RU149980U1

RU149980U1 - DEVICE FOR PROCESSING OF SOLID CARBON FUEL

Info

Publication number: RU149980U1
Application number: RU2014126942/05U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Кобяков; Антон Анатольевич Кобяков
Original assignee: Анатолий Иванович Кобяков; Антон Анатольевич Кобяков
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2015-01-27

Abstract

Устройство для переработки твердого углеродсодержащего топлива, содержащее аппарат термической очистки твердого углеродсодержащего топлива, первый и второй газификаторы и топку, при этом аппарат термической очистки твердого углеродсодержащего топлива выполнен с возможностью подачи в него измельченного углеродсодержащего топлива, кислорода и горючего газа из первого газификатора, а также подачи из него очищенного топлива в первый газификатор, выполненный с возможностью дополнительной подачи кислорода, во второй газификатор, выполненный с возможностью дополнительной подачи кислорода и воды, и в топку для его сжигания, выполненную с возможностью дополнительной подачи кислорода, отличающееся тем, что введен парогенератор, вход которого соединен с выходом горючих газов из топки, а выход парогенератора соединен с входом подачи пара в аппарат термической очистки твердого углеродсодержащего топлива и с входом подачи пара в топку.A device for processing solid carbon-containing fuel, comprising an apparatus for thermal purification of solid carbon-containing fuel, first and second gasifiers and a furnace, while the apparatus for thermal purification of solid carbon-containing fuel is configured to supply chopped carbon-containing fuel, oxygen and combustible gas from the first gasifier, and supply of purified fuel from it to the first gasifier, configured to provide additional oxygen, to the second gasifier, made connected with the possibility of additional supply of oxygen and water, and into the furnace for burning it, made with the possibility of additional supply of oxygen, characterized in that a steam generator is introduced, the input of which is connected to the outlet of combustible gases from the furnace, and the output of the steam generator is connected to the input of steam into the apparatus thermal cleaning of solid carbon-containing fuel and with a steam inlet to the furnace.

Description

Полезная модель относится к комплексной переработке твердого углеродсодержащего топлива и может быть использована в энергетике и химической промышленности.The utility model relates to the integrated processing of solid carbon-containing fuel and can be used in the energy and chemical industries.

Известно устройство для переработки твердых углеродсодержащих материалов [RU 2189527, C1, F23C 10/04, 20.09.2002], содержащее реактор, каталитически активную насадку, теплообменник, опорную решетку, узел ввода газовых смесей, узел ввода твердых материалов, блок разделения твердых и газовых фаз, бункер, дозатор и блок распределения твердого углеродсодержащего материала, при этом, узел ввода газовых смесей выполнен обеспечивающим подачу газовой смеси на каталитически активную насадку либо сверху вниз, либо снизу вверх, узел ввода твердых материалов выполнен обеспечивающим подачу твердых углеродсодержащих материалов либо спутно, либо в противотоке с газовым потоком, теплообменник расположен после каталитически активной насадки по движению потока твердых углеродсодержащих материалов, блок разделения твердых и газовых фаз расположен после теплообменника.A device is known for processing solid carbon-containing materials [RU 2189527, C1, F23C 10/04, 09/20/2002], comprising a reactor, a catalytically active nozzle, a heat exchanger, a support grate, an input unit for gas mixtures, an input unit for solid materials, a unit for separating solid and gas phases, a hopper, a dispenser and a block for distributing solid carbon-containing material, wherein the gas mixture inlet unit is configured to supply the gas mixture to the catalytically active nozzle either from top to bottom or from bottom to top; not providing the supply of solid carbon-containing materials either in a satellite or in countercurrent with the gas stream, the heat exchanger is located after the catalytically active nozzle by the movement of the stream of solid carbon-containing materials, the unit for separation of solid and gas phases is located after the heat exchanger.

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, обусловленные в том, что оно не обеспечивает комплексную переработку твердого углеродсодержащего топлива и получения одновременно не только тепла, но также химической продукции - окиси углерода (горючего газа), синтез-газа, а также отходящих газов, пригодных для выработки серной и азотной кислот.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality, due to the fact that it does not provide complex processing of solid carbon-containing fuel and at the same time produce not only heat, but also chemical products - carbon monoxide (combustible gas), synthesis gas, and exhaust gases, suitable for the production of sulfuric and nitric acids.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство [RU 2115696, C1, C10J 3/16, C10J 3/86, F23B 7/00, 20.07.1998], содержащее аппарат термической очистки твердого углеродсодержащего топлива, первый и второй газификаторы и топку, при этом, аппарат термической очистки твердого углеродсодержащего топлива выполнен с возможностью подачи в него измельченного углеродсодержащего топлива, кислорода и горючего газа из первого газификатора, и подачи очищенного топлива из него в первый газификатор, в который дополнительно подают кислород, во второй газификатор, в который дополнительно подают кислород и воду, и в топку для его сжигания, в которую дополнительно подают кислород.The closest in technical essence and the achieved technical result is the device [RU 2115696, C1, C10J 3/16, C10J 3/86, F23B 7/00, 07/20/1998], containing the apparatus for thermal purification of solid carbon-containing fuel, the first and second gasifiers and the furnace, while the apparatus for thermal purification of solid carbon-containing fuel is configured to supply crushed carbon-containing fuel, oxygen and combustible gas from the first gasifier to it, and to supply purified fuel from it to the first gasifier, to which odayut oxygen into the second gasifier, which is further supplied with oxygen and water in the furnace to its combustion, which is further supplied with oxygen.

Недостатком наиболее близкого технического решения является его относительно низкая производительность и относительно высокий уровень выхода токсичных примесей в продуктах горения.The disadvantage of the closest technical solution is its relatively low productivity and relatively high yield of toxic impurities in the combustion products.

Задачей, которая решается в предложенной полезной модели, является повышение производительности и уменьшение выхода токсичных примесей в продуктах горения.The problem that is solved in the proposed utility model is to increase productivity and reduce the yield of toxic impurities in the combustion products.

Требуемый технический результат заключается в повышении производительности и безопасности эксплуатации.The required technical result is to increase productivity and operational safety.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее аппарат термической очистки твердого углеродсодержащего топлива, первый и второй газификаторы и топку, при этом, аппарат термической очистки твердого углеродсодержащего топлива выполнен с возможностью подачи в него измельченного углеродсодержащего топлива, кислорода и горючего газа из первого газификатора, а также подачи из него очищенного топлива в первый газификатор, выполненный с возможностью дополнительной подачи кислорода, во второй газификатор, выполненный с возможностью дополнительной подачи кислорода и воды, и в топку для его сжигания, выполненную с возможностью дополнительной подачи кислорода, согласно полезной модели, введен парогенератор, вход которого соединен с выходом горючих газов из топки, а выход парогенератора соединен с входом подачи пара в аппарат термической очистки твердого углеродсодержащего топлива и с входом подачи пара в топку.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, into the device containing the apparatus for thermal purification of solid carbon-containing fuel, the first and second gasifiers and the furnace, while the apparatus for thermal purification of solid carbon-containing fuel is configured to supply chopped carbon-containing fuel into it, oxygen and combustible gas from the first gasifier, as well as the supply of purified fuel from it to the first gasifier, made with the possibility of additional supply of acid kind, in the second gasifier, made with the possibility of additional supply of oxygen and water, and in the furnace for burning it, made with the possibility of additional supply of oxygen, according to the utility model, a steam generator is introduced, the input of which is connected to the outlet of combustible gases from the furnace, and the output of the steam generator is connected with the input of steam supply to the apparatus for thermal purification of solid carbon-containing fuel and with the input of steam supply to the furnace.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для переработки твердого углеродсодержащего топлива.The drawing shows a functional diagram of a device for processing solid carbon-containing fuel.

Устройство для переработки твердого углеродсодержащего топлива содержит аппарат 1 термической очистки твердого углеродсодержащего топлива, первый 2 и второй 3 газификаторы и топку 4, при этом, аппарат 1 термической очистки твердого углеродсодержащего топлива выполнен с возможностью подачи в него измельченного углеродсодержащего топлива, кислорода и горючего газа из первого газификатора 2, и подачи очищенного топлива из него в первый газификатор 2, выполненный с возможностью дополнительной подачи кислорода, во второй газификатор 3, выполненный с возможностью дополнительной подачи кислорода и воды, и в топку 4 для его сжигания, выполненную с возможностью дополнительной подачи кислорода.A device for processing solid carbon-containing fuel contains an apparatus 1 for thermal purification of solid carbon-containing fuel, first 2 and second 3 gasifiers and a furnace 4, while apparatus 1 for thermal treatment of solid carbon-containing fuel is configured to supply ground carbon-containing fuel, oxygen and combustible gas from it the first gasifier 2, and supplying purified fuel from it to the first gasifier 2, configured to provide additional oxygen, to the second gasifier 3, enny with extra oxygen and water, and the furnace 4 for its combustion, adapted to supply additional oxygen.

Кроме того, устройство для переработки твердого углеродсодержащего топлива содержит парогенератор 5, вход которого соединен с выходом горючих газов из топки 4, а выход парогенератора 5 соединен с входом подачи пара в аппарат 1 термической очистки твердого углеродсодержащего топлива и с входом подачи пара в топку 4.In addition, the device for processing solid carbon-containing fuel contains a steam generator 5, the input of which is connected to the exit of combustible gases from the furnace 4, and the output of the steam generator 5 is connected to the input of the steam supply to the apparatus 1 for thermal treatment of solid carbon-containing fuel and to the steam supply input to the furnace 4.

Работает устройство для переработки твердого углеродсодержащего топлива следующим образом.A device for processing solid carbon-containing fuel operates as follows.

Измельченное твердое топливо подают в аппарат 1. Сюда подают также кислород. В аппарате 1 содержащиеся в исходном топливе соединения серы и азота окисляют, образуются окислы серы и азота. Качество очистки угля от вредных соединений путем их окисления зависит от количества кислорода и температуры в аппарате 1. Эти параметры влияют на интенсивность окисления соединений серы и азота и полноту исчерпания этих соединений. Хотя процесс окисления соединений серы и азота экзотермической, однако в общем случае реакционного тепла недостаточно для поддержания в аппарате заданного температурного режима, поэтому в аппарат 1 с выхода газификатора 2 подают часть горючего газа. При этом происходит реакция окисления оксида углерода кислородом, протекающая с значительным тепловыделением.The crushed solid fuel is fed to apparatus 1. Oxygen is also supplied to this. In apparatus 1, sulfur and nitrogen compounds contained in the initial fuel are oxidized, and sulfur and nitrogen oxides are formed. The quality of coal purification from harmful compounds by oxidation depends on the amount of oxygen and temperature in apparatus 1. These parameters affect the oxidation rate of sulfur and nitrogen compounds and the completeness of exhaustion of these compounds. Although the process of oxidation of sulfur and nitrogen compounds is exothermic, however, in the general case, the reaction heat is not enough to maintain the set temperature in the apparatus, therefore, part of the combustible gas is supplied to the apparatus 1 from the outlet of the gasifier 2. In this case, the oxidation of carbon monoxide with oxygen occurs, proceeding with significant heat release.

Таким образом, кислород в аппарате 1 расходуют на окисление соединений серы и азота, содержащихся в исходном топливе, и на окисление оксида углерода. Подачу горючего газа и кислорода осуществляют в зависимости от заданного уровня температурного режима и требуемой степени очистки топлива от соединений серы и азота. Заданное значение температуры устанавливают исходя из требуемой степени очистки и скорости проведения процесса. Минимальной температурой, при которой протекают процесс очистки, является 400°C.Thus, the oxygen in the apparatus 1 is spent on the oxidation of sulfur and nitrogen compounds contained in the original fuel, and on the oxidation of carbon monoxide. The supply of combustible gas and oxygen is carried out depending on a given level of temperature and the required degree of purification of the fuel from sulfur and nitrogen compounds. The set temperature value is set based on the required degree of purification and the speed of the process. The minimum temperature at which the cleaning process takes place is 400 ° C.

Отходящей из аппарата 1 газ представляет собой смесь диоксида серы, окислов азота, диоксида углерода и паров воды. Эту смесь подают на дальнейшую переработку, где из нее получают серную и азотную кислоты. Переработку отходящего газа ведут предпочтительно контактно-нитрозным методом.The gas leaving the apparatus 1 is a mixture of sulfur dioxide, nitrogen oxides, carbon dioxide and water vapor. This mixture is fed for further processing, where sulfuric and nitric acids are obtained from it. The off-gas processing is preferably carried out by the contact nitrosal method.

Термоочистка исходного топлива в сочетании с переработкой отходящих газов обеспечивает получение целевой продукции из минеральной составляющей исходного топлива, что обеспечивает комплексность переработки.Heat treatment of the source fuel in combination with the processing of exhaust gases ensures the production of the target product from the mineral component of the source fuel, which ensures the complexity of processing.

С выхода аппарата 1 очищенное топливо разделяют на три потока и подают их, соответственно, на стадию газификации в первый газификатор 2, которую осуществляют с использованием в качестве газифицирующего агента дымовых газов, отводимых со стадии сжигания топлива, и кислорода, подаваемого для стабилизации заданного температурного режима газификации, во второй газификатор 3 на стадию парокислородной газификации 3, и в топку 4 на стадию сжигания.From the outlet of apparatus 1, the purified fuel is divided into three streams and fed, respectively, to the gasification stage in the first gasifier 2, which is carried out using flue gases removed from the fuel burning stage and oxygen supplied to stabilize a given temperature regime as a gasification agent gasification, into the second gasifier 3 to the stage of vapor-gas gasification 3, and to the furnace 4 to the combustion stage.

Кроме того, с помощью парогенератора 5, который конструктивно может быть выполнен вместе с топкой 4, формируют поток пара, который подают на вход аппарата 1 совместно с измельченным углеродсодержащим топливом. Этим самым обеспечивается его влажность порядка 85-90%, при которой обеспечивается значение коэффициента использования топлива при горении углерода в кислороде близкое к максимально возможному. Это увеличивает производительность устройства и уменьшение токсичности продуктов горения. Дополнительно к этому пар подается и в топку 4 также с достижением указанного выше эффекта.In addition, using a steam generator 5, which constructively can be performed together with the furnace 4, a steam stream is formed, which is fed to the input of the apparatus 1 together with the crushed carbon-containing fuel. This ensures its humidity of the order of 85-90%, at which the value of the fuel utilization coefficient when burning carbon in oxygen is close to the maximum possible. This increases the productivity of the device and reduces the toxicity of combustion products. In addition to this, steam is also supplied to the furnace 4 with the achievement of the above effect.

Таким образом, благодаря введению парогенератора, вход которого соединен с выходом горючих газов из топки, а выход парогенератора соединен с входом подачи пара в аппарат термической очистки твердого углеродсодержащего топлива и с входом подачи пара в топку, достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении производительности и безопасности эксплуатации.Thus, due to the introduction of a steam generator, the input of which is connected to the outlet of combustible gases from the furnace, and the output of the steam generator is connected to the input of steam supply to the heat treatment unit for solid carbon-containing fuel and with the input of steam supply to the furnace, the required technical result is achieved, which consists in increasing productivity and operational safety.

Claims

A device for processing solid carbon-containing fuel, comprising an apparatus for thermal purification of solid carbon-containing fuel, first and second gasifiers and a furnace, while the apparatus for thermal purification of solid carbon-containing fuel is configured to supply chopped carbon-containing fuel, oxygen and combustible gas from the first gasifier, and supply of purified fuel from it to the first gasifier, configured to provide additional oxygen, to the second gasifier, made connected with the possibility of additional supply of oxygen and water, and into the furnace for burning it, made with the possibility of additional supply of oxygen, characterized in that a steam generator is introduced, the input of which is connected to the outlet of combustible gases from the furnace, and the output of the steam generator is connected to the input of steam into the apparatus thermal cleaning of solid carbon-containing fuel and with a steam inlet to the furnace.