PL35905B1 - - Google Patents

Description

Znane sposoby zgazowywania wegla, koksu, we¬ gla brunatnego i podobnych palnych materialów stalych w postaci sypkiej (groszek, mial, pyl) po¬ legaja na okresowym doprowadzaniu czynnika gazujacego (pary, pary i powietrza) do materialu uprzednio rozzarzonego albo na dzialaniu mie¬ szanek pary z tlenem lub powietrzem w sposób ciagly, przy czym cieplo spalania czesci materia¬ lu weglistego sluzy do pokrycia endotermicznego procesu gazowania tego materialu za pomoca pary.Sposób wedlug wynalazku polega na spalaniu w mieszance tlenu i pary i (lub) CO2 poczatkowo czesci lub calkowitej ilosci gazu palnego, dopro¬ wadzeniu produktów wstepnego spalania do ga- zogeneratora z druga partia mieszanki, sklada¬ jacej sie z gazu palnego, pary i (lub) C02, oraa na natychmiastowym dzialaniu produktami spa¬ lania (para, CO2) na material weglisty, zgazo- wywany w gazogeneratorze, np. w postaci za¬ wiesiny pylu w powyzszych mieszankach gazo¬ wych. Wobec blyskawicznego rozprzestrzeniania sie plomienia gazowego i zuzycia calej zawar¬ tosci tlenu przede wszystkim do spalania gazu lub jego czesci, wobec nadmiaru gazu palnego, mniej reaktywna od gazu zawiesina stalego ma¬ terialu weglistego reaguje z tlenem mieszanki dopiero po ogrzaniu cieplem, wytwarzanym przez spalenie gazów do temperatury, 700 do 800 °C.W przypadku przeróbki pylu weglowego za¬ chodzi w chwili powstawania plomienia gazo¬ wego szybkie przegrzanie pylu i skoksowanie go z wydzieleniem sie gazów (H2, CO, CO2, HfO) palnych par i glównie metanu (CH4), które ule¬ gaja spalaniu lub rozkladowi i przeksztalceniu pod dzialaniem pary i CO2, zaleznie od nadmiaru tlenu w mieszance. Wydzielajace sie z wegla gazy i pary stanowia ewentualny dodatkowy nadmiar gazu palnego mieszanki, który zapobie¬ ga bezposredniemu dzialaniu tlenu na reszte koksowa, zawierajaca topliwy popiól.Zmienia sie przez to w sposób zasadniczy wa¬ runki przebiegu stosowanych dotychczas proce¬ sów gazowania, w których bezposrednie dziala¬ nie tlenu na material weglisty, wobec wysokiej temperatury utlenienie wegla do C02 powoduje miejscowe i chwilowe przegrzanie wegla lub koksu oraz topienie lub nadtapianie powstaja¬ cego popiolu. Utrudnia to szybkie i calkowite zgazowanie materialu weglistego, otoczonego skorupa czesciowo stopionego popiolu.Jako gaz pomocniczy w sposobie wedlug wy¬ nalazku stosuje sie gazy z obcego zródla, jak gaz koksowy, ziemny, domieszki odpadkowych gazów syntez technicznych itd., lub korzystniej sam gaz wytwarzany, pobierany albo wprost z gazogeneratora o dowolnej temperaturze lub tez, z uwagi na zawarta w tym gazie zawiesine popiolu, doprowadzany ponownie do gazogene¬ ratora w obiegu kolowym wraz z nieskroplona para dopiero po usunieciu popiolu w odpopiel- niku lub i w skruberze o kolowym obiegu go¬ racej wody. Popiól bowiem, jako material nie weglisty, pozostawiony w gazie pomocniczym zawracanym do gazogeneratora, ulegalby w plo¬ mieniu gazowym topieniu i bylby powodem ciaglego zaszlakowywania gazogeneratora. Spro¬ szkowany popiól, utrzymujacy sie jako zawie¬ sina w gazie, usuwany jest w calosci z komory gazowniczej szybkim strumieniem wytwarza¬ nego gazu. Gazem tym przegrzewa sie do tem¬ peratury 700—10000 c pare, gazy i mieszanki, sluzace do gazowania. Cale zapotrzebowanie ciepla do wytwarzania pary, bioracej udzial w reakcji oraz nadmiarowej, daje sie pokryc cieplym odpadkowym, zawartym w wytwarza¬ nym gazie.Sposób wedlug wynalazku pozwala na zasto¬ sowanie wysokich temperatur (15000 C lub wie¬ cej) spalania mieszanek gazu, wystepujace bo¬ wiem wysokie przegrzanie osrodka gazowego jest tylko chwilowe i ulega momentalnie gwal¬ townej obnizce temperatury w zetknieciu z du¬ za powierzchnia zawiesiny stalego paliwa, któ¬ re dziala w tym przypadku silnie ochladzajaco, czyli wrecz odwrotnie niz przy bezposrednim dzialaniu tlenem na paliwo stale, gdzie istnieje tendencja powstawania przewaznie CO% z wy¬ dzielaniem duzej ilosci ciepla 2606—4337 Kal./lm* tlenu i wytwarzaniem sie wysokich temperatur. Dzialaja one miejscowo na po¬ wierzchnie pylu i powoduja miejscowe topienie popiolu pomimo znacznie nizszej temperatury osrodka gazowego, jaka ustala sie dopiero wtór¬ nie wskutek ehdotermicznej reakcji gazowania.Istotna i zasadnicza róznica gazowania polega na tym, ze wedlug wynalazku najwyzsza tem¬ perature procesu zgazowywania otrzymuje sie tylko w strefie gazowania, gdzie praktycznie biorac, nie wplywa ona na wstepne topienie po¬ piolu rozdrobnionych cial zawiesiny.Podany sposób pracy zapewnia zarazem cal¬ kowite bezpieczenstwo, w razie bowiem zakló¬ cen, wystepujacych przy doprowadzeniu lub przy tworzeniu sie zawiesiny pylowej w mie¬ szankach, nie tlen, tylko spaliny, powstajace przy spalaniu gazów, przechodza do urzadzen gazowych. Zapewnia on ponadto stale podtrzy¬ mywanie i niewygaszanie plomienia reakcyjne¬ go. Unika sie przez to niebezpieczenstwa eksplo¬ zji zawiesiny pylu z mieszanka tlenowa w ga- zogeneratorze w razie nienastapienia jej zaplo¬ nu, jak to czesto zachodzi przy sposobach gazo¬ wania pylu palnego z mieszanka tlenowa.Przyklad wytwarzania gazu wodnego z pylu koksowego przy uzyciu odpylonego gazu pomoc¬ niczego, przegrzanego do temperatury okolo 8000 C cieplem, otrzymywanym w procesie wy¬ twarzania gazu wodnego i pobieranego z tegoz gazu.Dla uproszczenia ponizszych równan 7, II, III przyjeto, ze równanie I podaje ilosc gazu po¬ branego z gaaogeneratora, jaka wystarcza do procesu zgazowywania przy wykorzystaniu 72 % ciepla spalania. Przy zgazowywaniu pylu weglo¬ wego ilosc ta moze byc mniejsza z uwagi na ewentualne wykorzystanie takze czesci gazu, powstajacego w czasie skoksowywania sie wegla w plomieniu gazu pomocniczego, Cala ilosc par, ry, powstajaca ze spalenia gazu wedlug równa¬ nia I, bierze udzial w reakcji wedlug równa¬ nia II i zmniejsza zapotrzebowanie pary, reagu¬ jacej wedlug równania sumarycznego III. Rów¬ nania nie podaja ilosci nadmiaru pary, potrzeb¬ nej do przeprowadzenia procesu wedlug równa- nia III, ilosci te bowiem sa zmienne i zaleza od: temperatury gazowania i obciazenia gazogene¬ ratora; ilosci nie skroplonej pary, pobranej wraz z gazem pomocniczym; ilosci zregenerowanej pary, jaka da sie zawrócic do gazogeneratora przez nasjrcanie gazu pomocniczego i tlenu od¬ padkowa woda goraca, temperatury topliwosci popiolu przerabianego paliwa (im wyzsza tem¬ peratura topnienia, tym wyzsza mozliwa tem¬ peratura zgazowywania, tym mniejszy wyma¬ gany nadmiar pary); od pozadanego chemicz¬ nego skladu gazu (im wiecej wodoru, tym wie¬ cej trzeba nadmiarowej pary, szczególnie przy wyzszej temperaturze gazowania); od sposobu — 2 —doprowadzenia tlenu i przeprowadzenia scala¬ nia gazu ftrsez jediiorazowy lufa kilkakrotny do¬ datek mieszanki tlenowej w tak obliczonych ilosciach, aby ustalajaca sie po kazdorazowym dodatku tlenu koncowa temperatura zgazowy- wania byla w mysl wynalazku zawsze nizsza niz temperatura topnienia (1000—13000 C) popio¬ lu danego paliwa. t Ilosc stosowanego nadmiaru pary jest dobra¬ na tak, aby odpowiadala stanowi równowagi chemicznej wedlug równania III. W tym przy¬ padku CO2, powstaly wedlug równania I nie ulega praktycznie biorac redukcji, a proces ga¬ zowania upraszcza sie do równania II. Uzyskuje IV. 536 kg C + 314 m3 02 -+¦ 686 m» Hfi reakc. = 390 kg C + 229 m3 02 + 500 m3 HtO reakc. = Dla produkcji 1000 m3 (CO + H2) w surowej mieszance azotowo-wodorowej o skladzie 32 % CO, 32 % H2, 14,5 % C02, 21,4 % N2 nalezy uzyc okolo 590 m3 tlenu 39-%-wego.Gaz mozna wytwarzac przy cisnieniu jednej do kilkudziesieciu atmosfer. Sposób wytwarza¬ nia zawiesiny rozdrobnionego paliwa w mie¬ szankach gazowych o dowolnym doborze kilku lub jednego ze skladników, jak tlen, palny gaz, para wodna, C02, powietrze, oraz wprowadzanie do tej zawiesiny skladnika spalajacego lub spa¬ lanego lub tez jego mieszanki z para i (lub) C02, moze byc rozwiazany w sposób rozmaity, lecz pod warunkiem zachowania zasady, aby za¬ chodzilo przede wszystkim spalanie gazu po¬ mocniczego, a powstajacy i podtrzymywany w zawiesinie plomien gazowy przegrzewal za¬ wiesine paliwa z uniknieciem bezposredniego spalania zawiesiny paliwa lub stalej reszty zga- zowywanego paliwa. W zaleznosci od doboru temperatury, cisnienia, ilosci pary wodnej, tle¬ nu i powietrza mozna wytwarzac wedlug zna¬ nych zasad gazy o róznej zawartosci i stosunku CO, H2, CH4, N2t gazy bezazotowe do celów oswietleniowych, opalowych lub syntez chemicz¬ nych, gazy o wysokiej zawartosci CH4 i C02 oraz gazy, praktycznie biorac, wolne od zawartosci CH4 i N2. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania gazu, np, gazu genera¬ torowego, opalowego, swietlnego, do syntez sie gaz wodny o stosunku 1C0:1HZ. Zmniej¬ szenie ilosci nadmiaru pary powoduje wafcost tego stosunku tfa korzysc CO i redukcje, czesci C?Og, powstalego wedlug równania X. Zwieksza¬ jac w sposób zhany ilosc pary wodnej, mozna uzyskac stosunek 1 CO : 2 H2 w wytwarzanym gazie. Zastepujac pare czesciowo lub calkowicie dwutlenkiem wegla, otrzymuje sie stosunek odwrotny 2 CO : 1 H2 lub prawie czysty CO z do¬ mieszka CO2. Dla wytworzenia 2452 m» gazu o skladzie chemicznym 41 % CO, 41 % H2 i 18 % C02, na¬ lezy zuzyc 766 mS tego gazu wedlug ponizszego przykladu: 1372 m3 (CO + H2) 1000 m3 (CO + H2) chemicznych, gazu wodnego i tlenku wegla, przez doprowadzanie pary wodnej, powietrza, tlenu i C02 pod cisnieniem jednej do kilku¬ dziesieciu atmosfer, znamienny tym, ze tle/i i (lub) jego mieszanke z para wodna, C02, N2 doprowadza sie do rozdrobnionego paliwa stalego, unoszacego sie w postaci zawiesiny z dodatkowym doprowadzaniem gazu pomoc¬ niczego w takich ilosciach, aby paliwo stale lub stala reszta zgazowywanego paliwa nie ulegala bezposredniemu spaleniu, lecz aby u- trzymywany w zawiesinie paliwa plomien spalajacych sie gazów przegrzewal te zawie¬ sine do jej temperatury rozkladu lub reakcji z para wodna i C02 bez wywolywania wstep¬ nego topnienia sie popiolu zgazowywanego paliwa.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze tlen lub mieszanke do spalania gazu zawiesi¬ ny paliwa doprowadza sie jednorazowo lub kilkakrotnie w takich ilosciach, aby ustala¬ jaca sie po kazdorazowym dodatku tlenu kon¬ cowa temperatura zgazowywania byla niz¬ sza niz temperatura topnienia popiolu zgazo¬ wywanego paliwa.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze jako palny gaz pomocniczy stosuje sie gaz wytwarzany, który pobiera sie z cyklu pro¬ dukcyjnego o dowolnej temperaturze i za¬ wartosci pary.
4. 4. Bpoiób wedlug aastne, 1—9, *nafni«nny tym, ze usuwa sie z gazu pomocniczego popiól, po I. 314 m3 CO + 314 m3 H2+ 138 m3 COL + 314 m» 02 — 452 m9C02 + 314 m3 H20 + 1.761.000 Kai. H. 536 kgC+ 1000 m3 H20 = 1000 m3 CO + 1000 m3 H2 — 1.267.000 Kai. III. 766 m3 gazu + 314 m302 + 536 kg C + 686 m3 H20 = 452 m3 C02 + 2000 m» (CO + H2) + 494.000 Kai. — 628 m3 (CO + H2) — 3 —czym zawraca sie go w obiegu kolowym po¬ nownie do gazogeneratora.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze jako palny gaz pomocniczy stosuje sie ga¬ zy z obcego zródla, jak koksowy, ziemny itd., oraz domieszki odpadkowych gazów syntez technicznych.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze calosc lotnego popiolu, wytwarzanego przy zgazowywaniu' stalego paliwa, usuwa sie z gazogeneratora za pomoca szybkiego strumienia wytwarzanego gazu. Tadeusz Chmura „Prasa" Stalinogród, 6013. 10.10.53 — R-4-41656 — BI bezdrz. 100 g. — 150, 15 PL