsza z tych czesci wprowadza sie do komory spalania i spala razem z drobnymi czastkami, zas druga z tych czesci wprowadza sie do fluidalnego zloza w gazogenera¬ torze, przy czym ten drugi strumien materialu weglistego odprowadza sie z predkoscia co naj¬ mniej tak duza, aby z fluidalnego zloza w gazoge¬ neratorze odprowadzana byla ilosc popiolu równa ilosci popiolu wprowadzanego do gazogeneratora razem ze swiezym surowcem.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze drugi strumien wegla odprowadza sie z predkos¬ cia znacznie wieksza od tej, jaka jest niezbedna w celu usuniecie z ukladu popiolu przy predkosci, z jaka jest on wprowadzany do ukladu. .
3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze drugi strumien odprowadzany rozdziela sie wpro¬ wadzajac go do zloza utrzymywanego w stanie fluidalnym przy predkosci nieco wiekszej od jego predkosci fluidyzacji i uzyskuje frakcje o duzej zawartosci popiolu jako frakcje opadajaca, a frak¬ cje o malej zawartosci popiolu uzyskuje sie z ma¬ terialu unoszonego.104 359 f—f6 10 1 3-A L%r~\ 1 2/11 1 u ^Z 8 RSW Zakl. Graf. Wrwa, Srebrna 16, -a. 280-79/O — 90 + 20 egz. Cena 45 zl
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/667,540 US3993583A (en) | 1976-03-17 | 1976-03-17 | Gasification of ash containing carbonaceous solids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL104359B1 true PL104359B1 (pl) | 1979-08-31 |
Family
ID=24678628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL1976193860A PL104359B1 (pl) | 1976-03-17 | 1976-11-23 | Sposob zgazowywania wegla zawierajacego popiol |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3993583A (pl) |
| JP (1) | JPS52111907A (pl) |
| AU (1) | AU500702B2 (pl) |
| CA (1) | CA1080972A (pl) |
| DE (1) | DE2652968C3 (pl) |
| GB (1) | GB1503468A (pl) |
| PL (1) | PL104359B1 (pl) |
| ZA (1) | ZA765349B (pl) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2607744A1 (de) * | 1976-02-26 | 1977-09-08 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur vergasung von weitgehend stueckigen brennstoffen unter erhoehtem druck fuer die erzeugung eines schwachgases |
| US4158552A (en) * | 1977-08-29 | 1979-06-19 | Combustion Engineering, Inc. | Entrained flow coal gasifier |
| US4298453A (en) * | 1977-12-27 | 1981-11-03 | Mobil Oil Corporation | Coal conversion |
| DE3062415D1 (en) * | 1979-05-21 | 1983-04-28 | Tosco Corp | Method for preventing buildup of ash in a steam-gasification reactor |
| US4253986A (en) * | 1979-08-24 | 1981-03-03 | Monsanto Company | Ammonia synthesis gas production |
| US4261856A (en) * | 1979-08-24 | 1981-04-14 | Monsanto Company | Ammonia synthesis gas production |
| US4312639A (en) * | 1980-12-22 | 1982-01-26 | Atlantic Richfield Company | Process for heating solids for coal gasification |
| US4386940A (en) * | 1981-10-08 | 1983-06-07 | Cogas Development Company | Gasification of carbonaceous solids |
| US9388980B2 (en) | 2011-12-15 | 2016-07-12 | Kellogg Brown + Root LLC | Systems and methods for gasifying a hydrocarbon feedstock |
| JP2013189510A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Ihi Corp | 循環式ガス化炉 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2890107A (en) * | 1949-02-14 | 1959-06-09 | Flesch Wilhelm | Process for the generation of gas in two or more producers |
| US2729552A (en) * | 1949-12-24 | 1956-01-03 | Exxon Research Engineering Co | Process of contacting gasiform carbonaceous solids |
| US2654665A (en) * | 1950-02-21 | 1953-10-06 | Consolidation Coal Co | Gasification of carbonaceous solids |
| DE1023844B (de) * | 1951-07-09 | 1958-02-06 | Exxon Research Engineering Co | Verfahren zum Inberuehrungbringen von Gasen mit kohleartigen Feststoffen |
| US2803530A (en) * | 1952-05-28 | 1957-08-20 | Texaco Development Corp | Process for the production of carbon monoxide from a solid fuel |
| US2879148A (en) * | 1952-05-31 | 1959-03-24 | Texas Co | Process for the production of carbon monoxide from a solid fuel |
| NL88898C (pl) * | 1953-07-20 | |||
| ZA713218B (en) * | 1970-06-29 | 1972-01-26 | Fm Corp | Manufacture of synthesis gas |
| US3850839A (en) * | 1971-02-11 | 1974-11-26 | Cogas Dev Co | Manufacture of synthesis gas |
-
1976
- 1976-03-17 US US05/667,540 patent/US3993583A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-09-08 GB GB37260/76A patent/GB1503468A/en not_active Expired
- 1976-09-08 ZA ZA765349A patent/ZA765349B/xx unknown
- 1976-09-09 AU AU17636/76A patent/AU500702B2/en not_active Expired
- 1976-09-14 JP JP10949076A patent/JPS52111907A/ja active Granted
- 1976-11-12 CA CA265,429A patent/CA1080972A/en not_active Expired
- 1976-11-22 DE DE2652968A patent/DE2652968C3/de not_active Expired
- 1976-11-23 PL PL1976193860A patent/PL104359B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3993583A (en) | 1976-11-23 |
| ZA765349B (en) | 1977-08-31 |
| JPS52111907A (en) | 1977-09-20 |
| DE2652968C3 (de) | 1981-09-10 |
| AU1757076A (en) | 1978-03-16 |
| CA1080972A (en) | 1980-07-08 |
| GB1503468A (en) | 1978-03-08 |
| JPS5437001B2 (pl) | 1979-11-13 |
| DE2652968B2 (de) | 1980-12-04 |
| DE2652968A1 (de) | 1977-09-29 |
| AU500702B2 (en) | 1979-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3782913A (en) | Two-stage gasification of coal with forced reactant mixing and steam treatment of recycled char | |
| CA1125208A (en) | Alkali metal recovery process | |
| US2741549A (en) | Conversion of carbonaceous solids into volatile products | |
| US4397656A (en) | Process for the combined coking and gasification of coal | |
| EP0423401B1 (en) | Two-stage coal gasification process | |
| JP5763618B2 (ja) | 2段階乾燥供給ガス化装置および方法 | |
| US3957458A (en) | Gasifying coal or coke and discharging slag frit | |
| US3926775A (en) | Hydrogenation of coal | |
| US5213587A (en) | Refining of raw gas | |
| KR19980023904A (ko) | 기화를 통한 폐기물 처리 장치 및 방법 | |
| CA1209308A (en) | Process and apparatus for recovery of energy and chemical values from spent pulping liquor | |
| PL104359B1 (pl) | Sposob zgazowywania wegla zawierajacego popiol | |
| CN109022039B (zh) | 用于固定床加压气化器的粉煤进料 | |
| AU612199B2 (en) | Refining of raw gas | |
| US2677603A (en) | Process and apparatus for the gasification of fine-grained carbonaceous substances | |
| US4391612A (en) | Gasification of coal | |
| US3988237A (en) | Integrated coal hydrocarbonization and gasification of char | |
| US4744969A (en) | Process for the conversion of coal and gypsum to valuable products | |
| WO1986001821A1 (en) | Gasification apparatus | |
| US5092984A (en) | Pyrolysis of coal | |
| EP0227196A2 (en) | Oxidation of flyash | |
| US3968052A (en) | Synthesis gas manufacture | |
| US3957457A (en) | Gasifying coal or coke and discharging ash agglomerates | |
| US4963513A (en) | Coal gasification cogeneration process | |
| JP3938981B2 (ja) | 廃棄物ガス化処理におけるガスリサイクル方法 |