RU2075501C1 - Способ термического разложения углеродсодержащего необработанного материала для получения восстановительного газа и реактор для его осуществления - Google Patents

Способ термического разложения углеродсодержащего необработанного материала для получения восстановительного газа и реактор для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2075501C1
RU2075501C1 SU915053212A SU5053212A RU2075501C1 RU 2075501 C1 RU2075501 C1 RU 2075501C1 SU 915053212 A SU915053212 A SU 915053212A SU 5053212 A SU5053212 A SU 5053212A RU 2075501 C1 RU2075501 C1 RU 2075501C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermal decomposition
raw material
gas
reactor
oxygen
Prior art date
Application number
SU915053212A
Other languages
English (en)
Inventor
Бенгт Нилссон
Original Assignee
Кемрек Актиболаг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кемрек Актиболаг filed Critical Кемрек Актиболаг
Application granted granted Critical
Publication of RU2075501C1 publication Critical patent/RU2075501C1/ru

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/12—Combustion of pulp liquors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/485—Entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/80—Other features with arrangements for preheating the blast or the water vapour
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15—Details of feeding means
    • C10J2200/152—Nozzles or lances for introducing gas, liquids or suspensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0959—Oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Использование: способ термического разложения углеродосодержащего необработанного материала для получения восстановительного газа, имеющего промышленную ценность в качестве топлива или исходного материала для получения химических веществ, а также неорганических компонентов в твердом и/или расплавленном состоянии, и реактор для его осуществления. Сущность изобретения: необработанное сырье подают в камеру 2, расположенную в реакторе 1, и осуществляют термическое разложение при давлении от атмосферного приблизительно до 150 бар и при температуре от 500 до 1600oC. Термическое разложение осуществляют при воздействии звуком низкой частоты без подачи или с подачей кислорода или газа, содержащего кислород, в количестве ниже стехиометрически необходимого для полного сгорания необработанного материала. 2 с. и 8 з. п. ф-лы, 1 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу термического разложения необработанного углеродсодержащего материала для получения восстановительного газа, имеющего промышленную ценность в качестве топлива или исходного материала для получения химических продуктов, а также неорганических компонентов в твердом или расплавленном состоянии и к реактору для осуществления данного способа.
Сжигание ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и природный газ, составляет значительную долю в получении энергии и тепла. Однако неископаемые виды топлива, такие как торф и биомасса, представляющая собой лес, остающийся после повала, также находят применение.
Получение энергии и тепла может основываться на сгорании газа после газификации неочищенного материала. Хотя газификация является дополнительной ступенью в производстве энергии или тепла, она оказывается целесообразной с точки зрения окружающей среды и эффективности, что оправдывает ее применение.
В некоторых случаях термическое разложение необработанного материала с добавлением кислорода ниже стехиометрического приводит к получению продуктов химического состава, представляющего собой неорганическую золу, которую целесообразно восстановить и заново использовать, в противном случае она является загрязняющим веществом для окружающей среды, что бывает часто при сгорании. Органическая часть необработанного материала газифицируется по существу с образованием CO, CO2, H2 и CH4, поэтому остаток в основном состоит из неорганических компонентов необработанного материала в твердом или расплавленном состоянии.
При такой газификации остаток негазифицированного углерода обычно получают в количестве, которое зависит от времени реакции, температуры реакции, соотношения кислорода и необработанного материала, от способа подачи.
При использовании кислорода в количестве ниже стехиометрического температура реакции обычно недостаточна для достижения полного превращения органических веществ сырья в горючий газ, что приводит к образованию недопустимо высокого количества негазифицированного остатка углерода. С точки зрения технологии конструкция реактора для способа существенна в особенности в отношении давления, температуру, времени реакции, турбулентности и атомизации неочищенного /необработанного/ материала. Низкое соотношение кислорода и необработанного материала снижает генерирование газа по сравнению с полным процессом сгорания, таким образом, также мешая сохранению высокой турбулентности в зоне реакции. В случаях потока образуются ламинарные слои из воздуха, окисленного кислородом, и продуктов газовой реакции, которые собираются вокруг частиц, в результате чего соблюдение оптимальных параметров становится сложным. При увеличении давления в газифицирующей камере увеличивается плотность газа, что также приводит к ограничению возможности создания сильной турбулентности в газифицирующей камере.
Условия для оптимального процесса сгорания и условия для оптимального процесса газификации таким образом, различны. Сгорание подразумевает полное окисление органических компонентов топлива. Сгорание топлива происходит обязательно при некотором переизбытке воздуха и поэтому существенно отличается от термического разложения, которое происходит в условиях ограниченной подачи воздуха, то есть ниже стехиометрического количества газификация или совсем без подачи воздуха пиролиз. В последнем случае тепло подается извне.
Известен способ термического разложения углеродсодержащего необработанного материала для получения восстановительного газа, включающий подачу необработанного материала в камеру и термическое разложение его путем нагрева при давлении до 200 ат до 1649oC с подачей кислорода или газа, содержащего кислород, в количестве, которое ниже стехиометрически необходимого для полного сгорания необработанного материала.
Известен реактор для термического разложения углеродсодержащего материала для получения восстановительного газа, включающий камеру термического разложения и камеру охлаждения, расположенную под ней, средства для подачи материала и кислородсодержащего газа, расположенные в верхней части камеры термического разложения, средство для отвода продуктов термического разложения в камеру охлаждения, расположенное в нижней части камеры термического разложения, средство для отвода расплава шлака, расположенное в нижней части камеры охлаждения, и средство для отвода восстановительного газа, расположенное в камере охлаждения выше уровня расплава шлака.
Недостатком известных технических решений является невысокая интенсивность процесса.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование технологии термического разложения с тем, чтобы интенсифицировать реакции процесса по возможности в более низких стехиометрических условиях и чтобы газ затем генерировался с наивысшей степенью превращения органических компонентов необработанного сырья в газ, имеющий промышленную ценность в качестве топлива или исходного материала для химической промышленности. Эта задача решается тем, что согласно изобретению термическое разложение необработанного материала проводится под действием звука низкой частоты и без подачи или с подачей кислорода или газа, содержащего кислород в количестве ниже того стехиометрического, которое необходимо для полного сгорания необработанного сырья.
Необработанное сырье желательно подавать в мелко размельченном виде.
Предел температур от 500 до 1600oC относится к температуре газа у выхода камеры. Воздействие звуком низкой частоты дает некоторые преимущества, например увеличивает макро- и микро-турбулентность, в результате чего разрушаются ламинарные слои вокруг частиц и постоянно образуются новые реакционные поверхности для диффузионно управляемых процессов, интенсифицирует наиболее медленную стадию реакции, то есть окончательное окисление остаточного кокса, обеспечивает максимальную конверсию углерода при возможно наиболее низкой температуре, способствует получению газа с наивысшим содержанием энергии.
Изобретение в дальнейшем описывается в подробностях со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором схематично изображен один вариант выполнения газификационного реактора для осуществления способа согласно изобретению.
Ссылаясь на чертеж, позиция 1 обозначает вертикальный реактор газификации, содержащий газификационную камеру 2 с кирпичной облицовкой и охладительную камеру 3, расположенную под ней. Трубопровод 4 для подачи необработанного материала сырья соединен с верхней частью реактора, причем его впускное отверстие 5 находится внутри газификационной камеры 2.
Газифицирующая среда, такая как водяной пар или газ, например воздух или кислородный газ, поступает по трубопроводу 24, который совмещен с трубопроводом 4 для подачи сырья таким образом, что он заканчивается в том же месте, где заканчивается труба 4.
Реактор 1 снабжен верхним отверстием 6, которое закрыто выступающим участком 7, через который проходит указанный трубопровод 4 для подачи необработанного материала. Труба 8 для подачи, например, воздуха, обогащенного кислородом газа или чистого кислорода, соединена с участком 7. Этот газ может быть предварительно нагрет до заданной температуры. Газификационная камера 2 имеет выход 13, конец которого находится в охладительной камере 3. Имеется трубопровод 14 для удаления любого полученного химического раствора 15, причем этот трубопровод подсоединен к дну реактора 1, а также трубопровод 16 для удаления восстановительного газа, подсоединенный к реактору 1 в месте внутри охладительной камеры 3, расположенном выше уровня жидкости в ней.
К дну реактора также подсоединен трубопровод 17 для добавления жидкости и циркуляции образующегося химического раствора.
Описываемый способ охлаждения газа из реактора 1 и отделения неорганической золы является одним из нескольких возможных вариантов способа.
Газ, полученный в результате газификации, поступает на стадию очистки и затем может быть использован для производства энергии или может служить исходным материалом в химической промышленности, например, для получения аммиака, метанола и синтетического газа метана.
В соответствии с настоящим изобретением реактор 1 также включает средство 18, которое генерирует и поддерживает звук низкой частоты в газификационной камере 2 так, что атомизированный распыленный необработанный материал, который вбрасывается через впускное отверстие 5 в присутствии газа, и разложение вещества подвергаются воздействию звука низкой частоты. В показанном варианте изобретения указанное генерирующее звук средство включает трубчатый резонатор 19, имеющий длину, предпочтительно равную одной четвертой длины волны генерируемого звука, и узел подачи 20, расположенный на одном конце резонатора 19 и образующий генератор низкой частоты. Узел подачи 20 соединен с трубопроводом 21 для подачи топливного газа, например воздуха. Резонатор 19 образует участок 22, изогнутый под углом 90o и заканчивается в диффузоре 23, который вместе с изогнутым участком 22 входит в четвертьволновый генератор. Диффузор 23 находится внутри и окружен корпусом указанного участка 7.
Генератор низкой частоты может находиться в других местах, чем показано, например на боковых стенках или на дне газификационной камеры 2. При необходимости реактор может быть снабжен несколькими звуковыми генераторами, создающими звук низкой частоты в различных точках газификационной камеры 2.
Высокая отражательная способность инфразвука способствует заполнению звуком большого пространства с помощью одного генератора. Звукотени отсутствуют, и уровень звука не меняется и действует по всей газификационной камере 2. В реакторе 2 имеется оборудование для регулирования процесса /не показано/, которое поддерживает соответствие в работе системы: резонансная трубка газификационная камера, даже если рабочие условия меняются, например при изменениях температуры и давления. Инфразвук вызывает колебания газа и частиц, находящихся в нем во взвешенном состоянии, и разрушает ламинарные слои газа вокруг частиц периодически повторяющимися компрессиями и декомпрессиями, тем самым улучшая контакт частиц с окружающим газом в результате развития макро- и также микро-турбулентности под воздействием низкочастотного звука, что способствует непрерывности химических реакций.
Применение звука низкой частоты значительно улучшает газификацию, в том числе перенос реакционных веществ с помощью низкочастотного звука. Скорость молекулы кислорода на ее пути к частицам необработанного сырья, содержащего углерод и другие органические вещества, зависит от диффузионного сопротивления ламинарных слоев газа, наиболее близких к поверхности каждой частицы. Способ в соответствии с настоящим изобретением дает возможность ускорить реакцию путем создания сильной турбулентности в ламинарном слое.
Наиболее замедленная стадия процесса газификации окончательное окисление остаточного кокса. Эта стадия также находится в зависимости от доступа молекул кислорода и водяного пара через ламинарные газовые слои, окружающие частицы. Реагенты в газовой фазе должны войти в раскаленную частицу кокса через окружающий ее слой газа. Степень конверсии углерода таким образом улучшается. Описание, приведенное выше, касается процесса, применяемого в случае подачи кислорода ниже стехиометрической, а именно процесса газификации.
Термическое разложение также происходит в описанной установке в процессе регулируемой подачи кислорода или газа, содержащего кислород в количестве ниже того стехиометрического, которое необходимо для полного окисления сырья. Это количество кислорода соответственно 20 80% предпочтительно 30 60% количества кислорода, стехиометрически необходимого для полного окисления. Термическое разложение может осуществляться пиролизом, то есть без участия кислорода. Давление в реакторе может быть от атмосферного до 150 бар /предпочтительно 15 35 бар/.
Неорганические компоненты, получаемые в результате, могут состоять из химических веществ или содержать химические вещества, которые имеют промышленную ценность в зависимости от типа сырья, проходящего термическое разложение. Примером может служить отходящая жидкость в производстве пульпы. При газификации сульфатных отработанных жидкостей в производстве, например, целлюлозы восстановлению подлежат как органические, так и неорганические вещества, то есть древесный лигнин, выделяемый в результате сульфатной варки целлюлозы, и химические вещества, применяемые при варке в виде соединений натрия и серы. Сера восстанавливается в виде сульфида, и процесс требует сильно пониженных стехиометрических условий в температурных пределах, которые зависят от способа, выбранного для газификации отработанной жидкости. Это может быть сухой метод, который проводится при температуре от 500 до 800oC, где по существу, образуется Na2CO3 в твердой форме и H2S в виде газа, метод плавления проводится в температурных пределах от 800 до 1000oC с образованием расплавленных капель Na2CO3 и NaS, а также газа, содержащего небольшие количества H2S, метод плавления без каустификации, который приводится при температуре от 1000 до 1500oC и заканчивается прямой конверсией неорганического материала в активные вещества для варки в виде Na2S и NaOH. Восстановительные химические вещества заново используются в процессе производства пульпы.
В сравнительном испытании термическое разложение проводилось сначала без, а потом при воздействии звуком низкой частоты 20 Гц в реакторе, имеющем конструкцию согласно изобретению. В других отношениях условия реакции были идентичными, например температура 910oC и давление, равное 0,5 бар избыточного давления, при этом сырьем являлся концентрированный черный щелок, атомизированный аналогичным образом.
Воздействие звуком низкой частоты указанной величины привело к улучшению на 11% степени конверсии углерода и соответственно к увеличению на 8% количества энергии получаемого газа. Дополнительные испытания показали, что та же степень конверсии углерода и количество энергии получаемого газа могут быть достигнуты при температуре реакции на 75oC ниже при газификации с воздействием звуком низкой частоты, чем при газификации без такого звука.

Claims (10)

1. Способ термического разложения углеродсодержащего необработанного материала для получения восстановительного газа, имеющего промышленную ценность в качестве топлива или исходного материала для производства химических веществ, а также неорганических компонентов в твердом и/или расплавленном состоянии, включающий подачу необработанного материала в камеру и термическое разложение его при давлении от атмосферного приблизительно до 150 бар и при температуре 500 1600oС без подачи или с подачей кислорода или газа, содержащего кислород в количестве, которое ниже стехиометрически необходимого для полного сгорания необработанного материала, отличающийся тем, что термическое разложение осуществляют при воздействии звуком низкой частоты.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что звук низкой частоты имеет большую частоту 150 Гц, предпочтительно 40 Гц, а еще предпочтительнее 20 Гц.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что кислород или газ, содержащий кислород, подают в количестве, соответствующем приблизительно 20 - 80% предпочтительно 30 60% от стехиометрического количества, необходимого для полного сгорания необработанного материала.
4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что звук низкой частоты подают вблизи места подачи необработанного материала.
5. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что звук низкой частоты генерируют по меньшей мере одним генерирующим звук средством.
6. Способ по любому из пп.1 5, отличающийся тем, что необработанный материал и окислительный газ предварительно нагревают до заданной температуры.
7. Способ по любому из пп.1 6, отличающийся тем, что в качестве необработанного материала используют отработанную жидкость, состоящую из остаточных продуктов, содержащих натрий и серу, производства сульфатной пульпы или остаточных продуктов производства сульфитной пульпы.
8. Реактор для термического разложения углеродсодержащего материала для получения восстановительного газа, имеющего промышленную ценность в качестве топлива или исходного материала для производства химических веществ, а также неорганических компонентов в твердом и/или жидком состоянии, включающий камеру термического разложения и камеру охлаждения, расположенную под ней, средства для подачи материала и кислородсодержащего газа, расположенные в верхней части камеры термического разложения, средство для отвода продуктов термического разложения в камеру охлаждения, расположенное в нижней части камеры термического разложения, средство для отвода расплава шлака, расположенное в нижней части камеры охлаждения, и средство для отвода восстановительного газа, расположенное в камере охлаждения выше уровня расплава шлака, отличающийся тем, что реактор снабжен по меньшей мере одним средством для генерирования звука низкой частоты.
9. Реактор по п.8, отличающийся тем, что в качестве средства для генерирования звука используют средство для генерирования звука низкой частоты, самое большее 150 Гц, предпочтительно 40 Гц, а еще предпочтительнее 20 Гц.
10. Реактор по п.8 или 9, отличающийся тем, что средство для генерирования звука расположено так, чтобы звук низкой частоты подавался вблизи места подачи необработанного материала.
SU915053212A 1990-02-07 1991-02-04 Способ термического разложения углеродсодержащего необработанного материала для получения восстановительного газа и реактор для его осуществления RU2075501C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9000434A SE465731B (sv) 1990-02-07 1990-02-07 Utvinning av energi och kemikalier ur massaavlutar under exponering av laagfrekvent ljud
SE9000434-2 1990-02-07
PCT/SE1991/000075 WO1991012301A1 (en) 1990-02-07 1991-02-04 Process in thermal decomposing a carbonaceous raw material and reactor for carrying out the process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2075501C1 true RU2075501C1 (ru) 1997-03-20

Family

ID=20378480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU915053212A RU2075501C1 (ru) 1990-02-07 1991-02-04 Способ термического разложения углеродсодержащего необработанного материала для получения восстановительного газа и реактор для его осуществления

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5370771A (ru)
EP (1) EP0595799A1 (ru)
JP (2) JPH05504165A (ru)
AT (1) AT400586B (ru)
AU (1) AU641737B2 (ru)
BR (2) BR9100401A (ru)
CA (2) CA2034249C (ru)
DE (1) DE4101020A1 (ru)
FI (2) FI96523C (ru)
FR (1) FR2657897A1 (ru)
NO (1) NO175106C (ru)
RU (1) RU2075501C1 (ru)
SE (2) SE465731B (ru)
WO (1) WO1991012301A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495912C2 (ru) * 2007-09-18 2013-10-20 Уде Гмбх Реактор газификации и способ газификации в потоке
RU2570866C2 (ru) * 2010-03-01 2015-12-10 ТюссенКрупп Уде ГмбХ Система распределения воды в реакторе газификации

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5785012A (en) * 1992-12-15 1998-07-28 Bha Group Holdings, Inc. Acoustically enhanced combustion method and apparatus
US5589053A (en) * 1995-11-03 1996-12-31 Huron Tech Incorporated Electrolysis process for removal of caustic in hemicellulose caustic
FR2747129A1 (fr) * 1996-04-09 1997-10-10 Drean Henri Louis Marie Bioreacteur modulable a structures horizontales
FR2747130A1 (fr) * 1996-04-09 1997-10-10 Drean Henri Louis Marie Bioreacteur polyvalent a structures verticales
US5667668A (en) * 1996-07-12 1997-09-16 Huron Tech Corp Electrolysis process for removal of caustic in hemicellulose caustic
DE10045320A1 (de) * 2000-09-12 2002-03-28 Messer Griesheim Gmbh Verfahren zur Regenerierung von schwefelhaltigem Reststoff und zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Zerstäubungsbrenner
SE0004185D0 (sv) * 2000-11-15 2000-11-15 Nykomb Synergetics B V New process
US20060099133A1 (en) * 2002-07-02 2006-05-11 Toru Komatsu Charcoal producing method and apparatus
PT1520071E (pt) * 2002-07-04 2011-09-12 Metso Power Oy Método para tratamento de lixívia residual
DE202004004729U1 (de) * 2004-03-24 2005-06-02 Wabo - Schmiertechnik Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff
SE535117C2 (sv) * 2010-03-30 2012-04-17 Chemrec Ab Förgasning av sulfittjocklut

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1517155A1 (de) * 1959-05-29 1969-04-24 Billeruds Ab Verfahren zum Vergasen alkalihaltiger Sulfitablaugen
US4441887A (en) * 1981-07-31 1984-04-10 Alfred University Research Foundation Inc. Stabilized slurry and process for preparing same
DE3216984A1 (de) * 1982-05-06 1983-11-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Elektrischer steckverbinder
SE448007B (sv) * 1983-04-21 1987-01-12 Skf Steel Eng Ab Forfarande och anordning for atervinning av kemikalier ur massaavlut
SE458799B (sv) * 1983-12-02 1989-05-08 Insako Ab Saett och anordning foer foerbraenning av fluida braenslen
SE448173B (sv) * 1985-06-03 1987-01-26 Croon Inventor Ab Forfarande for utvinning av kemikalier fran cellulosaavlut genom pyrolys
US5059404A (en) * 1989-02-14 1991-10-22 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. Indirectly heated thermochemical reactor apparatus and processes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 4704137, кл. C 10 J 3/46, 1987. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495912C2 (ru) * 2007-09-18 2013-10-20 Уде Гмбх Реактор газификации и способ газификации в потоке
RU2570866C2 (ru) * 2010-03-01 2015-12-10 ТюссенКрупп Уде ГмбХ Система распределения воды в реакторе газификации

Also Published As

Publication number Publication date
WO1991012301A1 (en) 1991-08-22
DE4101020A1 (de) 1991-08-08
EP0595799A1 (en) 1994-05-11
CA2034249C (en) 1995-01-17
AU641737B2 (en) 1993-09-30
SE9000434L (sv) 1991-08-08
JPH05504165A (ja) 1993-07-01
SE465731B (sv) 1991-10-21
ATA8291A (de) 1995-06-15
BR9100401A (pt) 1991-10-22
SE9100312L (sv) 1991-08-08
BR9105994A (pt) 1992-11-10
NO175106C (no) 1994-08-31
FI910543A (fi) 1991-08-08
NO910457D0 (no) 1991-02-06
AT400586B (de) 1996-01-25
SE9000434D0 (sv) 1990-02-07
FI923523A0 (fi) 1992-08-05
DE4101020C2 (ru) 1992-05-21
AU7321091A (en) 1991-09-03
FR2657897A1 (fr) 1991-08-09
SE9100312D0 (sv) 1991-02-04
FI96523C (fi) 1996-07-10
FI923523A (fi) 1992-08-05
JPH059884A (ja) 1993-01-19
FI910543A0 (fi) 1991-02-05
NO910457L (no) 1991-08-08
CA2075372A1 (en) 1991-08-08
US5370771A (en) 1994-12-06
NO175106B (no) 1994-05-24
FI96523B (fi) 1996-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2075501C1 (ru) Способ термического разложения углеродсодержащего необработанного материала для получения восстановительного газа и реактор для его осуществления
JP2680157B2 (ja) 化学反応を行なうための方法および装置、炭素質物質を生成物ガスに転化する方法、黒液のエネルギーおよび化学的含有物を回収する方法および装置および重液炭化水素を蒸気リホーミングする方法および装置
US5486269A (en) Gasification of carbonaceous material in a reactor having a gasification zone and a combustion zone
RU2402596C2 (ru) Способ получения синтез-газа и система для его осуществления
US5536488A (en) Indirectly heated thermochemical reactor processes
JP2684348B2 (ja) 黒液のガス化器
FI82727C (fi) Foerfarande foer foergasning av svartlut.
EP1601614A2 (en) Steam reforming process and apparatus
IE46827B1 (en) Method for the production of synthesis gases
JPS5832196B2 (ja) 石炭類のガス化方法
FI81142B (fi) Gasningsfoerfarande foer svartlut.
JPS6252101A (ja) アンモニアもしくはメタノ−ルの製造方法及びそのための装置
Liu et al. Hydrogen production from black liquor wastes.[By pyrolytic gasification of black liquor]