RU132800U1 - INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND INSTALLATION OF GASIFICATION - Google Patents
INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND INSTALLATION OF GASIFICATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU132800U1 RU132800U1 RU2012113666/05U RU2012113666U RU132800U1 RU 132800 U1 RU132800 U1 RU 132800U1 RU 2012113666/05 U RU2012113666/05 U RU 2012113666/05U RU 2012113666 U RU2012113666 U RU 2012113666U RU 132800 U1 RU132800 U1 RU 132800U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- gasification
- gasifier
- chamber
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Abstract
1. Установка для производства синтез-газа, содержащая установку газификации, состоящую из газификатора, загрузочного устройства и разгрузочного устройства, систему подвода дополнительных газофазных реагентов, систему отвода синтез-газа, систему контроля и регулирования параметров технологического процесса, причем газификатор состоит из камеры смешения, камеры газификации с внешним электронагревом и расширительной камеры, к верхней части газификатора подключено загрузочное устройство, а к нижней части подключено разгрузочное устройство, снабженное нижней шлюзовой камерой, при этом система отвода синтез-газа подключена к установке газификации в верхней части газификатора, а система подвода дополнительных газофазных реагентов, включающая испаритель, напорный водяной бак, устройства для нагнетания N, устройства подачи СО, устройства подачи О, устройства подачи Н, подключена к установке газификации в нижней части газификатора, причем Нподается по второй подводной трубке газовых реагентов в нижнюю часть камеры газификации с внешним электронагревом, а О, HO, COи Nподаются по первой подводной трубке газовых реагентов в камеру смешения, система контроля и регулирования параметров технологического процесса выполнена с возможностью регулирования температуры и давления водяного пара, давления кислорода, углекислого газа, водорода, регулирования температуры и давления в установке для производства синтез-газа, а также регулирования подачи воды, отличающаяся тем, что загрузочное устройство снабжено загрузочным бункером и шнеком.2. Установка газификации, содержащая загрузочное устройство, разгрузочное устрой1. Installation for the production of synthesis gas, comprising a gasification unit, consisting of a gasifier, a loading device and a discharge device, a system for supplying additional gas-phase reagents, a system for extracting synthesis gas, a system for monitoring and controlling process parameters, the gasifier comprising a mixing chamber, gasification chambers with external electric heating and expansion chamber, a loading device is connected to the upper part of the gasifier, and an unloading device is connected to the lower part a system equipped with a lower lock chamber, while the synthesis gas removal system is connected to a gasification unit in the upper part of the gasifier, and the additional gas-phase reagents supply system, including an evaporator, a pressure water tank, N injection device, CO supply device, О supply device, feeding device H is connected to the gasification unit in the lower part of the gasifier, whereby Н is supplied through the second underwater tube of gas reagents to the lower part of the gasification chamber with external electric heating, and О, HO, CO and N are supplied through the first underwater tube of gas reagents into the mixing chamber, the process control and regulation system is configured to control the temperature and pressure of water vapor, oxygen pressure, carbon dioxide, hydrogen, temperature and pressure control in a plant for the production of synthesis gas, as well as regulation water supply, characterized in that the loading device is equipped with a loading hopper and auger. 2. Gasification installation comprising a loading device, an unloading device
Description
Полезная модель относится к области энергетики и химической промышленности и может применяться для производства синтез-газа из угля.The utility model relates to the field of energy and the chemical industry and can be used to produce synthesis gas from coal.
Известна установка для термической переработки веществ под высоким и сверхвысоким давлением (заявка RU №2002135279), содержащая силовой корпус с реакционной зоной и единым факельным сводом, выполненный с химической защитой и внутренним охлаждением, а единый факельный свод снабжен внутренним приводом вертикального перемещения, причем силовой корпус связан вертикальным цилиндрическим питателем, циклично подающим перерабатываемое вещество через шлюзовое устройство с помощью приводного транспортного поршня и подвижной диафрагмы, силовые блоки, радиально расположенные относительно цилиндрического питателя, снабженные системой дренажных труб для ввода в перерабатываемое вещество перед подачей в реакционную зону газообразных и/или жидких катализаторов из подающего сборника или для вывода в выводной сборник газообразных и/или парожидкостных компонентов газификации, и шлюзовое устройство, охватывающее цилиндрический питатель и связанное с основанием силового корпуса для отвода продуктов термической переработки и встречной загрузки реагентов.A known installation for the thermal processing of substances under high and ultrahigh pressure (application RU No. 2002135279), containing a power casing with a reaction zone and a single flare vault, made with chemical protection and internal cooling, and a single flare vault is equipped with an internal vertical drive, and the power casing connected by a vertical cylindrical feeder that cyclically feeds the processed substance through the gateway device using a drive transport piston and a movable diaphragm, power blocs oks radially located relative to the cylindrical feeder, equipped with a drainage pipe system for introducing gaseous and / or liquid catalysts from the feed tank into the reaction zone before feeding gaseous and / or vapor-liquid gasification components into the feed tank, and a lock device covering a cylindrical feeder and associated with the base of the power casing for the removal of thermal processing products and counter loading of reagents.
Недостатками установки являются: единое шлюзовое устройство для отвода продуктов термической переработки и встречной загрузки реагентов, что снижает маневренность установки; отсутствие возможности внешнего нагрева камеры газификации, что уменьшает возможности регулирования температуры в камере газификации; недостаточно разработанная система контроля и регулирования параметров технологического процесса в установке, что снижает возможности получения синтез-газа заданного химического состава и с заданными свойствами.The disadvantages of the installation are: a single lock device for the removal of thermal processing products and on-load reagents, which reduces the maneuverability of the installation; the lack of the possibility of external heating of the gasification chamber, which reduces the ability to control the temperature in the gasification chamber; insufficiently developed system for monitoring and controlling the parameters of the technological process in the installation, which reduces the possibility of producing synthesis gas of a given chemical composition and with desired properties.
Известно устройство для газификации углеродсодержащих конденсированных топлив (патент на изобретение РФ №2347139), содержащее газификатор шахтного типа с верхней загрузкой, снабженный средствами загрузки топлива в рабочую зону газификатора, средствами подачи кислородсодержащего газифицирующего агента, средствами вывода получаемого газа, средствами выгрузки твердых продуктов переработки из рабочей зоны газификатора, а также средствами контроля температур в рабочей зоне. Кроме того, в устройство введено средство выравнивания значений расхода топлива по поперечному сечению газификатора, выход которого расположен на расстоянии LB=(0,2-0,75)LPS от нижней границы рабочей зоны газификатора, где LPS - длина рабочей зоны газификатора.A device for gasification of carbon-containing condensed fuels is known (patent for the invention of the Russian Federation No. 2347139), comprising a top-loading shaft type gasifier equipped with means for loading fuel into the working area of the gasifier, means for supplying an oxygen-containing gasifying agent, means for withdrawing the produced gas, and means for unloading solid products from the working area of the gasifier, as well as means of temperature control in the working area. In addition, a device has been introduced into the device for equalizing fuel consumption values over the cross section of the gasifier, the output of which is located at a distance L B = (0.2-0.75) L PS from the lower boundary of the working zone of the gasifier, where L PS is the length of the working zone of the gasifier .
Недостатками данной установки являются невозможность ее эксплуатации при повышенных давлениях и температурах, а также отсутствие шлюзовых камер, снабженных сбросными газовыми трубками и холодильниками, на средствах загрузки топлива в рабочую зону газификатора и средствах выгрузки твердых продуктов переработки из рабочей зоны газификатора.The disadvantages of this installation are the impossibility of its operation at elevated pressures and temperatures, as well as the absence of lock chambers equipped with exhaust gas pipes and refrigerators, on the means of loading fuel into the working area of the gasifier and the means for unloading solid processed products from the working area of the gasifier.
Известна установка для газификации твердого топлива (патент на изобретение РФ №2307864), включающая футерованную камеру для газификации сырья (газификатор), содержащую колосниковую решетку, расположенную внизу камеры, фурмы для подачи газифицирующего агента (подводные трубки), содержащего кислород, и выходное отверстие для выпуска продукт-газа (синтез-газа) с отводной трубкой, зольник для сбора остатка с выходным отверстием для его выпуска, устройство для загрузки сырья (загрузочное устройство) в зону питания камеры, расположенное вверху камеры, и устройство выгрузки (разгрузочное устройство) остатка из зольника, отличающаяся тем, что камера дополнительно содержит футерованный кольцеобразный транспортный канал для поступления сырья в зону питания, расположенный внутри камеры, при этом его нижний конец находится ниже колосниковой решетки, а верхний - на уровне ниже зоны питания, расположенной вверху камеры, устройство для загрузки сырья выполнено в виде шнека или винта, расположенного внутри транспортного канала, с приводом для перемещения сырья по транспортному каналу снизу вверх, при этом шнек или винт не доходит до верхнего конца транспортного канала на уровень, достаточный для образования из загружаемого сырья пробки в транспортном канале для его газонепроницаемости, а устройство выгрузки остатка из зольника выполнено в виде выпускной трубы с винтом или шнеком, установленным внутри трубы, и приводом, при этом шнек или винт не доходит до выпускного конца трубы на уровень, достаточный для образования пробки из выводимого остатка в трубе для ее газонепроницаемости.A known installation for gasification of solid fuel (patent for the invention of the Russian Federation No. 2307864), including a lined chamber for gasification of raw materials (gasifier), containing a grate located at the bottom of the chamber, tuyeres for supplying a gasifying agent (underwater tubes) containing oxygen, and an outlet for product gas (synthesis gas) outlet with a discharge tube, an ash pan for collecting the residue with an outlet for its discharge, a device for loading raw materials (loading device) into the chamber feed zone located at the top of the measures, and the device for unloading (unloading device) of the remainder from the ash pan, characterized in that the chamber further comprises a lined annular transport channel for raw materials to enter the feed zone located inside the chamber, while its lower end is below the grate and the upper one is at the level below the power zone located at the top of the chamber, the device for loading raw materials is made in the form of a screw or screw located inside the transport channel, with a drive for moving raw materials through the transport channel upward, while the screw or screw does not reach the upper end of the transport channel to a level sufficient to form a plug in the transport channel from the feed material for gas tightness, and the device for unloading the residue from the ash pan is made in the form of an exhaust pipe with a screw or screw installed inside pipe, and the drive, while the screw or screw does not reach the outlet end of the pipe to a level sufficient to form a plug from the output residue in the pipe for its gas impermeability.
Недостатками данной установки являются выполнение устройства для загрузки сырья и устройства для выгрузки остатка из зольника в виде шнека или винта, использование 2-х типов шнековых устройств, работающих в вертикальном и горизонтальном положении. Добиться устойчивой работы такой конструкции устройства весьма сложно. Конструкция не предполагает наличия загрузочного бункера, что не обеспечивает должной герметичности зоны газификации. Кроме того, при рабочих температурах процесса газификации до 1000°С добиться термоизоляции шнекового привода невозможно, а высокие температуры не позволят шнеку устойчиво работать. Техническое устройство требует расхода дополнительной энергии на привод винта и снижает маневренность установки; размещение устройства для загрузки сырья непосредственно внутри камеры газификации делает необходимым применение жаростойких материалов, снижает возможность работы установки при высоких температурах и давлениях, меняет аэродинамику в камере газификации. Приводит к предварительной газификации угля с удалением из него летучих составляющих и влияет на состав генераторного газа и точность эксперимента. При непрерывной работе для его ремонта процесс газификации потребуется прекращать.The disadvantages of this installation are the implementation of a device for loading raw materials and a device for unloading the remainder from the ash pan in the form of a screw or screw, the use of 2 types of screw devices operating in a vertical and horizontal position. It is very difficult to achieve stable operation of such a device design. The design does not imply the presence of a loading hopper, which does not provide the proper tightness of the gasification zone. In addition, at operating temperatures of the gasification process up to 1000 ° C, it is impossible to achieve thermal insulation of the screw drive, and high temperatures will not allow the screw to work stably. The technical device requires the consumption of additional energy to drive the screw and reduces the maneuverability of the installation; placing the device for loading raw materials directly inside the gasification chamber makes it necessary to use heat-resistant materials, reduces the ability of the installation to operate at high temperatures and pressures, and changes the aerodynamics in the gasification chamber. It leads to preliminary gasification of coal with the removal of volatile constituents from it and affects the composition of the generator gas and the accuracy of the experiment. With continuous operation, gasification will need to be stopped to repair it.
Известна установка для производства синтез-газа, содержащая установку газификации (патент на изобретение РФ №2409612), состоящую из газификатора, загрузочного устройства и разгрузочного устройства, систему подвода дополнительных газофазных реагентов, систему отвода синтез-газа, систему контроля и регулирования параметров технологического процесса, причем к верхней части газификатора подключено загрузочное устройство, а к нижней части подключено разгрузочное устройство, при этом система отвода синтез-газа подключена к установке газификации в верхней части газификатора, а система подвода дополнительных газофазных реагентов подключена к установке газификации в нижней части газификатора. Система подвода дополнительных газофазных реагентов включает испаритель (парогенератор), напорный водяной бак, устройство для нагнетания N2, устройства подачи CO2, O2 и Н2. Процесс газификации углеводородного сырья протекает в дискретно-непрерывном режиме в присутствии, в регулируемых пропорциях, кислорода, водорода, высокоэнтальпийного водяного пара и углекислого газа, под давлением до 3 МПа и при температуре до 950°С в газификационной камере с долнительным внешним электронагревом и водяным охлаждением в системах подвода угля, вывода золы и отвода продуктов газификации, что дает возможность варьировать технологические параметры и, в зависимости от условий эксперимента, вести процесс в стационарном или проточном режиме, позволяет посредством термодинамических и химических факторов влиять на протекание процесса, на химический состав и скорость выхода синтез-газа.A known installation for the production of synthesis gas containing a gasification unit (patent for the invention of the Russian Federation No. 2409612), consisting of a gasifier, loading device and unloading device, a system for supplying additional gas-phase reagents, a system for extracting synthesis gas, a system for monitoring and controlling process parameters, moreover, a loading device is connected to the upper part of the gasifier, and a discharge device is connected to the lower part, while the synthesis gas removal system is connected to the gasifier ation on top of the gasifier and the supply of additional gas-phase reactant system is connected to the gas supply installation at the bottom of the gasifier. The system for supplying additional gas-phase reagents includes an evaporator (steam generator), a pressure water tank, a device for pumping N 2 , a feed device for CO 2 , O 2 and H 2 . The process of gasification of hydrocarbons takes place in discrete-continuous mode in the presence, in controlled proportions, of oxygen, hydrogen, high-enthalpy water vapor and carbon dioxide, under pressure up to 3 MPa and at a temperature of up to 950 ° C in a gasification chamber with additional external electric heating and water cooling in coal supply systems, ash removal and removal of gasification products, which makes it possible to vary technological parameters and, depending on the experimental conditions, conduct the process in a stationary or the outflow mode allows, through thermodynamic and chemical factors, to influence the process, the chemical composition and the rate of synthesis gas output.
Недостатком установки является использование для загрузки угля шлюзового устройства, что не позволяет обеспечить непрерывную подачу твердого топлива в зону газификации. Процесс протекает в дискретно-непрерывном режиме. Чем больше временной интервал загрузки угля в зону газификации, тем сложнее удается поддерживать постоянным соотношение твердого топлива к окислителям. Уменьшение временного интервала загрузки приводит к потере давления в газификаторе. Кроме того, при шлюзовой загрузке в шлюз попадает влажный генераторный газ. Конденсация паров воды приводит к слипанию частиц угля и нарушению работы шлюза.The disadvantage of this installation is the use of a lock device for loading coal, which does not allow for a continuous supply of solid fuel to the gasification zone. The process proceeds in discrete-continuous mode. The longer the time interval for loading coal into the gasification zone, the more difficult it is to maintain a constant ratio of solid fuel to oxidizing agents. Reducing the load time interval leads to a loss of pressure in the gasifier. In addition, during gateway loading, wet generator gas enters the gateway. Condensation of water vapor leads to the adhesion of coal particles and disruption of the lock.
Предпосылками создания предлагаемой полезной модели являются следующие факторы. В последние годы для сжигания с целью получения электрической и тепловой энергии все шире используются низкореакционные высокозольные угли, прямое сжигание которых связано со значительными трудностями. В то же время разработан ряд методов получения из углеводородного газообразного сырья жидких моторных топлив и других химически ценных продуктов. Поэтому получение из углей углеводородного горючего синтез-газа позволит решить комплекс проблем в энергетике и химической промышленности.The prerequisites for creating the proposed utility model are the following factors. In recent years, low-reaction high-ash coals have been increasingly used for burning in order to obtain electric and thermal energy, the direct burning of which is associated with considerable difficulties. At the same time, a number of methods have been developed for the production of liquid motor fuels and other chemically valuable products from hydrocarbon gas raw materials. Therefore, the production of coal hydrocarbon combustible synthesis gas will solve a complex of problems in the energy and chemical industries.
Задачей, решаемой в предлагаемой полезной модели установки для производства синтез-газа из углей различного качества, является производство под давлением от 0,8 до 3 МПа и при температурах до 950°С синтез-газа, обогащенного водородом и высокоэнтальпийным водяным паром и имеющего необходимые энергетические и химические характеристики.The problem to be solved in the proposed utility model of a plant for the production of synthesis gas from coal of various quality is the production of a synthesis gas, enriched with hydrogen and high enthalpy water vapor and having the necessary energy, at a pressure of 0.8 to 3 MPa and at temperatures up to 950 ° C. and chemical characteristics.
Технический результат применения предлагаемой полезной модели установки для производства синтез-газа заключается в том, что:The technical result of the application of the proposed utility model for the production of synthesis gas is that:
- благодаря использованию шнекового устройства для загрузки угля и шлюзовой камеры для отвода золошлаковых материалов обеспечивается непрерывность работы установки;- thanks to the use of a screw device for loading coal and a lock chamber for the removal of ash and slag materials, the operation of the installation is ensured;
- достигается равномерное введение катализаторов и активирующих добавок в зону газификации.- achieved uniform introduction of catalysts and activating additives in the gasification zone.
Технический результат достигается с помощью установки для производства синтез-газа, содержащей установку газификации, систему подвода дополнительных газофазных реагентов и систему отвода синтез-газа, систему контроля и регулирования параметров технологического процесса, причем установка газификации состоит из газификатора, к верхней части которого подключено загрузочное устройство, а к нижней части подключено разгрузочное устройство, при этом система отвода синтез-газа подключена к установке газификации в верхней части газификатора, а система подвода дополнительных газофазных реагентов подключена к установке газификации в нижней части газификатора.The technical result is achieved using a plant for the production of synthesis gas, comprising a gasification unit, a system for supplying additional gas-phase reagents and a system for extracting synthesis gas, a process control and regulation system, the gasification unit consisting of a gasifier, to the top of which a loading device is connected and an unloading device is connected to the lower part, while the synthesis gas removal system is connected to the gasification unit in the upper part of the gasifier RA, and the system for supplying additional gas-phase reagents is connected to the gasification unit in the lower part of the gasifier.
К установке для производства синтез-газа разработана установка газификации.A gasification unit has been developed for a plant for the production of synthesis gas.
Задачей, решаемой в предлагаемой полезной модели установки газификации, является осуществление под давлением от 0,8 до 3 МПа и при температурах до 950°С газификации углей различного качества и, с учетом поступающих дополнительных газофазных реагентов, и производство синтез-газа, обогащенного водородом и имеющего необходимые энергетические и химические характеристики.The problem to be solved in the proposed utility model of a gasification unit is the implementation of gasification of coals of various quality under pressure from 0.8 to 3 MPa and at temperatures up to 950 ° C and, taking into account the incoming additional gas-phase reagents, and the production of synthesis gas enriched with hydrogen and having the necessary energy and chemical characteristics.
Технический результат применения установки газификации в составе установки для производства синтез-газа заключается в том, что:The technical result of the installation of gasification in the installation for the production of synthesis gas is that:
- благодаря наличию шнекового устройства и бункера для загрузки угля и шлюзовой камеры для отвода золошлаковых материалов повышается маневренность установки;- due to the presence of a screw device and a hopper for loading coal and a lock chamber for removal of ash and slag materials, the maneuverability of the installation increases;
- предлагаемая конструкция загрузочного устройства обеспечивает процесс подачи угля в непрерывном режиме;- the proposed design of the loading device provides a process for supplying coal in a continuous mode;
- расположение устройства над зоной газификации обеспечивает приемлимый температурный интервал его работы 250-300°С;- the location of the device above the gasification zone provides an acceptable temperature interval of its operation of 250-300 ° C;
- работа загрузочного бункера твердого топлива под давлением позволяет избежать потери давления при загрузке топлива в зону газификации;- the operation of the loading hopper of solid fuel under pressure allows you to avoid pressure loss when loading fuel into the gasification zone;
- объем бункера обеспечивает проведение процесса газификации в динамическом режиме в течение не менее 3-5 часов;- the volume of the hopper provides for the gasification process in dynamic mode for at least 3-5 hours;
- достигается равномерное введение катализаторов и активирующих добавок в зону газификации.- achieved uniform introduction of catalysts and activating additives in the gasification zone.
Указанный технический результат применения установки газификации в составе установки для производства синтез-газа достигается за счет того, что установка газификации содержит газификатор, загрузочное устройство шнекового типа, разгрузочное устройство с разгрузочной трубкой, подводные трубки газофазных реагентов и главную отводную газовую трубку, а также содержит систему контроля и регулирования параметров технологического процесса. Газификатор состоит из камеры смешения, камеры газификации и расширительной камеры. Камера смешения, снабженная первой подводной трубкой газофазных реагентов, соединена с камерой газификации и в нижней части переходит в разгрузочное устройство. Камера газификации переходит в верхней своей части в расширительную камеру, а в нижней своей части снабжена второй подводной трубкой газофазных реагентов. Камера газификации, выполненная с внешним электронагревом, и расширительная камера покрыты теплоизоляцией. На верхнюю часть расширительной камеры установлена заглушка с вмонтированными загрузочным устройством подачи угля и главной отводной газовой трубкой. Загрузочное устройство также содержит загрузочный бункер, в нижней части которого находится конус питателя шнекового устройства, движение которого осуществляется с помощью поворотного устройства. Для охлаждения верхней части корпуса шнекового устройства установлен первый водяной холодильник. Разгрузочное устройство 6 также содержит золовой бункер, нижнюю шлюзовую камеру между разгрузочной трубкой и золовым бункером, отделенную вторым верхним и вторым нижним шаровыми кранами и снабженную второй сбросной газовой трубкой, а также водяной холодильник на разгрузочной трубке.The specified technical result of the use of the gasification unit as part of the synthesis gas production unit is achieved due to the fact that the gasification unit contains a gasifier, a screw type loading device, a discharge device with a discharge pipe, underwater tubes for gas-phase reagents and the main gas outlet pipe, and also contains a system control and regulation of process parameters. The gasifier consists of a mixing chamber, a gasification chamber and an expansion chamber. The mixing chamber, equipped with a first underwater tube of gas-phase reagents, is connected to the gasification chamber and at the bottom passes to the unloading device. The gasification chamber passes in its upper part into an expansion chamber, and in its lower part is equipped with a second underwater tube of gas-phase reagents. The gasification chamber, made with external electric heating, and the expansion chamber are covered with thermal insulation. On the upper part of the expansion chamber, a plug with mounted coal loading device and a main gas outlet pipe is installed. The loading device also contains a loading hopper, in the lower part of which is the feed cone of the screw device, the movement of which is carried out using a rotary device. To cool the upper part of the housing of the screw device, a first water cooler is installed. The
На фиг.1 представлена укрупненная структурная схема установки для производства синтез-газа и установки газификации, на фиг.2 - технологическая схема установки для производства синтез-газа, включающая установку газификации, а на фиг.3 - технологическая схема установки газификации, где установка для производства синтез-газа содержит установку газификации 1, систему подвода дополнительных газофазных реагентов 2 и систему отвода синтез-газа 3, систему контроля и регулирования параметров технологического процесса (на. фиг. не обозначена, но показана в виде измерительных приборов, регулирующих устройств и арматуры), причем установка газификации 1 состоит из газификатора 4, к верхней части которого подключено загрузочное устройство 5, а к нижней части подключено разгрузочное устройство 6, при этом система отвода синтез-газа 3 подключена к установке газификации 1 в верхней части газификатора 4, а система подвода дополнительных газофазных реагентов 2 подключена к установке газификации 1 в нижней части газификатора 4.Figure 1 presents an enlarged structural diagram of a plant for the production of synthesis gas and gasification plant, figure 2 is a process diagram of a plant for the production of synthesis gas, including a gasification plant, and figure 3 is a process diagram of a gasification plant, where the installation for the production of synthesis gas comprises a
Газификатор 4, являющийся главной частью установки газификации 1, состоит из камеры смешения 7, камеры газификации 8 и расширительной камеры 9. Камера смешения 7, снабженная первой подводной трубкой газофазных реагентов 10, соединена в верхней своей части с камерой газификации 8, а в нижней части переходит в разгрузочное устройство 6. Камера газификации 8, выполненная с внешним электронагревом, в качестве которого использована первая печь 11, переходит в верхней своей части в расширительную камеру 9. Камера газификации 8 и расширительная камера 9 совместно с первой печью 11 покрыты теплоизоляцией 12. Камера газификации 8 в нижней своей части ниже уровня теплоизоляции 12 снабжена второй подводной трубкой газофазных реагентов 13. На верхнюю часть расширительной камеры 9 установлена первая заглушка 14, через центральную часть которой вмонтировано загрузочное устройство 5 подачи угля, нижним концом размещенное в центре расширительной камеры 9. Также в центральную часть первой заглушки 14 расширительной камеры 9 газификатора 4 вмонтирована первая термопара 15, размещенная рабочим концом в центральной части камеры газификации 8 газификатора 4. К первой термопаре 15 и первой печи 11 подключен первый регулятор температуры 16. Также в первую заглушку 14, вблизи стенки расширительной камеры 9, заканчиваясь на уровне нижнего края первой заглушки 14, вмонтирована главная отводная газовая трубка 17 газификатора 4 установки газификации 1.The
Загрузочное устройство 5, являющееся составной частью установки газификации 1, состоит из первого водяного холодильника 18, загрузочного бункера 19, корпуса шнекового устройства 20, поворотного устройства 21, крышки 22, конуса питателя 23, регулировочного вентиля 24, редуктора 26, блока управления дозатором 27 и шнека 28.The
Разгрузочное устройство 6, являющееся составной частью установки газификации 1, состоит из разгрузочной трубки 29, нижней шлюзовой камеры 30 и золового бункера 31. Разгрузочная трубка 29, проходящая через второй водяной холодильник 32, содержащий вторую подводную водяную трубку 33 со вторым регулировочным вентилем 34 и вторую отводную водяную трубку 35, соединена в верхней своей части с нижней частью камеры смешения 7, а в нижней части - с нижней шлюзовой камерой 30, снабженной второй сбросной газовой трубкой 36 со вторым сбросным вентилем 37. Между разгрузочной трубкой 29 и нижней шлюзовой камерой 30 установлен второй верхний шаровой кран 38, а в нижней части нижней шлюзовой камеры 30 установлен второй нижний шаровой кран 39, отделяющий нижнюю шлюзовую камеру 30 от установленного под ней золового бункера 31.The
Система подвода дополнительных газофазных реагентов 2 состоит из испарителя (парогенератора) 40, напорного водяного бака 41, устройства для нагнетания N2 42, устройства подачи СО2 43, устройства подачи O2 44, устройства подачи Н2 45. Испаритель 40, выполненный с внешним электронагревом, в качестве которого выступает вторая печь 46, совместно со второй печью 46 покрыт теплоизоляцией 47 и имеет в верхней своей части отводную паровую трубку 48, снабженную первым обратным клапаном 49 и подсоединенную после первого обратного клапана 49 к главной подводной газовой трубке 50 системы подвода дополнительных газофазных реагентов 2. В нижней части испарителя 40 вмонтирована вторая термопара 51, размещенная рабочим концом внутри испарителя 40 вблизи его стенки. Ко второй термопаре 51 и второй печи 46 испарителя 40 подключен второй регулятор температуры 52. Напорный водяной бак 41, в верхней своей части закрытый пробкой 53, в нижней части имеет отводную напорную водяную трубку 54, снабженную третьим регулировочным вентилем 55, первым ротаметром 56 и соединенную с нижней частью испарителя 40. Устройство для нагнетания N2 42 состоит из газового баллона N2 57 с присоединенной к нему главной отводной трубкой N2 58, снабженной первым редуктором 59 и разделяющейся после первого редуктора 59 на три отводные трубки N2, соответственно 60, 61 и 62. Первая отводная трубка N2 60, снабженная четвертым регулировочным вентилем 63, присоединена к верхней части напорного водяного бака 41. Вторая отводная трубка N2 61, снабженная пятым регулировочным вентилем 64, соединяется с главной подводной газовой трубкой 50 системы подвода дополнительных газофазных реагентов 2. Третья отводная трубка N2 62, снабженная шестым регулировочным вентилем 65, подключена через второй обратный клапан 66 к регулятору давления 67 на второй отводной газовой трубке 68. Устройство подачи CO2 43 состоит из газового баллона CO2 69 с присоединенной к нему отводной трубкой CO2 70, снабженной по ходу CO2 вторым редуктором 71, седьмым регулировочным вентилем 72, вторым ротаметром 73 и третьим обратным клапаном 74. Устройство подачи O2 44 состоит из газового баллона O2 75 с присоединенной к нему отводной трубкой O2 76, снабженной по ходу O2 третьим редуктором 77, восьмым регулировочным вентилем 78, третьим ротаметром 79 и четвертым обратным клапаном 80. Отводная трубка CO2 70 за третьим обратным клапаном 74 и отводная трубка O2 76 за четвертым обратным клапаном 80 подсоединяются к главной подводной газовой трубке 50, которая началом соединена с отводной трубкой CO2 70 и отводной трубкой O2 76, а концом подключена к первой подводной трубке газофазных реагентов 10 камеры смешения 7 газификатора 4. К главной подводной газовой трубке 50 между ее началом и концом по ходу газа присоединяется отводная паровая трубка 48, а затем вторая отводная трубка N2 61. Устройство подачи Н2 45 состоит из газового баллона Н2 81 с присоединенной к нему отводной трубкой Н2 82, снабженной по ходу Н2 четвертым редуктором 83, девятым регулировочным вентилем 84, четвертым ротаметром 85 и пятым обратным клапаном 86 и подключенной другим концом ко второй подводной трубке газофазных реагентов 13 камеры газификации 8 газификатора 4.The system for supplying additional gas-
Система отвода синтез-газа 3 состоит из сепаратора-холодильника 87 с присоединенными к нему первой отводной газовой трубкой 88, второй отводной газовой трубкой 68 и отводной конденсатной трубкой 89. Сепаратор-холодильник 87 цилиндрической формы, конически сужающийся к низу и имеющий в своей верхней части вторую заглушку 90, помещен в водяную рубашку 91, снабженную третьей подводной водяной трубкой 92, оснащенной десятым регулировочным вентилем 93, и третьей отводной водяной трубкой 94. Во вторую заглушку 90 сепаратора-холодильника 87 вмонтирована третья термопара 95, размещенная рабочим концом в центральной части сепаратора-холодильника 87. К третьей термопаре 95 подключен потенциометр 96, например, показывающий. Первая отводная газовая трубка 88, проходящая через третий водяной холодильник 97, содержащий четвертую подводную водяную трубку 98 с одиннадцатым регулировочным вентилем 99 и четвертую отводную водяную трубку 100, подключена первым концом по ходу синтез-газа к главной отводной газовой трубке 17 газификатора 4 установки газификации 1, а вторым концом первая отводная газовая трубка 88 вмонтирована в центральную часть второй заглушки 90 сепаратора-холодильника 87, заканчиваясь в центральной части сепаратора-холодильника 87. Между главной отводной газовой трубкой 17 газификатора 4 и третьим водяным холодильником 97 к первой отводной газовой трубке 88 присоединена третья сбросная газовая трубка 101, снабженная первым предохранительным клапаном 102 и первым сбросным вентилем 25. Между третьим водяным холодильником 97 и второй заглушкой 90 сепаратора-холодильника 87 к первой отводной газовой трубке 88 присоединена первая отводная измерительная газовая трубка 103, снабженная двенадцатым регулировочным вентилем 104 и подключенная другим концом к манометру 105. Вторая отводная газовая трубка 68 первым концом по ходу газа вмонтирована в верхней части стенки сепаратора-холодильника 87 ниже второй заглушки 90 и выше водяной рубашки 91, заканчиваясь на уровне стенки сепаратора-холодильника 87, а вторым концом уходит в систему сбора, очистки и переработки синтез-газа. По ходу синтез-газа от сепаратора-холодильника 87 ко второй отводной газовой трубке 68 присоединены: вторая отводная измерительная газовая трубка 106, снабженная тринадцатым регулировочным вентилем 107, затем регулятор давления 67 с подключенной к нему третьей отводной трубкой N2 62, затем вмонтированы четырнадцатый регулировочный вентиль 108, второй предохранительный клапан 109 и далее подключен газовый счетчик 110. Отводная конденсатная трубка 89 присоединена к сепаратору-холодильнику 87 в самом нижнем его сечении и снабжена пятнадцатым регулировочным вентилем 111.The synthesis
В установке для производства синтез-газа имеется система контроля и регулирования параметров технологического процесса в установке, представляющая собой измерительные приборы, регулирующие устройства и арматуру: термопары, регуляторы температуры, потенциометр, манометр, регулятор давления, ротаметры, газовый счетчик, обратные клапаны, предохранительные клапаны, сбросные вентили, регулировочные вентили, редукторы, шаровые краны.The installation for the production of synthesis gas has a system for monitoring and regulating the parameters of the technological process in the installation, which consists of measuring devices, regulating devices and fittings: thermocouples, temperature regulators, potentiometer, pressure gauge, pressure regulator, rotameters, gas meter, non-return valves, safety valves , relief valves, control valves, gearboxes, ball valves.
Установка газификации 1, представленная на фиг.3 состоит из газификатора 4, к верхней части которого подключено загрузочное устройство 5, а к нижней части подключено разгрузочное устройство 6.The
Газификатор 4, являющийся главной частью установки газификации 1, состоит из камеры смешения 7, камеры газификации 8 и расширительной камеры 9. Камера смешения 7, снабженная первой подводной трубкой 10, соединена в верхней своей части с камерой газификации 8, а в нижней части переходит в разгрузочное устройство 6. Камера газификации 8, выполненная с внешним электронагревом, в качестве которого использована первая печь 11, переходит в верхней своей части в расширительную камеру 9. Камера газификации 8 и расширительная камера 9 совместно с первой печью 11 покрыты теплоизоляцией 12. Камера газификации 8 в нижней своей части ниже уровня теплоизоляции 12 снабжена второй подводной трубкой газофазных реагентов 13. На верхнюю часть расширительной камеры 9 установлена первая заглушка 14, через центральную часть которой вмонтировано загрузочное устройство 5 подачи угля, нижним концом размещенное в центре расширительной камеры 9. Также в центральную часть первой заглушки 14 расширительной камеры 9 газификатора 4 вмонтирована первая термопара 15, размещенная рабочим концом в центральной части камеры газификации 8 газификатора 4. К первой термопаре 15 и первой печи 11 подключен первый регулятор температуры 16. Также в первую заглушку 14, вблизи стенки расширительной камеры 9, заканчиваясь на уровне нижнего края первой заглушки 14, вмонтирована главная отводная газовая трубка 17 газификатора 4 установки газификации 1.The
Загрузочное устройство 5, являющееся составной частью установки газификации 1, состоит из первого водяного холодильника 18, загрузочного бункера 19, корпуса шнекового устройства 20, поворотного устройства 21, крышки 22, конуса питателя 23, регулировочного вентиля 24, редуктора 26, блока управления дозатором 27 и шнека 28.The
Разгрузочное устройство 6, являющееся составной частью установки газификации 1, состоит из разгрузочной трубки 29, нижней шлюзовой камеры 30 и золового бункера 31. Разгрузочная трубка 29, проходящая через второй водяной холодильник 32, содержащий вторую подводную водяную трубку 33 со вторым регулировочным вентилем 34 и вторую отводную водяную трубку 35, соединена в верхней своей части с нижней частью камеры смешения 7, а в нижней части - с нижней шлюзовой камерой 30, снабженной второй сбросной газовой трубкой 36 со вторым сбросным вентилем 37. Между разгрузочной трубкой 29 и нижней шлюзовой камерой 30 установлен второй верхний шаровой кран 38, а в нижней части нижней шлюзовой камеры 30 установлен второй нижний шаровой кран 39, отделяющий нижнюю шлюзовую камеру 30 от установленного под ней золового бункера 31.The
В установке газификации также имеется система контроля и регулирования параметров технологического процесса, представляющая собой измерительные приборы, регулирующие устройства и арматуру: термопара, регулятор температуры, сбросные вентили, регулировочные вентили, шаровые краны, блок управления шнеком дозатора.The gasification unit also has a process control and regulation system, which consists of measuring instruments, control devices and fittings: a thermocouple, a temperature controller, relief valves, control valves, ball valves, and a metering screw auger control unit.
Рассмотрим работу установки для производства синтез-газа.Consider the operation of the installation for the production of synthesis gas.
Процесс газификации углеводородного сырья протекает в непрерывном режиме в присутствии, в регулируемых пропорциях, кислорода, метана, высокоэнтальпийного водяного пара и углекислого газа, под давлением до 3 МПа и при температуре до 950°С в газификационной камере с дополнительным внешним электронагревом и водяным охлаждением в системах подвода угля, вывода золы и отвода продуктов газификации, что дает возможность варьировать технологические параметры и, в зависимости от условий эксперимента, вести процесс в проточном режиме, позволяет посредством изменения различных факторов - давления, температуры, состава подаваемой газовой смеси, влиять на протекание процесса, на химический состав и скорость образования синтез-газа.The process of gasification of hydrocarbon feeds proceeds continuously in the presence, in controlled proportions, of oxygen, methane, high-enthalpy water vapor and carbon dioxide, at a pressure of up to 3 MPa and at a temperature of up to 950 ° C in a gasification chamber with additional external electric heating and water cooling in systems coal supply, ash removal and removal of gasification products, which makes it possible to vary the technological parameters and, depending on the experimental conditions, to conduct the process in flow mode, allows means for changing various factors - the pressure, temperature, composition of the feed gas mixture to influence the course of the process, the chemical composition and the rate of formation of synthesis gas.
При подготовке установки к пуску первый сбросной вентиль 25, второй сбросной вентиль 37, регулировочные вентили 24, 34, 55, 63, 64, 65, 72, 78, 84, 93,99, 104, 107, 108, 111 и шаровые краны 38, 39 приводят в положение "Закрыто". Первая печь 11 камеры газификации 8 и вторая печь 46 испарителя 40 выключены. Напорный водяной бак 41 и испаритель 40 не заполнены водой. Уголь и зола в газификаторе 4, загрузочном устройстве 5 и разгрузочном устройстве 6 отсутствуют.In preparing the installation for start-up, the
Газификатор 4, загрузочное устройство 5, разгрузочное устройство 6, система подвода дополнительных газофазных реагентов 2, система отвода синтез-газа 3 находятся под атмосферным давлением.
Газовый баллон N2 57 открывают и устанавливают давление 3 МПа после первого редуктора 59 на главной отводной трубке N2 58. Затем двенадцатый регулировочный вентиль 104 на первой отводной измерительной газовой трубке 103 приводят в положение "Открыто".The
Путем открытия пятого регулировочного вентиля 64 на второй отводной трубке N2 61 давление постепенно в течение 10 минут поднимают до 3 МПа и производят заполнение установки азотом. Давление азота в системе контролируют манометром 105 на первой отводной измерительной газовой трубке 103. При заполнении установки азот из газового баллона N2 57 устройства для нагнетания N2 42 по главной отводной трубке N2 58, а затем по второй отводной трубке N2 61, главной подводной газовой трубке 50 системы подвода дополнительных газофазных реагентов 2 и первой подводной трубке газофазных реагентов 10 камеры смешения 7 поступает в камеру смешения 7, камеру газификации 8 и расширительную камеру 9 газификатора 4. Происходит заполнение азотом загрузочного бункера 19, корпуса шнекового устройства 20 и разгрузочной трубки 29 до второго верхнего шарового крана 38. Заполняется азотом главная отводная газовая трубка 17 газификатора 4, первая отводная газовая трубка 88 системы отвода синтез-газа 3, сепаратор-холодильник 87 до пятнадцатого регулировочного вентиля 111 на отводной конденсатной трубке 89, вторая отводная газовая трубка 68 до четырнадцатого регулировочного вентиля 108. Также при этом происходит заполнение азотом первой и второй подводных трубок газофазных реагентов 10 и 13 газификатора 4, отводной паровой трубки 48 после первого обратного клапана 49, третьей отводной трубки N2 62 после второго обратного клапана 66, главной подводной газовой трубки 50, отводной трубки CO2 70 после третьего обратного клапана 74, отводной трубки О2 76 после четвертого обратного клапана 80, отводной трубки Н2 82 после пятого обратного клапана 86, третьей сбросной газовой трубки 101 до первого предохранительного клапана 102, первой отводной измерительной газовой трубки 103 до подключенного к ней манометра 105, второй отводной измерительной газовой трубки 106 до тринадцатого регулировочного вентиля 107.By opening the
После заполнения системы азотом и повышения давления по показаниям манометра 105 до 3 МПа пятый регулировочный вентиль 64 закрывают. Если после этого в течение 30 минут падения давления по показаниям манометра 105 не наблюдается, то установка герметична и приступают к пуску. Для этого поворотом четырнадцатого регулировочного вентиля 108 на второй отводной газовой трубке 68 давление в установке сбрасывают до 2 МПа, устанавливают давление азота 2 МПа после редуктора 59 и закрывают четырнадцатый регулировочный вентиль 108.After filling the system with nitrogen and increasing the pressure according to the
При пуске установки в загрузочный бункер 19 устройства 5, вмонтированного в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4, помещают специально просеянный и высушенный песок. Включают с помощью блока управления дозатором 27 поворотное устройство 21 шнека 28 до полного пересыпания песка в разгрузочную трубку 29.When starting the installation, specially sifted and dried sand is placed in the
Поворачивая первый регулировочный вентиль 24, подают малый расход воды в первый водяной холодильник 18. Вода из системы водоснабжения поступает по подводной водяной трубке через первый водяной холодильник 18, охлаждая при этом корпус шнекового устройства 20, сбрасывается в канализацию.Turning the
Поворачивая второй регулировочный вентиль 34 на второй подводной водяной трубке 33, подают малый расход воды во второй водяной холодильник 32. Вода из системы водоснабжения поступает по второй подводной водяной трубке 33, проходит через второй водяной холодильник 32, охлаждая при этом разгрузочную трубку 29, и сбрасывается по второй отводной водяной трубке 35 в канализацию.By turning the
Поворачивая одиннадцатый регулировочный вентиль 99 на четвертой подводной водяной трубке 98, подают малый расход воды в третий водяной холодильник 97. Вода из системы водоснабжения поступает по четвертой подводной водяной трубке 98, проходит через третий водяной холодильник 97, охлаждая при этом первую отводную газовую трубку 88, и сбрасывается по четвертой отводной водяной трубке 100 в канализацию.By turning the
Поворачивая десятый регулировочный вентиль 93 на третьей подводной водяной трубке 92, подают малый расход воды в водяную рубашку 91. Вода из системы водоснабжения поступает по третьей подводной водяной трубке 92, проходит через водяную рубашку 91, охлаждая при этом сепаратор-холодильник 87, и сбрасывается по третьей отводной водяной трубке 94 в канализацию.Turning the
Открыв пробку 53, наливают воду в напорный водяной бак 41 и закрывают пробку 53.Opening the
Включают первую печь 11 камеры газификации 8 газификатора 4 и поднимают температуру в газификаторе 4 до 250-450°С, согласно показаниям первого регулятора температуры 16, подключенного к первой термопаре 15 и первой печи 11 камеры газификации 8. Регулятор температуры 16 предназначен для контроля и регулирования температуры в камере газификации 8 в процессе работы газификатора 4.Turn on the
Включают вторую печь 46 испарителя 40 и устанавливают в испарителе 40 температуру 250°С согласно показаниям второго регулятора температуры 52, подключенного ко второй термопаре 51 и второй печи 46 испарителя 40. Второй регулятор температуры 52 предназначен для контроля и регулирования температуры в испарителе 40 в процессе работы испарителя 40.Turn on the
Поворотом первого регулировочного вентиля 24 увеличивают до максимальной подачу воды в первый водяной холодильник 18 загрузочного устройства 5.By turning the
Поворотом второго регулировочного вентиля 34 на второй подводной водяной трубке 33 увеличивают до максимальной подачу воды во второй водяной холодильник 32 на разгрузочной трубке 29 разгрузочного устройства 6.By turning the
Поворотом одиннадцатого регулировочного вентиля 99 на четвертой подводной водяной трубке 98 увеличивают до максимальной подачу воды в третий водяной холодильник 97 на первой отводной газовой трубке 88 системы отвода синтез-газа 3.By turning the
Поворотом десятого регулировочного вентиля 93 на третьей подводной водяной трубке 92 увеличивают до максимальной подачу воды в водяную рубашку 91 сепаратора-холодильника 87 системы отвода синтез-газа 3.By turning the
Открытием шестого регулировочного вентиля 65 на третьей отводной трубке N2 62 включают в работу регулятор давления 67 на второй отводной газовой трубке 68.By opening the
Открытием четырнадцатого регулировочного вентиля 108 на второй отводной газовой трубке 68 обеспечивают выход синтез-газа из установки, при этом количество газа, поступившего в систему сбора, очистки и переработки синтез-газа, контролируют по показаниям газового счетчика 110.By opening the
Открытием четвертого регулировочного вентиля 63 на первой отводной трубке N2 60 создают давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого в напорном водяном баке 41.The opening of the
Поворотом третьего регулировочного вентиля 55 на отводной напорной водяной трубке 54 устанавливают заданный расход воды в испаритель 40, при этом расход воды контролируют по показаниям первого ротаметра 56.By turning the third control valve 55, a predetermined water flow rate to the
Пар, образовавшийся в испарителе 40, по отводной паровой трубке 48, а затем по главной подводной газовой трубке 50 и первой подводной трубке газофазных реагентов 10 поступает в камеру смешения 7 газификатора 4, при этом первый обратный клапан 49 предотвращает обратное движение газа (пара) по отводной паровой трубке 48.The steam generated in the
Загружают подготовленный уголь в загрузочный бункер 19 загрузочного устройства 5. Включают редуктор 26 поворотного устройства 21 шнека 28 и блок управления дозатором 27. Заполняют камеру газификации 8 газификатора 4 углем.The prepared coal is loaded into the
Для подачи в установку кислорода открывают газовый баллон О2 75 устройства подачи О2 44, устанавливают на выходе из третьего редуктора 77 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом восьмого регулировочного вентиля 78 на отводной трубке О2 76 обеспечивают заданный расход кислорода в установку, контролируемый по показаниям третьего ротаметра 79, при этом четвертый обратный клапан 80 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке О2 76.To supply oxygen to the installation, open a
Первый регулятор температуры 16 предназначен в том числе и для контроля и регулирования температуры в газификаторе 4 при пуске кислорода.The
При необходимости проведения исследований по влиянию углекислого газа на процесс газификации угля производят подачу в установку углекислого газа. Для этого открывают газовый баллон СО2 69 устройства подачи СО2 43, устанавливают на выходе из второго редуктора 71 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом седьмого регулировочного вентиля 72 на отводной трубке СО2 70 обеспечивают заданный расход углекислого газа в установку, контролируемый по показаниям второго ротаметра 73, при этом третий обратный клапан 74 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке СО2 70.If it is necessary to conduct studies on the effect of carbon dioxide on the process of coal gasification, carbon dioxide is supplied to the installation. To do this, open a CO 2 gas cylinder 69 of the
При необходимости проведения исследований по влиянию водорода на процесс газификации угля производят подачу в установку водорода. Для этого открывают газовый баллон Н2 81 устройства подачи H2 45, устанавливают на выходе из четвертого редуктора 83 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом девятого регулировочного вентиля 84 на отводной трубке Н2 82 обеспечивают заданный расход водорода в установку, контролируемый по показаниям четвертого ротаметра 85, при этом пятый обратный клапан 86 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке Н2 82.If it is necessary to conduct studies on the effect of hydrogen on the process of coal gasification, hydrogen is supplied to the installation. To do this, open the
В процессе работы установки производится непрерывная загрузка угля из загрузочного устройства 5 с помощью шнекового устройства 20 и блока управления дозатором 27 шнека 28.In the process of the installation, the coal is continuously loaded from the
Для выгрузки золы поворотом второго сбросного вентиля 37 на второй сбросной газовой трубке 36 производят сброс давления из нижней шлюзовой камеры 30 разгрузочного устройства 6, закрывают второй сбросной вентиль 37. Открывают второй верхний шаровой кран 38 и производят полное пересыпание золы из разгрузочной трубки 29 в нижнюю шлюзовую камеру 30, закрывают второй верхний шаровой кран 38. Открывают второй нижний шаровой кран 39 и производят полное сбрасывание золы из нижней шлюзовой камеры 30 в золовой бункер 31, закрывают второй нижний шаровой кран 39. Второй водяной холодильник 32 предназначен для охлаждения синтез-газа перед открытием второго сбросного вентиля 37 на второй сбросной газовой трубке 36 при сбросе давления в нижней шлюзовой камере 30 перед выгрузкой в нее золы из разгрузочной трубки 29.To unload the ash by turning the
Благодаря наличию шнекового загрузочного устройства, а именно загрузочного бункера 19 и шнека 28 для загрузки угля, и нижней шлюзовой камеры 30 для отвода (разгрузки) золошлаковых материалов повышается маневренность установки.Due to the presence of a screw loading device, namely, a
Контроль за работой установки осуществляют по показаниям измерительных приборов и регулирующих устройств и арматуры системы контроля и регулирования, а именно:Monitoring the operation of the installation is carried out according to the readings of measuring instruments and control devices and fittings of the control and regulation system, namely:
- первого регулятора температуры 16, подключенного к первой термопаре 15, вмонтированной в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4;- the
- второго регулятора температуры 52, подключенного ко второй термопаре 51 испарителя 40;- a second temperature controller 52 connected to a
- потенциометра 96, подключенного к третьей термопаре 95 сепаратора-холодильника 87;-
- манометра 105 на первой отводной измерительной газовой трубке 103,- a
- регулятора давления 67 на второй отводной газовой трубке 68;- a
- первого ротаметра 56 на отводной напорной водяной трубке 54,- the
- второго ротаметра 73 на отводной трубке СО2 70,- the
- третьего ротаметра 79 на отводной трубке O2 76,- the
- четвертого ротаметра 85 на отводной трубке Н2 82;- the
- газового счетчика 110 на второй отводной газовой трубке 68.a
Благодаря оснащению установки развитой системой контроля и регулирования, включающей измерительные приборы и регулирующие устройства и арматуру, повышаются возможности получения синтез-газа заданного химического состава и с заданными свойствами.Thanks to equipping the installation with a developed monitoring and control system, including measuring instruments and control devices and fittings, the possibilities of producing synthesis gas of a given chemical composition and with desired properties are increased.
Регулирования подачи дополнительных газофазных реагентов производится с помощью регулирующих устройств и арматуры, а именно:Regulation of the supply of additional gas-phase reagents is carried out using control devices and fittings, namely:
- регулирования температуры и давления водяного пара на выходе из испарителя 40 и на входе первую подводную трубку газофазных реагентов 10 осуществляется с помощью настройки первого редуктора 59 на главной отводной трубке N2 58 устройства для нагнетания N2 42, с помощью поворота четвертого регулировочного вентиля 63 на первой отводной трубке N2 60, с помощью поворота третьего регулировочного вентиля 55 на отводной напорной водяной трубке 54, с помощью настройки второго регулятора температуры 52, подключенного ко второй термопаре 51 и второй печи 46 испарителя 40, при этом вода из напорного водяного бака 41 по отводной напорной водяной трубке 54 под давлением, созданным благодаря системе для нагнетания N2 42, перетекает по отводной напорной водяной трубке 54 в испаритель 40, где при нагревании с помощью второй печи 46 происходит парообразование и высокоэнтальпийный водяной пар по отводной паровой трубке 48 поступает в главную подводную газовую трубку 50 системы подвода дополнительных газофазных реагентов 2, а затем в первую подводную трубку газофазных реагентов 10 камеры смешения 7 газификатора 4, при этом первый обратный клапан 49 предотвращает обратное движение газа (пара) по отводной паровой трубке 48, теплоизоляция 47 второй печи 46 испарителя 40 способствует сохранению заданного температурного режима в испарителе 40, поддержание заданной температуры водяного пара обеспечивается автоматически, благодаря второму регулятору температуры 52 испарителя 40, изменение температуры водяного пара обеспечивается в том числе настройкой второго регулятора температуры 52;- controlling the temperature and pressure of water vapor at the outlet of the evaporator 40 and at the inlet, the first underwater tube of the gas-phase reagents 10 is carried out by setting the first reducer 59 on the main outlet pipe N 2 58 of the device for injection N 2 42, by turning the fourth control valve 63 to a first branch tube 60 N 2 by rotation of the third regulating valve 55 on the discharge water pressure tube 54, via the second setting temperature controller 52 connected to the second thermocouple 51 and the second furnace 46 and glider 40, wherein the water from the pressurized water tank 41 to discharge the pressure water pipe 54 under pressure generated due to the system for injecting N 2 42 flows through the bypass pressure water pipe 54 into the evaporator 40 where when heated via the second furnace 46 occurs volatilization and high-enthalpy water vapor through the outlet steam pipe 48 enters the main underwater gas pipe 50 of the additional gas-phase reagent supply system 2, and then into the first underwater gas-phase reagent pipe 10 of the mixing chamber 7 of the gasifier 4, while the first non-return valve 49 prevents the backward movement of gas (steam) along the exhaust steam pipe 48, the heat insulation 47 of the second furnace 46 of the evaporator 40 helps to maintain a predetermined temperature in the evaporator 40, maintaining a predetermined temperature of the water vapor is automatically ensured by the second temperature controller 52 the evaporator 40, a change in temperature of water vapor is provided, including the setting of the second temperature controller 52;
- регулирования давления кислорода на выходе из газового баллона О2 75 и на входе в главную подводную газовую трубку 50 осуществляется с помощью настройки третьего редуктора 77 и поворота восьмого регулировочного вентиля 78 на отводной трубке О2 76, присоединенной к газовому баллону O2 75 устройства подачи О2 44; при этом четвертый обратный клапан 80 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке О2 76;- regulation of oxygen pressure at the outlet of the
- регулирования давления углекислого газа на выходе из газового баллона CO2 69 и на входе в главную подводную газовую трубку 50 осуществляется с помощью настройки второго редуктора 71 и поворота седьмого регулировочного вентиля 72 на отводной трубке CO2 70, присоединенной к газовому баллону CO2 69 устройства подачи CO2 43; при этом третий обратный клапан 74 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке СО2 70;- control of the carbon dioxide pressure at the outlet of the CO 2 69 gas cylinder and at the entrance to the main
- регулирования давления водорода на выходе из газового баллона Н2 81 и на входе во вторую подводную трубку газофазных реагентов 13 камеры газификации 8 газификатора 4 осуществляется с помощью настройки четвертого редуктора 83 и поворота девятого регулировочного вентиля 84 на отводной трубке H2 82, присоединенной к газовому баллону Н2 81 устройства подачи Н2 45; при этом пятый обратный клапан 86 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке Н2 82.- regulation of the hydrogen pressure at the outlet of the
Водяной пар, кислород и углекислый газ после обратных клапанов 49, 80 и 74 соответственно поступают в главную подводную газовую трубку 50, далее в первую подводную трубку газофазных реагентов 10 и, затем, в камеру смешения 7 газификатора 4. Водород по отводной трубке Н2 82 после пятого обратного клапана 86 поступает во вторую подводную трубку газофазных реагентов 13 и затем в нижнюю часть камеры газификации 8 газификатора 4.Water vapor, oxygen and carbon dioxide after the
Благодаря возможности ввода дополнительных газофазных реагентов в камеру смешения 7 и в камеру газификации 8 газификатора 4 увеличиваются управляемость и вариативность установки, за счет изменения концентрации любого из газофазных реагентов, а также за счет изменения температуры и давления в газификаторе 4, можно изменить химический состав синтез-газа в заданных пределах.Due to the possibility of introducing additional gas-phase reagents into the mixing chamber 7 and into the
По мере расходования азота из газового баллона N2 57, постоянное заданное давление в газовых линиях 58, 60, 61, 62 поддерживается автоматически с помощью первого редуктора 59.As nitrogen is consumed from the
По мере расходования углекислого газа из газового баллона CO2 69, постоянное заданное давление в газовой линии отводной трубки CO2 70 поддерживается автоматически с помощью второго редуктора 71.As carbon dioxide is consumed from the CO 2 69 gas cylinder, a constant predetermined pressure in the gas line of the
По мере расходования кислорода из газового баллона O2 75, постоянное заданное давление в газовой линии отводной трубки O2 76 поддерживается автоматически с помощью третьего редуктора 77.As oxygen is consumed from the
По мере расходования водорода из газового баллона H2 81, постоянное заданное давление в газовой линии отводной трубки Н2 82 поддерживается автоматически с помощью четвертого редуктора 83.As the consumption of hydrogen from the
Регулирование температуры в газификаторе 4 осуществляется с помощью первого регулятора температуры 16, подключенного к первой термопаре 15 и первой печи 11 камеры газификации 8 газификатора 4, при этом теплоизоляция 12, покрывающая камеру газификации 8 и расширительную камеру 9, способствует сохранению заданного температурного режима в газификаторе 4.The temperature in the
Регулирование давления в установке осуществляется с помощью регулятора давления 67 на второй отводной газовой трубке 68, а также с помощью первого редуктора 59 на главной отводной трубке N2 58, присоединенной к газовому баллону N2 57 устройства для нагнетания N2 42, и с помощью четвертого регулировочного вентиля 63 на первой отводной трубке N2 60, пятого регулировочного вентиля 64 на второй отводной трубке N2 61, шестого регулировочного вентиля 65 на третьей отводная трубка N2 62 и четырнадцатого регулировочного вентиля 108 на второй отводной газовой трубке 68, при этом первый обратный клапан 49 на отводной паровой трубке 48, второй обратный клапан 66 на третьей отводной трубке N2 62 и второй предохранительный клапан 109 на второй отводной газовой трубке 68 предотвращают обратное движение газа по соответствующим трубкам, а первый предохранительный клапан 102 на третьей сбросной газовой трубке 101 предотвращает чрезмерное повышение давления газа в установке, когда давление газа в установке превышает максимально допустимое, первый предохранительный клапан 102 срабатывает и происходит сброс части газа в атмосферу.The pressure in the installation is controlled using a
Установка может работать при высоких давлениях (0,8-3 МПа), что позволяет осуществлять требуемые химические реакции с заданной скоростью.The installation can operate at high pressures (0.8-3 MPa), which allows you to carry out the required chemical reactions at a given speed.
Регулирование подачи воды в водяные холодильники и в водяную рубашку осуществляется:Regulation of water supply to water coolers and a water jacket is carried out:
- поворотом первого регулировочного вентиля 24, при этом задают необходимый расход воды, проходящей через первый водяной холодильник 18 из системы водоснабжения и сбрасывается в канализацию;- by turning the
- поворотом второго регулировочного вентиля 34 на второй подводной водяной трубке 33, при этом задают необходимый расход воды, проходящей через второй водяной холодильник 32, когда вода из системы водоснабжения поступает по второй подводной водяной трубке 33, проходит через второй водяной холодильник 32, охлаждая при этом разгрузочную трубку 29, и сбрасывается по второй отводной водяной трубке 35 в канализацию;- by turning the
- поворотом одиннадцатого регулировочного вентиля 99 на четвертой подводной водяной трубке 98, при этом задают необходимый расход воды, проходящей через третий водяной холодильник 97, когда вода из системы водоснабжения поступает по четвертой подводной водяной трубке 98, проходит через третий водяной холодильник 97, охлаждая при этом первую отводную газовую трубку 88, и сбрасывается по четвертой отводной водяной трубке 100 в канализацию;- by turning the
- поворотом десятого регулировочного вентиля 93 на третьей подводной водяной трубке 92, при этом задают необходимый расход воды, проходящей через водяную рубашку 91, когда вода из системы водоснабжения поступает по третьей подводной водяной трубке 92, проходит через водяную рубашку 91, охлаждая при этом сепаратор-холодильник 87, и сбрасывается по третьей отводной водяной трубке 94 в канализацию.- by turning the
Производство синтез-газа осуществляется в газификаторе 4, при этом:The production of synthesis gas is carried out in
- с помощью редуктора 26 поворотного устройства 21 шнека 28 подается непрерывно порция угля, отмеренная блоком управления дозатором 27 в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4;- using a
- снизу по первой подводной трубке газофазных реагентов 10 в камеру смешения 7 газификатора 4 поступают кислород, водяной пар, углекислый газ и азот;- from below, through the first underwater tube of gas-phase reagents 10, oxygen, water vapor, carbon dioxide and nitrogen enter the mixing chamber 7 of the
- в нижнюю часть камеры газификации 8 ниже уровня теплоизоляции 12 по второй подводной трубке газофазных реагентов 13 поступает водород;- hydrogen enters the lower part of the
- дополнительные газофазные реагенты и уголь движутся противотоком;- additional gas-phase reagents and coal move countercurrently;
- в камере смешения 7 газофазные реагенты нагреваются и протекает начальная стадия процесса производства синтез-газа;- in the mixing chamber 7, the gas-phase reagents are heated and the initial stage of the synthesis gas production process proceeds;
- в камере газификации 8 протекают основные химические реакции производства синтез-газа, в этой камере необходимо поддержание достаточно высокой температуры, что обеспечивается благодаря работе первой печи 11 и первого регулятора температуры 16, подключенного к первой термопаре 15 и первой печи 11 камеры газификации 8, причем первая термопара 15 вмонтирована в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 и размещена рабочим концом в центральной части камеры газификации 8 для снижения погрешностей в определении температуры процесса, а теплоизоляция 12, покрывающая камеру газификации 8 и расширительную камеру 9 совместно с первой печью 11, обеспечивает поддержание стабильного температурного режима и снижение тепловых потерь в окружающую среду, кроме того, наличие внешнего нагрева камеры газификации 8 повышает возможности регулирования температуры в камере газификации 8;- in the
- в расширительной камере 9 протекает завершающая стадия процесса производства. синтез-газа, синтез-газ расширяется, несколько снижаются его температура и давление;- in the expansion chamber 9 proceeds the final stage of the manufacturing process. synthesis gas, synthesis gas expands, its temperature and pressure decrease slightly;
- отвод синтез-газа из газификатора 4 осуществляется в верхней части газификатора 4 по главной отводной газовой трубке 17, вмонтированной в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 1 вблизи стенки газификатора и заканчивается на уровне заглушки для уменьшения аэродинамического сопротивления, а далее синтез-газ проходит через систему отвода синтез-газа 3 и подается в систему сбора, очистки и переработки синтез-газа;- the removal of synthesis gas from the
- отвод золы осуществляется в нижней части газификатора 4, где камера смешения 7 переходит в разгрузочную трубку 29 разгрузочного устройства 6.- ash removal is carried out in the lower part of the
Наличие возможностей ввода дополнительных газофазных реагентов в газификатор 4, возможностей контроля и регулирования температуры и давления в установке и другие конструктивные и технологические особенности установки в целом увеличивают возможности стабилизации горения угля.The availability of the possibility of introducing additional gas-phase reagents into the
Отвод и сепарация синтез-газа осуществляются в следующей последовательности:The removal and separation of synthesis gas is carried out in the following sequence:
- отвод синтез-газа из расширительной камеры 9 газификатора 4 производится по главной отводной газовой трубке 17 газификатора 4, затем по первой отводной газовой трубке 88 системы отвода синтез-газа 3 через третий водяной холодильник 97, обеспечивающий первичное охлаждение синтез-газа, в сепаратор-холодильник 87, при этом часть синтез-газа по третьей сбросной газовой трубке 101 через первый предохранительный клапан 102 может быть сброшена в атмосферу, а с помощью манометра 105 на первой отводной измерительной газовой трубке 103 контролируется давление в системе;- the synthesis gas is removed from the expansion chamber 9 of the
- охлаждение и сепарация синтез-газа в сепараторе-холодильнике 87 осуществляется посредством водяной рубашки 91, при этом образовавшийся конденсат, содержащий фенол, смолы, пыль и прочие примеси, по отводной конденсатной трубке 89 при открытии пятнадцатого регулировочного вентиля 111 сбрасывается в специальный приемник, температура в сепараторе-холодильнике контролируется по показаниям потенциометра 96, подключенного к третьей термопаре 95, вмонтированной во вторую заглушку 90 сепаратора-холодильника 87, и температура в сепараторе-холодильнике 87 может быть изменена регулированием подачи воды в водяную рубашку 91 посредством десятого регулировочного вентиля 93 на третьей подводной водяной трубке 92, а охлажденный и очищенный синтез-газ отводится по второй отводной газовой трубке 68;- cooling and separation of synthesis gas in the separator-
- отвод синетез-газа из сепаратора-холодильника 87 производится по второй отводной газовой трубке 68, далее посредством поворота тринадцатого регулировочного вентиля 107 может быть произведен отбор синтез-газа на анализ по второй отводной измерительной газовой трубке 106, присоединенной ко второй отводной газовой трубке 68, а основная часть синтез-газа подается в систему сбора, очистки и переработки синтез-газа по второй отводной газовой трубке 68 через регулятор давления 67, четырнадцатый регулировочный вентиль 108, второй предохранительный клапан 109 и газовый счетчик 110, при этом второй предохранительный клапан 109 предотвращает обратное движение газа по второй отводной газовой трубке 68, а также второй предохранительный клапан 109 предотвращает чрезмерное превышение давления синтез-газа на выходе из установки, а газовый счетчик 110 контролирует расход синтез-газа.- the synthesis gas is removed from the separator-
Остановка установки производится в следующей последовательности:The installation is stopped in the following sequence:
- прекращается подача угля шнеком 28 загрузочного устройства 5;- the supply of coal is stopped by the
- выключаются первая печь 11 газификатора 4 и вторая печь 46 испарителя 40;- turn off the
- закрытием восьмого регулировочного вентиля 78 прекращается подача кислорода в газификатор 4;- closing the
- закрытием седьмого регулировочного вентиля 72 прекращается подача углекислого газа в газификатор 4;- closing the
- закрытием девятого регулировочного вентиля 84 прекращается подача водорода в газификатор 4;- closing the
- закрытием третьего регулировочного вентиля 55 прекращается подача воды из напорного водяного бака 41 в испаритель 40;- closing the third control valve 55 stops the flow of water from the
- закрытием четвертого регулировочного вентиля 63, пятого регулировочного вентиля 64, шестого регулировочного вентиля 65 прекращается нагнетание азота в установку;- by closing the
- поворотом четырнадцатого регулировочного вентиля 108 производится сброс давления в установке до атмосферного, после чего четырнадцатый регулировочный вентиль 108 закрывается;- turning the
- поворотом первого сбросного вентиля 25 производится сброс давления в газификаторе 4, после чего первый сбросной вентиль 25 закрывается;- by turning the
- поворотом второго сбросного вентиля 37 производится сброс давления в нижней шлюзовой камере 30, после чего второй сбросной вентиль 37 закрывается;- by turning the
- закрытием регулировочного вентиля 24 прекращается подача воды в первый водяной холодильник 18;- closing the
- закрытием второго регулировочного вентиля 34 прекращается подача воды во второй водяной холодильник 32 на разгрузочной трубке 29;- closing the
- закрытием одиннадцатого регулировочного вентиля 99 прекращается подача воды в третий водяной холодильник 97 на первой отводной газовой трубке 88;- by closing the
- закрытием десятого регулировочного вентиля 93 прекращается подача воды в водяную рубашку 91 сепаратора-холодильника 87;- closing the
- открывается второй верхний шаровой кран 38 и зола (с недожегом) из разгрузочной трубки 29 перемещается нижнюю шлюзовую камеру 30, затем открывается второй нижний шаровой кран 39 и зола (с недожегом) из нижней шлюзовой камеры 30 выгружается в золовой бункер 31, после чего второй верхний шаровой кран 38 и второй нижний шаровой кран 39 закрываются;- the second
- открывается пятнадцатый регулировочный вентиль 111 на отводной конденсатной трубке 89, и конденсат, содержащий фенол, смолы, пыль и прочие примеси, по отводной конденсатной трубке 89 из сепаратора-холодильника 87 сбрасывается в специальный приемник;- the
- закрываются газовые баллоны N2 57, O2 75, H2 81 и СО2 69.-
При аварийной остановке в первую очередь быстро закрываются восьмой регулировочный вентиль 78 на отводной трубке О2 76 и девятый регулировочный вентиль 84 на отводной трубке Н2 82, отключаются первая печь 11 камеры газификации 8 и вторая печь 46 испарителя 40.In case of emergency stop, the
Рассмотрим работу установки газификации в составе установки для производства синтез-газа.Consider the operation of a gasification unit as part of a synthesis gas production unit.
Процесс газификации углеводородного сырья протекает в дискретно-непрерывном режиме в присутствии, в регулируемых пропорциях, кислорода, водорода, высокоэнтальпийного водяного пара и углекислого газа, под давлением до 3 МПа и при температуре до 950°С в газификационной камере с дополнительным внешним электронагревом и водяным охлаждением в системах подвода угля, вывода золы и отвода продуктов газификации, что дает возможность варьировать технологические параметры и, в зависимости от условий эксперимента, вести процесс в стационарном или проточном режиме, позволяет посредством термодинамических и химических факторов влиять на протекание процесса, на химический состав и скорость выхода синтез-газа.The process of gasification of hydrocarbons takes place in discrete-continuous mode in the presence, in controlled proportions, of oxygen, hydrogen, high-enthalpy water vapor and carbon dioxide, under pressure up to 3 MPa and at a temperature of up to 950 ° C in a gasification chamber with additional external electric heating and water cooling in coal supply systems, ash removal and removal of gasification products, which makes it possible to vary technological parameters and, depending on the experimental conditions, conduct the process in a stationary or flow mode, allows through thermodynamic and chemical factors to influence the process, the chemical composition and rate of synthesis gas output.
При подготовке установки к пуску первый сбросной вентиль 25, регулировочные вентили 24, 34 и шаровые краны 38, 39 приводят в положение "Закрыто". Печь 11 камеры газификации 8 выключена. Уголь и зола в газификаторе 4, загрузочном устройстве 5 и разгрузочном устройстве 6 отсутствуют.When preparing the installation for start-up, the
Газификатор 4, загрузочное устройство 5, разгрузочное устройство 6 находятся под атмосферным давлением.The
Повышение давления до 3 Мпа в установке газификации 1 происходит путем нагнетания газа (азота) по первой подводной трубке газофазных реагентов 10 и главной отводной газовой трубке 17 за счет включения в работу устройства для нагнетания N2 42 системы подвода дополнительных газофазных реагентов 2 установки для производства синтез-газа. При этом азот по первой подводной трубке газофазных реагентов 10 камеры смешения 7 поступает в камеру смешения 7, камеру газификации 8 и расширительную камеру 9 газификатора 4. Происходит заполнение азотом загрузочного бункера 19, корпуса шнекового устройства 20, конуса питателя 23. Заполняется азотом главная отводная газовая трубка 17 газификатора 4, вторая подводная трубка газофазных реагентов 13 газификатора 4.The increase in pressure to 3 MPa in the
Все переключения кранов и вентилей следует осуществлять плавно, без резких и быстрых вращений.All switching of cranes and valves should be carried out smoothly, without sharp and fast rotations.
Пуск установки. В загрузочный бункер 19 загрузочного устройства 5, вмонтированную в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4, помещают специально просеянный и высушенный песок. Включают редуктор 26 поворотного устройства 21, и с помощью блока управления дозатором 27 и шнека 28 заполняют газификатор 4.Start installation. Specially sifted and dried sand is placed in the
Поворачивая первый регулировочный вентиль 24, подают малый расход воды в первый водяной холодильник 18. Вода из системы водоснабжения проходит через первый водяной холодильник 18, охлаждая при этом корпус шнекового устройства 20, и сбрасывается в канализацию.Turning the
Поворачивая второй регулировочный вентиль 34 на второй подводной водяной трубке 33, подают малый расход воды во второй водяной холодильник 32. Вода из системы водоснабжения поступает по второй подводной водяной трубке 33, проходит через второй водяной холодильник 32, охлаждая при этом разгрузочную трубку 29, и сбрасывается по второй отводной водяной трубке 35 в канализацию.Turning the
Включают печь 11 камеры газификации 8 гази/фикатора 4 и поднимают температуру в газификаторе 4 до 250-450°С согласно показаниям регулятора температуры 16, подключенного к термопаре 15 и печи 11 камеры газификации 8. Регулятор температуры 16 предназначен для контроля и регулирование температуры в камере газификации 8 в процессе работы газификатора 4.Turn on the
Поворотом первого регулировочного вентиля 24 увеличивают до максимальной подачу воды в первый водяной холодильник 18 на корпусе шнекового устройства 20 загрузочного устройства 5.By turning the
Поворотом второго регулировочного вентиля 34 на второй подводной водяной трубке 33 увеличивают до максимальной подачу воды во второй водяной холодильник 32 на разгрузочной трубке 29 разгрузочного устройства 6.By turning the
Пар, образовавшийся в испарителе 40, по отводной паровой трубке 48, а затем по главной подводной газовой трубке 50 и первой подводной трубке газофазных реагентов 10 поступает в камеру смешения 7 газификатора 4.The vapor generated in the
Загружают подготовленный уголь в загрузочный бункер 19 загрузочного устройства 5. Закрывают крышку 22. Включают редуктор 26 поворотного устройства 21 и с помощью блока управления дозатором 27 и шнека 28 устанавливают расход угля в газификатор 4.The prepared coal is loaded into the
Для подачи в установку газификации кислорода открывают газовый баллон O2 75 устройства подачи O2 44, устанавливают на выходе из третьего редуктора 77 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом восьмого регулировочного вентиля 78 на отводной трубке O2 76 обеспечивают заданный расход кислорода в установку, контролируемый по показаниям третьего ротаметра 79, при этом четвертый обратный клапан 80 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке O2 76.To supply oxygen gasification to the installation, open a
Первый регулятор температуры 16 предназначен в том числе и для контроля и регулирование температуры в газификаторе 4 при пуске кислорода.The
При необходимости проведения исследований по влиянию углекислого газа на процесс газификации угля производят подачу углекислого газа в установку газификации. Для этого открывают газовый баллон CO2 69 устройства подачи CO2 43, устанавливают на выходе из второго редуктора 71 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом седьмого регулировочного вентиля 72 на отводной трубке CO2 70 обеспечивают заданный расход углекислого газа в установку, контролируемый по показаниям второго ротаметра 73, при этом третий обратный клапан 74 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке СО2 70.If it is necessary to conduct studies on the effect of carbon dioxide on the process of coal gasification, carbon dioxide is supplied to the gasification unit. To do this, open a CO 2 gas cylinder 69 of the
При необходимости проведения исследований по влиянию водорода на процесс газификации угля производят подачу водорода в установку газификации. Для этого открывают газовый баллон H2 81 устройства подачи Н2 45, устанавливают на выходе из четвертого редуктора 83 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом девятого регулировочного вентиля 84 на отводной трубке Н2 82 обеспечивают заданный расход водорода в установку, контролируемый по показаниям четвертого ротаметра 85, при этом пятый обратный клапан 86 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке Н2 82.If it is necessary to conduct studies on the effect of hydrogen on the process of coal gasification, hydrogen is supplied to the gasification unit. To do this, open the
В ходе работы установки газификации необходима периодическая выгрузка золы.During the operation of the gasification unit, periodic ash discharge is necessary.
Для выгрузки золы поворотом второго сбросного вентиля 37 на второй сбросной газовой трубке 36 производят сброс давления из нижней шлюзовой камеры 30 разгрузочного устройства 6, закрывают второй сбросной вентиль 37. Открывают второй верхний шаровой кран 38 и производят полное пересыпание золы из разгрузочной трубки 29 в нижнюю шлюзовую камеру 30, закрывают второй верхний шаровой кран 38. Открывают второй нижний шаровой кран 39 и, слегка простукивая нижнюю шлюзовую камеру 30, производят полное сбрасывание золы из нижней шлюзовой камеры 30 в золовой бункер 31, закрывают второй нижний шаровой кран 39. Второй водяной холодильник 32 предназначен для охлаждения синтез-газа перед открытием второго сбросного вентиля 37 на второй сбросной газовой трубке 36 при сбросе давления в нижней шлюзовой камере 30 перед выгрузкой в нее золы из разгрузочной трубки 29.To unload the ash by turning the
Выгрузку золы необходимо осуществлять периодически в зависимости от зольности и недожега угля.Unloading of ash must be carried out periodically depending on the ash content and underburning of coal.
Благодаря наличию загрузочного устройства 5, непрерывно подающего уголь в газификатор 4, и нижней шлюзовой камеры 30 для отвода (разгрузки) золошлаковых материалов повышается маневренность установки.Due to the presence of a
Контроль за работой установки газификации осуществляют по показаниям измерительных приборов и регулирующих устройств и арматуры системы контроля и регулирования, а именно: регулятора температуры 16, подключенного к термопаре 15, вмонтированной в заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4.Monitoring the operation of the gasification unit is carried out according to the testimony of measuring instruments and control devices and fittings of the control and regulation system, namely: a
Благодаря оснащению установки системой контроля и регулирования, включающей измерительные приборы и регулирующие устройства и арматуру, увеличивается выход летучих при газификации угля и повышается возможность получения синтез-газа заданного химического состава и с заданными свойствами.Thanks to equipping the installation with a control and regulation system, including measuring instruments and control devices and fittings, the yield of volatiles during coal gasification increases and the possibility of producing synthesis gas of a given chemical composition and with desired properties increases.
Регулирование температуры в газификаторе 4 осуществляется с помощью первого регулятора температуры 16, подключенного к первой термопаре 15 и первой печи 11 камеры газификации 8 газификатора 4, при этом теплоизоляция 12, покрывающая камеру газификации 8 и расширительную камеру 9, способствует сохранению заданного температурного режима в газификаторе 4.The temperature in the
Регулирование давления в установке газификации осуществляется с помощью устройств, входящих в систему подвода дополнительных газофазных реагентов 2 и систему отвода синтез-газа 3 установки для производства синтез-газа. Установка газификации может работать при высоких давлениях (0,8-3 МПа), что позволяет осуществлять требуемые химические реакции с заданной скоростью.Pressure control in the gasification unit is carried out using devices included in the system for supplying additional gas-
Регулирование подачи воды в водяные холодильники и в водяную рубашку осуществляется:Regulation of water supply to water coolers and a water jacket is carried out:
- поворотом первого регулировочного вентиля 24, при этом задают необходимый расход воды, которая проходит через первый водяной холодильник 18 и, охлаждая при этом корпус шнекового устройства 20, сбрасывается в канализацию;- by turning the
- поворотом второго регулировочного вентиля 34 на второй подводной водяной трубке 33, при этом задают необходимый расход воды, проходящей через второй водяной холодильник 32, когда вода из системы водоснабжения поступает по второй подводной водяной трубке 33, проходит через второй водяной холодильник 32, охлаждая при этом разгрузочную трубку 29, и сбрасывается по второй отводной водяной трубке 35 в канализацию.- by turning the
Производство синтез-газа осуществляется в газификаторе 4, при этом:The production of synthesis gas is carried out in
- сверху из загрузочного бункера 19 по корпусу шнекового устройства 20 загрузочного устройства 5, вмонтированного в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4 в центральную часть расширительной камеры 9 поступает уголь;- from the top of the
- снизу по первой подводной трубке газофазных реагентов 10 в камеру смешения 7 газификатора 4 поступают кислород, водяной пар, углекислый газ и азот;- from below, through the first underwater tube of gas-phase reagents 10, oxygen, water vapor, carbon dioxide and nitrogen enter the mixing chamber 7 of the
- в нижнюю часть камеры газификации 8 ниже уровня теплоизоляции 12 по второй подводной трубке газофазных реагентов 13 поступает водород;- hydrogen enters the lower part of the
- дополнительные газофазные реагенты и уголь движутся противотоком;- additional gas-phase reagents and coal move countercurrently;
- в камере смешения 7 газофазные реагенты нагреваются и протекает начальная стадия процесса производства синтез-газа;- in the mixing chamber 7, the gas-phase reagents are heated and the initial stage of the synthesis gas production process proceeds;
- в камере газификации 8 протекают основные химические реакции газификации угля и производства синтез-газа, в этой камере необходимо поддержание достаточно высокой температуры, что обеспечивается благодаря работе печи 11 и регулятора температуры 16, подключенного к термопаре 15 и печи 11 камеры газификации 8, причем термопара 15 вмонтирована в заглушку 14 расширительной камеры 9 и размещена рабочим концом в центральной части камеры газификации 8 для снижения погрешностей в определении температуры процесса, а теплоизоляция 12, покрывающая камеру газификации 8 и расширительную камеру 9 совместно с печью 11, обеспечивает поддержание стабильного температурного режима и снижение тепловых потерь в окружающую среду, кроме того, наличие внешнего нагрева камеры газификации 8 повышает возможности регулирования температуры в камере газификации 8;- in the
- в расширительной камере 9 протекает завершающая стадия процессов газификации угля и производства синтез-газа, синтез-газ расширяется, несколько снижаются его температура и давление;- in the expansion chamber 9, the final stage of the processes of gasification of coal and the production of synthesis gas proceeds, the synthesis gas expands, its temperature and pressure decrease slightly;
- отвод синтез-газа из газификатора 4 осуществляется в верхней части газификатора 4 по главной отводной газовой трубке 17, вмонтированной в заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 1 вблизи стенки газификатора и заканчивающейся на уровне заглушки для уменьшения аэродинамического сопротивления, а далее синтез-газ проходит через систему отвода синтез-газа 3 и подается в систему сбора, очистки и переработки синтез-газа;- the synthesis gas is removed from the
- отвод золы осуществляется в нижней части газификатора 4, где камера смешения 7 переходит в разгрузочную трубку 29 разгрузочного устройства 6.- ash removal is carried out in the lower part of the
Остановка установки газификации производится в следующей последовательности:The gasification installation is stopped in the following sequence:
- прекращается подача угля шнеком 28 загрузочного устройства 5;- the supply of coal is stopped by the
- выключаются печь 11 газификатора 4;- turn off the
- закрытием восьмого регулировочного вентиля 78 установки для производства синтез-газа прекращается подача кислорода в газификатор 4;- closing the
- закрытием седьмого регулировочного вентиля 72 установки для производства синтез-газа прекращается подача углекислого газа в газификатор 4;- closing the
- закрытием девятого регулировочного вентиля 84 установки для производства синтез-газа прекращается подача водорода в газификатор 4;- closing the
- прекращается подача пара в установку газификации 1;- the steam supply to the
- закрытием четвертого регулировочного вентиля 63, пятого регулировочного вентиля 64, шестого регулировочного вентиля 65 прекращается нагнетание азота в установку газификации;- by closing the
- поворотом четырнадцатого регулировочного вентиля 108 производится сброс давления в установке газификации 1 до атмосферного, после чего четырнадцатый регулировочный вентиль 108 закрывается;- turning the
- поворотом первого сбросного вентиля 25 производится сброс давления в газификаторе 4;- by turning the
- поворотом второго сбросного вентиля 37 производится сброс давления в нижней шлюзовой камере 30, после чего второй сбросной вентиль 37 закрывается;- by turning the
- закрытием первого регулировочного вентиля 24 прекращается подача воды в первый водяной холодильник 18 на корпус шнекового устройства 20;- by closing the
- закрытием второго регулировочного вентиля 34 прекращается подача воды во второй водяной холодильник 32 на разгрузочной трубке 29;- closing the
- открывается второй верхний шаровой кран 38 и зола (с недожегом) из разгрузочной трубки 29 перемещается нижнюю шлюзовую камеру 30, затем открывается второй нижний шаровой кран 39 и зола (с недожегом) из нижней шлюзовой камеры 30 выгружается в золовой бункер 31, после чего второй верхний шаровой кран 38 и второй нижний шаровой кран 39 закрываются.- the second
При аварийной остановке в первую очередь быстро закрываются восьмой регулировочный вентиль 78 на отводной трубке O2 76 и девятый регулировочный вентиль 84 на отводной трубке H2 82, отключаются первая печь 11 камеры газификации 8 и вторая печь 46 испарителя 40.In the event of an emergency stop, the
Таким образом, предлагаемая установка для производства синтез-газа и разработанная для нее установка газификции, позволяют осуществить под давлением от 0,8 до 3 МПа и при температурах до 950°С газификацию углей различного качества и, с учетом поступающих дополнительных газофазных реагентов, производить синтез-газ, обогащенный водородом и высокоэнтальпийным водяным паром и имеющий необходимые энергетические и химические характеристики.Thus, the proposed installation for the production of synthesis gas and the gasification installation developed for it allow gasification of coals of various quality under pressure from 0.8 to 3 MPa and at temperatures up to 950 ° C and, taking into account the incoming additional gas-phase reagents, produce synthesis -gas enriched with hydrogen and high enthalpy water vapor and having the necessary energy and chemical characteristics.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012113666/05U RU132800U1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND INSTALLATION OF GASIFICATION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012113666/05U RU132800U1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND INSTALLATION OF GASIFICATION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU132800U1 true RU132800U1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49254329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012113666/05U RU132800U1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND INSTALLATION OF GASIFICATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU132800U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569667C1 (en) * | 2014-12-05 | 2015-11-27 | Николай Александрович Татаринов | Method and device for hydrocarbons processing to fuel components by gasification (pyrolysis) |
-
2012
- 2012-04-06 RU RU2012113666/05U patent/RU132800U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569667C1 (en) * | 2014-12-05 | 2015-11-27 | Николай Александрович Татаринов | Method and device for hydrocarbons processing to fuel components by gasification (pyrolysis) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5261931B2 (en) | Fluidized bed gasification method and apparatus | |
US20090173005A1 (en) | Feed System | |
CN201933062U (en) | Carbon monoxide producer | |
JPH07506145A (en) | Improved molten metal decomposition apparatus and method | |
RU2607662C2 (en) | Method and device for gasification of solid combustible materials under pressure in stationary layer | |
RU2405025C1 (en) | Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide | |
CN103214049A (en) | System for deaeration in flash vessel | |
US4180387A (en) | Process for removing slag during pressure gasification of solid fuels | |
RU132800U1 (en) | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND INSTALLATION OF GASIFICATION | |
CN103534339B (en) | Moving-burden bed reactor | |
US3976548A (en) | Apparatus for processing coal and like material | |
NZ210165A (en) | Gasification of pulverulent carbonaceous starting material | |
RU2409612C1 (en) | Apparatus for producing synthetic gas and gasification apparatus | |
CN106318466A (en) | Multi-burner cold-wall coal-water slurry gasification furnace and the gasification technology thereof | |
RU88018U1 (en) | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND INSTALLATION OF GASIFICATION | |
EP3250662B1 (en) | Standpipe-fluid bed hybrid system for char collection, transport, and flow control | |
CN204569848U (en) | A kind of controlled High Temperature High Pressure whereabouts bed gasifying apparatus | |
KR100525488B1 (en) | Oxygen flow control for gasification | |
CN105861064A (en) | Coal slurry preheater and coal gasification system and method using the device | |
NO115090B (en) | ||
CN105517972A (en) | Installation and process of pre-calcination | |
CN106675653B (en) | Liquid-state deslagging system and deslagging method for normal-pressure fixed bed | |
CN207031377U (en) | Chilling device in a kind of hydrogasification stove | |
FI58152B (en) | OVER ANCHORING FOR FRAMING PROCESSING AV SOT AV FLYTANDE KOLVAETEN | |
BG66761B1 (en) | Method and installation of thermal decomposition of solid carbonaceous materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130407 |