RU157959U1 - Реактор-активатор для производства активированного угля на мини-тэс - Google Patents

Abstract

Устройство для получения активированного угля из твердых топлив, содержащее камеру газификации со средствами подачи пылевидного угля, окислителя и расположенными внутри поверхностями нагрева в виде труб для получения пара, соединенных с коллектором, оборудованным струйными форсунками, и камеру активации, снабженную средством подачи измельченного угля и кольцевой перегородкой, при этом обе камеры верхней частью примыкают к камере полукоксования, отличающееся тем, что для эффективного использования тепла экзотермических реакций газификации камера газификации расположена внутри камеры активации, в которой имеется коллектор, снабженный струйными форсунками для подачи пара в камеру активации.

Description

Полезная модель относится к аппаратам для комплексной термической переработки твердых топлив и может быть использована в энергетике, химической и нефтеперерабатывающей промышленности при производстве активированного угля, полукокса и генераторного газа на тепловых электростанциях малой мощности - мини-ТЭС.

Известно устройство для получения активного угля, содержащее камеру активации со средствами подачи активирующего агента, расположенную в камере окислительной газификации с образованием кольцевого пространства. Камера окислительной газификации снабжена кольцевым завихрителем, выполненным в виде лопаток, в межлопаточном пространстве которого расположены средства для подачи пускового и основного топлив. Недостатком известной установки является то, что камера активации расположена внутри камеры окислительной газификации, учитывая, что температура процесса газификации (1000°C и выше) превышает температуру активации (800-900°C), то для исключения потерь тепла экзотермического эффекта газификации, будет необходима более эффективная изоляция установки, кроме того, в ходе эксплуатации будет происходить абразивный износ лопаток завихрителя, что повлечет за собой дополнительные эксплуатационные затраты, (см. МПК C01B 31/08 патент Российской Федерации 2216511, опубл. 20.11.03).

Известна установка для получения активированного угля из твердых топлив, содержащая камеру окислительной газификации, расположенную снаружи камеры активации со средствами подачи топлива и газифицирующего агента. Камера окислительной газификации снабжена средством для ввода катализатора, (а.с. SU 1772085, МПК C01B 31/08 опубл. 30.10.92). Недостатком известного изобретения является то, что для проведения процесса газификации используется катализатор, который предварительно необходимо нагреть до температуры 300-400°С, что требует дополнительных тепловых и эксплуатационных затрат, а также то, что камера активации расположена внутри камеры окислительной газификации, что не позволяет эффективно использовать тепло экзотермических реакций газификации.

Реактор-активатор для получения активированного угля содержит кольцевую камеру активации, внутри которой расположена камера газификации. Камера активации и камера газификации верхней торцевой частью примыкают к камере полукоксования, от которой отделены газораспределительной решеткой. Камера полукоксования снабжена устройством подачи дробленного угля и кольцевой наклонной перегородкой, расположенной под углом 45°. Камера газификации оборудована устройством подачи пылевидного угля и окислителя. Также в ней расположена труба, куда подается вода и впоследствии образуется пар, который поступает в камеру активации через коллектор, снабженный струйными форсунками. Генераторный газ при температуре 1000 С° из камеры газификации подается через газораспределительную решетку в камеру полукоксования и взаимодействует с измельченным углем в кипящем слое с выделением летучих и образованием полукокса. Образовавшийся полукокс под действием потока генераторного газа направляется из центральной части камеры полукоксования к периферии. Под действием силы тяжести полукокс опускается в камеру активации, где взаимодействует с водяным паром, подающимся из форсунок коллектора, и нагревается за счет тепла камеры газификации.

На чертеже представлен реактор-активатор для получения активированного угля на мини-ТЭС.

Реактор-активатор содержит цилиндрический корпус 1, камеру активации 2, в которой расположена камера газификации 3. Корпус 1 камеры активации 2 и цилиндрическая стенка 4 камера газификации 3 образуют кольцевое пространство. Камера газификации 3 и камера активации 2 верхней торцевой частью примыкают к камере полукоксования 5, от которой отделены газораспределительной решеткой 6, предназначенной для прохождения генераторного газа при температуре 1000°C и выше и подачи его в камеру полукоксования 5 для нагрева угля, его карбонизации и обеспечения выхода летучих. В верхней части камеры полукоксования расположено устройство для подачи угля 18 и патрубок 7 для отвода генераторного газа, обогащенного летучими. Камера газификации 3 снабжена устройством подачи пылевидного угля и окислителя 8. Камера газификации 3 оборудована патрубком для подачи воды 9 и поверхностями нагрева в виде труб 10 для получения пара. В верхней части камеры газификации 3 поверхности нагрева выведены из камеры газификации и присоединены к коллектору 11, расположенному в камере активации 2 и предназначенному для подачи в нее образовавшегося пара. Камера полукоксования 5 снабжена кольцевой наклонной перегородкой 12 для организации движения полукокса от центра к периферии камеры полукоксования 5 и последующей подачи в камеру активации 2. Камера активации 2 оборудована опорной решеткой 13 для размещения полукокса и выдержки его в течении времени активации при передаче тепла экзотермических реакций газификации от камеры газификации 3 через цилиндрическую стенку 4 и устройством вывода газа активации 14. Опорная решетка 13 снабжена устройством 15 для ее отклонения вниз и выгрузки готового активированного угля через устройство 16. Камера газификации снабжена устройством периодической выгрузки шлака 17, расположенном в днище аппарата.

Установка работает следующим образом.

Угольная пыль вместе с окислителем поступает через устройство 8, расположенное в нижней части камеры газификации 3. В камеру активации 1 сверху через устройство 18 подается измельченный уголь. Образующийся в процессе газификации генераторный газ, проходя через газораспределительную решетку 6, приводит в кипящее состояние измельченный уголь в камере полукоксования 5, а затем, вместе с летучими удаляется через патрубок 7, расположенный в верхней части камеры полукоксования. Шлак, образующийся в процессе газификации пылеугольного топлива, удаляется через устройство 17, расположенное в днище камеры газификации 3.

После карбонизации в камере полукоксования 5 образовавшийся полукокс, захваченный потоком генераторного газа, через кольцевую перегородку 12 направляется от центра камеры полукоксования к ее периферии и под действием силы тяжести опускается в камеру активации, где активируется за счет теплоты экзотермических реакций газификации, поступающей от стенки камеры газификации 3. В трубы, находящиеся в камере газификации 3 поступает вода из патрубка 9, в трубах вода нагревается и испаряется, образовавшийся пар через коллектор 11, снабженный струйными форсунками, подается в камеру активации 2 для активации полукокса. Образующийся в процессе активации газ удаляется через устройство 14. По истечении времени активации готовый активированный уголь выгружается через устройство 15, находящееся на опорной решетке 13 камеры активации 2, а затем через устройство 16 выгружается из аппарата. Технический результат заключается в том, что применение полезной модели позволит совместить процесс получения активированного угля и газификации исходного угля в одном аппарате, обеспечив компактность установки и эффективное использование экзотермического эффекта газификации.

Claims (1)

1. Устройство для получения активированного угля из твердых топлив, содержащее камеру газификации со средствами подачи пылевидного угля, окислителя и расположенными внутри поверхностями нагрева в виде труб для получения пара, соединенных с коллектором, оборудованным струйными форсунками, и камеру активации, снабженную средством подачи измельченного угля и кольцевой перегородкой, при этом обе камеры верхней частью примыкают к камере полукоксования, отличающееся тем, что для эффективного использования тепла экзотермических реакций газификации камера газификации расположена внутри камеры активации, в которой имеется коллектор, снабженный струйными форсунками для подачи пара в камеру активации.

   

Images