PL167220B1 - Sposób otrzymywania bezdymnego paliwa formowanego i urządzenie do otrzymywania bezdymnego galiwa formowanegn - Google Patents

Abstract

1. Sposób otrzymywania bezdymnego paliwa formowanego, polegający na odgazowaniu węgla niespiekającego z zastosowaniem akceptora wapniowego, wymieszaniu go z gorącym węglem spiekającym i zbrykietowaniu, znamienny tym, że świeży akceptor wapniowy dodaje się w węźle chłodzenia gazu rozkładowego (B) skąd podawany jest do reaktora odgazowania węgla niespiekającego (1) , a częściowoprzereagowany akceptorwapniowy, wytrącony w węźle wstępnego odpylania i preparacji karbonizatu (A), kierowanyjest wraz z frakcjami niegazowymi wytrąconymi w cyklonie wstępnym (2) oraz baterii cyklonów (3) do układu preparacji karbonizatu (9), a następnie do węzła mieszania i brykietowania na gorąco (D), zaś do mieszalnika (8) węzła mieszania i brykietowania na gorąco (D) gorący węgiel spiekający podaje się zawsze w strumień wcześniej podanego karbonizatu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania bezdymnego paliwa formowanego i urządzenie do otrzymywania bezdymnego paliwa formowanego.

Gospodarka paliwowo - energetyczna w sektorze komunalnym w Polsce charakteryzuje się niezwykle wysokim zużyciem węgla w postaci pierwotnej. Produkty spalania, o wysokiej zawartości tlenków węgla, dwutlenku siarki, pyłów a przede wszystkim kancerogennych węglowodorów i smół, emitowane są kominami na niewielkiej wysokości, oddziaływując w ten sposób bezpośrednio na otoczenie. Stan ten wynika z nierównomierności przebiegu procesu spalania paliwa cechującego się początkowo wysoką intensywnością rozkładu substancji węglowej często w warunkach niedoboru tlenu, a następnie stopniowo obniżającą się intensywnością zachodzącą w warunkach nadmiaru tlenu (straty kominowe).

Natura spalania węgla surowego utrudnia właściwy dobór regulacji dopływu powietrza zwłaszcza, że przebieg spalania nie przebiega równomiernie w czasie i w dużej mierze związany jest z własnościami węgla, jego sortymentem. Koks w odróżnieniu od węgla jest paliwem pozbawionym części lotnych, znacznie mniej reaktywnym. Spala się on z wysoką sprawnością i niską emisyjnością przy czym możliwe jest utrzymanie regulacji dopływu powietrza przy zapewnieniu wysokiej

167 220 temperatury żaru. Istotnym mankamentem koksu jest to, że nie jest paliwem uniwersalnym i można go stosować jedynie w piecach centralnego ogrzewania lub kotłowniach. Wymienione paliwa zawierają związki siarki przechodzącej podczas spalania w 'SO₂, który z reguły podobnie jak inne związki oddziaływuje niekorzystnie na bezpośrednie otoczenie miejsca spalania.

Celem wynalazku jest otrzymywanie bezdymnego paliwa formowanego z maksymalnym wykorzystaniem akceptora wapniowego podczas całego procesu jego wytwarzania i użytkowania finalnego produktu.

Istota sposobu według wynalazku polega na odgazowaniu węgla niespiekającego z zastosowaniem akceptora wapniowego, wymieszaniu go z gorącym węglem spiekającym i zbrykietowaniu przy czym świeży akceptor wapniowy podawany jest w węźle chłodzenia gazu rozkładowego do filtra dynamicznego z chłodnicą skąd podawany jest do reaktora odgazowania węgla niespiekającego a nie przereagowane części akceptora wapniowego, wytrącone w węźle odpylania wstępnego i preparacji karbonizatu, kierowane są wraz z frakcjami niegazowymi wytrąconymi w cyklonie wstępnym oraz baterii cyklonów, do układu preparacji karbonizatu, a następnie do węzła mieszania i brykietowania na gorąco. Gorący węgiel spiekający podaje się do mieszalnika węzła mieszania i brykietowania zawsze na strumień wcześniej podanego karbonizatu.

Istota urządzenia według wynalazku polega na tym, że wyjście z reaktora odgazowania węgla niespiekającego połączone jest z węzłem odpylania wstępnego i preparacji karbonizatu skąd drogą strumienia gazu rozkładowego połączone jest poprzez węzeł chłodzenia gazu z węzłem przygotowania węgla spiekającego, wyjście dozownika akceptora wapniowego połączone jest poprzez węzeł chłodzenia gazu, reaktor odgazowania węgla niespiekającego, węzeł odpylania wstępnego i preparacji karbonizatu z węzłem mieszania i brykietowania na gorąco, zaś wyjście gazu rozkładowego z węzła mieszania i brykietowania na gorąco połączone jest z wejściem do reaktora odgazowania węgla niespiekającego w jego strefie konfuzorowej. Wyprowadzenie części niegazowych z cyklonu wstępnego i baterii cyklonów węzła odpylania wstępnego i preparacji karbonizatu połączone jest z wejściem układu preparacji karbonizatu, zaś wyjście z układu preparacji karbonizatu połączone jest z wejściem do mieszalnika węzła mieszania i brykietowania na gorąco oraz z wejściem do reaktora odgazowania węgla niespiekającego.

Sposób według wynalazku opisano w oparciu o przykładowe rozwiązanie instalacji do otrzymywania bezdymnego paliwa formowanego przedstawionej na rysunku.

Do reaktora odgazowania węgla niespiekającego 1 wprowadza się węgiel niespiekający, częściowo przereagowany akceptor wapniowy z filtra dynamicznego z chłodnicą 5 i podgrzane powietrze z chłodnicy wstępnej 4. W temperaturze 850 - 950°C węgiel niespiekąjący ulega rozkładowi na gaz rozkładowy i karbonizat. Gaz rozkładowy doprowadza się do węzła wstępnego odpylania i preparacji karbonizatu A, gdzie w cyklonie wstępnym 2 i baterii cyklonów 3 separowane są cząstki karbonizatu o zróżnicowanej ziarnistości i reaktywności wraz z nie przereagowaną pozostałością akceptora wapniowego oraz częścią wytrąconych frakcji smołowych. Wydzielone strumienie karbonizatu podawane są do układu preparacji karbonizatu 9 skąd nadmiar gorącego karbonizatu kierowany jest do mieszalnika 8 węzła mieszania i brykietowania na gorąco D, do którego doprowadzany jest na bieżąco podgrzany w podgrzewaczu 7 węgiel spiekający. Do podgrzewania węgla spiekającego wykorzystywany jest gaz uzyskiwany w opisywanym procesie. Istotne jest aby do mieszalnika 8 gorący węgiel spiekający podawać zawsze na strumień wcześniej podanego gorącego karbonizatu. Zapewnia to duży stopień zdyspergowania mieszaniny oraz zabezpiecza przed zalepianiem się mieszalnika. Gorąca mieszanina zawierająca w składzie spreparowanego karbonizatu resztki nie przereagowanego akceptora wapniowego podawana jest na prasę brykietowniczą 10. Część karbonizatu z układu preparacji karbonizatu 9 zawraca się do reaktora odgazowania węgla niespiekającego 1. Wyjście strumienia gazu rozkładowego z węzła mieszania i brykietowania na gorąco D połączone jest z wejściem do reaktora odgazowania węgla niespiekającego 1 w jego strefie konfuzorowej. Stanowi to element hermetyzacji procesu, a ponadto podwyższa się kaloryczność gazu rozkładowego. Strumień gazu rozkładowego opuszczający węzeł odpylania wstępnego i preparacji karbonizatu A kierowany jest do węzła chłodzenia gazu B. Wstępnie schłodzony gaz w chłodnicy wstępnej 4 chłodzonej powietrzem, kierowany jest do filtra dynamicznego z chłodnicą 5, do którego równocześnie podawany jest podajnikiem 11 świeży

167 220 akceptor wapniowy. Ważne jest aby opuszczający chłodnicę wstępną 4 gaz miał temperaturę wyższą o 10°C od temperatury punktu rosy substancji smołowych zawartych w gazie.

Zaletą opisanego sposobu prowadzonego na instalacji jc^t uzyskanie komponentów substancji palnej o obniżonej lecz zróżnicowanej zawartości części lotnych, regulowalnej reaktywności z wbudowanym w strukturę brykietów akceptorem wapniowym SO2. Technologia otrzymywania ekologicznie bezpiecznego formowanego paliwa nie stwarza zagrożenia ekologicznego. Proces jest shermetyzowany i nie powoduje powstawania produktów ubocznych. Proces rozkładu węgła niespiekającego odbywa się z udziałem podgrzanego powietrza co powoduje, że uzyskiwany gaz rozkładowy ma wartość kaloryczną kwalifikującą go do zastosowania w energetyce. Stosowany w procesie akceptor wapniowy, bez nadmiaru stechiometrycznego, wykorzystywany jest stopniowo w całym cyklu produkcji paliwa bezdymnego a w efekcie, wkomponowany w paliwo, wykorzystywany jest w trakcie utylizacji tego paliwa.

Otrzymane według wynalazku paliwo łączy w sobie pozytywne cechy paliwa węglowego i koksowego oraz w maksymalnym stopniu eliminuje ich negatywne cechy w użytkowaniu i oddziaływaniu. na środowisko naturalne. Jest stosunkowo łatwo zapalne i spala się stabilnie. Dzięki zróżnicowaniu poprzez proces pirolizy zawartości części lotnych i reaktywności w ziarnach karbonizatu oraz zmetamorfizowaniu substancji węgla niespiekającego poprzez jego uplastycznienie w procesie brykietowania, substancja palna paliwa spala się stabilnie, praktycznie przy eliminacji emisji zanieczyszczeń węglowodorowych i ze sprawnością zbliżoną do sprawności spalania koksu. Zróżnicowanie reaktywności ziaren substancji palnej daje możliwość jego zastosowania w paleniskach zwykle opalanych węglem kawałkowym i koksem. Procesy cząstkowe otrzymywania paliwa bezdymnego powodują także ujednolicenie własności paliwa niezależnie od pochodzenia węgla.

Paliwi bezdymne

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania bezdymnego paliwa formowanego, polegający na odgazowaniu węgla niespiekającego z zastosowaniem akceptora wapniowego, wymieszaniu go z gorącym węglem spiekającym i zbrykietowaniu, znamienny tym, że świeży akceptor wapniowy dodaje się w węźle chłodzenia gazu rozkładowego (B) skąd podawany jest do reaktora odgazowania węgla niespiekającego (1), a częściowo przereagowany akceptor wapniowy, wytrącony w węźle wstępnego odpylania i preparacji karbonizatu (A), kierowany jest wraz z frakcjami niegazowymi wytrąconymi w cyklonie wstępnym (2) oraz baterii cyklonów (3) do układu preparacji karbonizatu (9), a następnie do węzła mieszania i brykietowania na gorąco (D), zaś do mieszalnika (8) węzła mieszania i brykietowania na gorąco (D) gorący węgiel spiekający podaje się zawsze w strumień wcześniej podanego karbonizatu.
2. 2. Urządzenie do otrzymywania bezdymnego paliwa formowanego, składające się z reaktora odgazowania węgla niespiekającego, węzła wstępnego odpylania gazu, węzła chłodzenia i odpylania gazu, węzła podgrzewania węgla spiekającego oraz węzła mieszania i brykietowania na gorąco karbonizatu i gorącego węgla spiekającego, znamienne tym, że wyjście z reaktora odgazowania węgla niespiekającego (1) połączone jest z węzłem odpylania wstępnego i preparacji karbonizatu (A) skąd drogą strumienia gazu rozkładowego połączone jest poprzez węzeł chłodzenia gazu (B) z węzłem przygotowania węgla spiekającego (C), wyjście dozownika (11) akceptora wapniowego połączone jest poprzez węzeł chłodzenia gazu rozkładowego (B), reaktor odgazowania węgla niespiekającego (1) i węzeł odpylania wstępnego i preparacji karbonizatu (A) z węzłem mieszania i brykietowania na gorąco (D), zaś wyjście strumienia gazu rozkładowego z węzła mieszania i brykietowania na gorąco (D) połączone jest z wejściem do reaktora odgazowania węgla niespiekającego (1) w jego strefie konfuzorowej.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wyprowadzenie części niegazowych z cyklonu wstępnego (2) i baterii cyklonów (3) węzła odpylania wstępnego i preparacji karbonizatu (A) połączone są z wejściem układu preparacji karbonizatu (9), zaś wyjście z układu preperacji karbonizatu (9) połączone jest z wejściem do mieszalnika (8) węzła mieszania i brykietowania na gorąco (D) oraz z wejściem do reaktora odgazowania węgla niespiekającego (1).