RU1496246C

RU1496246C - Method of solid fuel gasification

Info

Publication number: RU1496246C
Authority: RU
Inventors: Д.С. Калинин; В.Я. Калинина
Original assignee: Д.С. Калинин; Калинин В.Д.; Калинин А.Д.
Priority date: 1986-06-16
Filing date: 1986-06-16
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: thermal power. SUBSTANCE: method involves feeding solid fuel to the reaction chamber from top to the bottom and gasifying agent by countercurrent from bottom to the top. Gasifying agent is fed at the rate 6-55 m/s. Formed gas is purified in separator, and separated fuel is recovered to the reaction chamber. EFFECT: decreased energy consumption. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, химической и топливной промышленности и может быть использовано при газификации твердого топлива. The invention relates to a power system, chemical and fuel industries and can be used for gasification of solid fuel.

Целью изобретения является снижение энергозатрат при получении газа из твердого топлива путем его газификации. The aim of the invention is to reduce energy consumption in the production of gas from solid fuel by gasification.

На чертеже представлена установка для осуществления способа. The drawing shows the installation for implementing the method.

П р и м е р. Газификации подвергаются бурые угли Ирша-Бородинского месторождения, имеющие следующие характеристики:
Элементарный состав угля, считая на рабочую массу, Углерод 43,7 Водород 3 Влага 33 Кислород 13,5 Летучие вещества 29,3 Зола 6 из них одной породы 2 топливосодержащей породы 2 Прочие вещества 0,8
Теплота сгорания угля 15670 кДж/кг (3440 ккал/кг), температура плавления золы 1210^оС.PRI me R. Brown coals of the Irsha-Borodino deposit are gasified, having the following characteristics:
The elemental composition of coal, based on the working mass, Carbon 43.7 Hydrogen 3 Moisture 33 Oxygen 13.5 Volatile substances 29.3 Ash 6 of which are of the same rock 2 fuel-containing rock 2 Other substances 0,8
The heat of combustion of coal 15670 kJ / kg (3440 kcal / kg), melting point 1210 ^° C Ash

Фракционный состав угля, 0-1 мм 4 1-4 мм 32 4-8 мм 34 8-20 мм 22 Свыше 20 мм 8
В верхнюю зону реакционной камеры 1 (газогенератор) питателем 2 загружают уголь в количестве 10 т/ч. Встречным потоком в нижнюю зону газогенератора 1 подают газифицирующий агент в количестве 6300 м³/ч следующего состава, O₂ 16,6, CO₂ 3,6, N₂ 75, водяные пары 4,8. Скорость потока газифицирующего агента поддерживают в интервале 6-55 м/с, температуру устанавливают в пределах 550-1200^оС.Coal fractional composition, 0-1 mm 4 1-4 mm 32 4-8 mm 34 8-20 mm 22 Over 20 mm 8
In the upper zone of the reaction chamber 1 (gas generator), coal is charged by the feeder 2 in an amount of 10 t / h. Counter flow to the lower zone of the gas generator 1 serves a gasifying agent in an amount of 6300 m ³ / h of the following composition, O ₂ 16.6, CO ₂ 3.6, N ₂ 75, water vapor 4.8. The flow rate of the gasification agent is maintained in the range of 6-55 m / s, the temperature is set in the range of 550-1200 ^about C.

При подаче неподсушенного топлива, содержащего пылевую, зерновую и кусковую фракции, в газовый поток из реакционной камеры, движущийся со скоростью 6-55 м/с, получается гидродинамический режим, благодаря которому происходит аэротермическое разрушение зернистой и кусковой фракций топлива. Аэротермическое разрушение проявляется при высокоскоростном нагреве частиц твердого топлива и обусловлено быстрым образованием внутри кусочка водяных паров и газообразных веществ. Это создает внутри кусочка избыточное давление, под действием которого происходит его разрушение. Высокоскоростной нагрев достигается благодаря большому перепаду температур между потоком и свежей частицей топлива и высокой относительной скорости движения. Процесс аэротермического разрушения происходит в потоке газов, которые вместе с образовавшимся пылегазовым топливом направляются в сепаратор 3. Отсепарированное зерновое топливо возвращается по трубе 4 на повторную переработку в реакционную камеру 1. Благодаря этому отпадает необходимость в измельчении топлива в мельнице. Следовательно, не тратится энергия на привод мельницы, энергия тратится только на обеспечение необходимых скоростей потока газифицирующего агента. When unsaturated fuel containing dust, grain and lump fractions is fed into the gas stream from the reaction chamber moving at a speed of 6-55 m / s, a hydrodynamic regime is obtained, due to which aerothermal destruction of the granular and lump fractions of the fuel occurs. Aerothermal destruction manifests itself during high-speed heating of solid fuel particles and is caused by the rapid formation of water vapor and gaseous substances inside a piece. This creates an excess pressure inside the piece, under the influence of which its destruction occurs. High-speed heating is achieved due to the large temperature difference between the stream and the fresh fuel particle and high relative speed. The process of aerothermal destruction occurs in a stream of gases, which, together with the resulting dust and gas fuel, are sent to the separator 3. The separated grain fuel is returned through pipe 4 for reprocessing into the reaction chamber 1. Due to this, there is no need to grind the fuel in the mill. Therefore, energy is not wasted on the drive of the mill, energy is spent only on providing the necessary flow rates of the gasifying agent.

В таблице показано влияние скорости потока (W_пот, м/с) на показатели работы и сопутствующие процессы для бурого угля Ирша-Бородинского месторождения при температуре 900^оС и производительности 10 т/ч: сечение реакционной камеры F_кам, м²; коэффициент теплоотдачи от газов к частицам α, Вт/м²· К; доля топлива, подвергающегося аэротермическому разрушению β_аэр, доля топлива, подвергающегося газификации в слое на решетке β_слоя, доля золы, удаляемой с решетки в канал золоудаления а_пр, удельный расход электроэнергии на обеспечение движения газового потока на 1 т натурального топлива Э_уд, кВтч/т; скорость абразивного износа гарнисажного покрытия стен реакционной камеры W_абр, мм/г.The table shows the effect of flow rate (W _sweat, m / s) and on the performance of associated processes for lignite-Irsha Borodinskoe deposit at a temperature of 900 ^{° C} and productivity of 10 t / h: the cross section of the reaction chamber F _Cams, m ^2; heat transfer coefficient from gases to particles α, W / m ² · K; the fraction of fuel subjected to aerothermal destruction β _aer , the proportion of fuel gasified in the layer on the grid of the β _layer , the fraction of ash removed from the grid in the ash channel a _pr , the specific energy consumption for ensuring the gas flow per 1 ton of natural fuel E _beats , kWh / t; the rate of abrasive wear of the skull coating of the walls of the reaction chamber W _abr , mm / g

Как видно из таблицы, при скоростях потока меньше 6 м/с процессы подготовки идут в слое, при этом требуется большая поверхность решетки и возрастают затраты энергии на преодоление сопротивления слоя. Скорости 10-30 м/c являются оптимальными, скорости 40-55 м/с допустимы, но при этом требуется ежемесячный ремонт обмуровки с нанесением нового слоя гарнисажного покрытия. Скорости свыше 55 м/с являются недопустимыми, так как требуется еженедельный ремонт обмуровки. As can be seen from the table, at flow velocities of less than 6 m / s, the preparation processes occur in the layer, while a larger surface of the grating is required and the energy consumption for overcoming the layer resistance increases. Speeds of 10-30 m / s are optimal, speeds of 40-55 m / s are permissible, but at the same time monthly wiring repair is required with a new layer of skull coating. Speeds above 55 m / s are unacceptable as weekly wiring repairs are required.

Скорость потока газифицирующего агента не влияет на количество и состав получаемого газа. При всех скоростных режимах и при оптимальном значении температуры потока 900^оС выход газа составляет 15200 м³/ч. Его состав, СО₂ 4; СО 8; Н₂ 8; СН₄ 1; пары воды 3; N₂ 72; прочие газы 4. Кроме того, получается пылевидное топливо в количестве 2-2,2 т/ч.The flow rate of the gasification agent does not affect the amount and composition of the gas produced. At all speeds and at optimum stream temperature of 900 ^{° C} Gas yield is 15,200 m ³ / h. Its composition, CO ₂ 4; CO 8; H ₂ 8; CH ₄ 1; water vapor 3; N ₂ 72; other gases 4. In addition, dusty fuel is obtained in an amount of 2-2.2 t / h.

Claims

METHOD FOR GASIFICATION OF SOLID FUEL, including supplying fuel to the reaction chamber from top to bottom, gasifying agent counter-flow from bottom to top, purifying the produced gas in a separator with returning the separated fuel to the reaction chamber, characterized in that, in order to reduce energy consumption, the gasifying agent is supplied at a speed of 6 55 m / s