RU2095396C1 - Method of processing solid fuel into high-energy gas or synthesis gas - Google Patents

Method of processing solid fuel into high-energy gas or synthesis gas Download PDF

Info

Publication number
RU2095396C1
RU2095396C1 RU94003549A RU94003549A RU2095396C1 RU 2095396 C1 RU2095396 C1 RU 2095396C1 RU 94003549 A RU94003549 A RU 94003549A RU 94003549 A RU94003549 A RU 94003549A RU 2095396 C1 RU2095396 C1 RU 2095396C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sulfur
fuel
binding
calcium
gas
Prior art date
Application number
RU94003549A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94003549A (en
Inventor
И.А. Яворский
А.И. Яворский
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "НовосибирскНИИХиммаш"
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 Акционерное общество открытого типа "НовосибирскНИИХиммаш" filed Critical Акционерное общество открытого типа "НовосибирскНИИХиммаш"
Priority to RU94003549A priority Critical patent/RU2095396C1/en
Publication of RU94003549A publication Critical patent/RU94003549A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2095396C1 publication Critical patent/RU2095396C1/en

Links

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

FIELD: heat-power engineering and environmental protection. SUBSTANCE: method consists in three-step burning of solid fuel in presence of calcium-containing sorbent. Minimum amount of oxygen is first fed providing, under pyrolysis and heating fuel to 500-600 C, binding of releasing vapors of sulfur and its compounds into sulfides and calcium sulfate. Then, as process of coke residue burning at temperature not higher than 850 C proceeds, binding of bulk sulfur into calcium sulfate is provided by controlling burning temperature via varying oxygen and steam supply at minimum carbon dioxide content. Third step consists in postburning of sulfur-free combustible gases in hearth or gas turbine. Practically complete binding of sulfur (99.99%) is provided when superfine sorbent with particle size not larger than 100-200 mcm is used. EFFECT: eliminated pollution of atmosphere with sulfur dioxide. 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к сжиганию твердых топлив в топках котлов ТЭС, промышленных, районных отопительных и других котельных. The invention relates to a power system, in particular to the combustion of solid fuels in the furnaces of boilers of thermal power plants, industrial, district heating and other boiler houses.

В теплоэнергетике при производстве тепловой энергии известны способы сжигания органических твердых топлив, предусматривающие предотвращение загрязнения отходящих газов диоксидом серы путем адсорбции известняком с использованием дополнительных способов для доочистки дымовых газов за пределами камер сгорания, требующих сооружения дорогостоящих установок и больших затрат на их обслуживание. Известен метод комбинированного трехступенчатого сжигания, включающий сгорание всего топлива в основных горелках при коэффициенте избытка воздуха α 1,08, во вторую ступень подается дополнительно 18% по теплу природного газа при a 0,9, который затем дожигается при a 1,18. Сорбент в количестве Ca S 1,75 2,0 подается в верхние сопла [1] Максимальное связывание серы до SO2 по известному способу составило 60%
Широко распространенные способы очистки включают доочистку за пределами топки известняком сухим и мокрым способами [2] обеспечивающими степень очистки до 85-98% со снижением концентрации в дымовых газах SO2 до 100-700 мг/м-3, что превышает предельно допустимую норму для жизнедеятельности человека в 800-1400 раз.
Methods for burning organic solid fuels are known in the heat power industry for the production of thermal energy, which include the prevention of pollution of exhaust gases by sulfur dioxide by adsorption by limestone using additional methods for the post-treatment of flue gases outside the combustion chambers, requiring the construction of expensive plants and high maintenance costs. The known method of combined three-stage combustion, including the combustion of all fuel in the main burners with an excess air coefficient α of 1.08, an additional 18% of the heat of natural gas at a 0.9 is supplied to the second stage, which is then burned at a 1.18. Sorbent in the amount of Ca S 1.75 2.0 is fed to the upper nozzle [1] The maximum sulfur binding to SO 2 by the known method was 60%
Widespread cleaning methods include post-treatment outside the furnace with limestone by dry and wet methods [2] providing a degree of purification of up to 85-98% with a decrease in the concentration of SO 2 in flue gases to 100-700 mg / m -3 , which exceeds the maximum permissible rate for life human 800-1400 times.

Обобщенные результаты всех известных способов сжигания и переработки топлив показывают возможность достижения степени очистки дымовых газов от SO2 на 99-99,5% и снижение концентрации до 115-285 мг/м-3, что также превышает предельно допустимую норму в сотни раз [3]
Известен также способ предотвращения загрязнения диоксидом серы отходящих газов при сжигании твердых топлив, включающий подачу тонкоизмельченного известняка в газовоздушную смесь и направление полученной пылегазовоздушной смеси в высокотемпературную печь дожига [4]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе отсутствуют технологические приемы и режимные условия, обеспечивающие применение современных представлений о формах серы в углях, механизме и кинетике их изменения при нагреве, пиролизе и горении, а также не учитываются особенности изменения свойств сорбента как от температуры, так и времени процесса [5] состоящие в том, что: 1) в процессе нагрева и пиролиза топлива выделяющаяся сера и ее соединения могут активно реагировать до сульфата кальция в присутствии требуемого количества кислорода и доступного для этого оксида кальция; 2) при подаче известняка в стехиометрическом отношении CaCO3 SO2 1 может быть использована только та часть молекул CaO, которая находится на доступной для реагирования поверхности частиц и пор, а полученная степень очистки не может превышать долю доступных для реагирования молекул CaO к общему их количеству в сорбенте; 3) поскольку температура, используемая в известном способе, значительно превышает допустимую для начала термического разложения (800-850oC) сульфата кальция до SO2, последний неизбежно будет присутствовать в отходящих газах при концентрации, превышающей принятую норму для экологически чистых ТЭС.
The generalized results of all known methods of burning and processing fuels show the possibility of achieving a degree of purification of flue gases from SO 2 by 99-99.5% and reducing the concentration to 115-285 mg / m -3 , which also exceeds the maximum permissible norm by hundreds of times [3 ]
There is also known a method of preventing pollution by sulfur dioxide of exhaust gases during the combustion of solid fuels, comprising supplying finely ground limestone to a gas-air mixture and directing the resulting dust-gas mixture to a high-temperature afterburning furnace [4]
The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the known method include the fact that in the known method there are no technological methods and operating conditions that ensure the use of modern ideas about the forms of sulfur in coals, the mechanism and kinetics of their changes during heating, pyrolysis and combustion, and also, the features of changing the properties of the sorbent both from the temperature and the process time [5] are not taken into account, consisting in the following: 1) sulfur and its soy are released during heating and pyrolysis of the fuel distinctions can actively react to calcium sulfate in the presence of the required amount of oxygen and available calcium oxide; 2) when limestone is supplied in a stoichiometric ratio of CaCO 3 SO 2 1, only that part of CaO molecules can be used that is on the surface of particles and pores accessible for reaction, and the obtained degree of purification cannot exceed the fraction of CaO molecules available for reaction to their total amount in the sorbent; 3) since the temperature used in the known method significantly exceeds the allowable temperature for the start of thermal decomposition (800-850 o C) of calcium sulfate to SO 2 , the latter will inevitably be present in the exhaust gases at a concentration exceeding the accepted norm for environmentally friendly TPPs.

Наиболее близким способом того же назначения к предлагаемому по совокупности признаков является способ переработки твердого топлива, включающий измельчение топлива, предварительное окисление воздухом при нагревании, газификацию его смесью воздуха с водяным паром с последующей очисткой газа от сероводорода в установке Клауса, реализованный в установке для переработки угля и получения электроэнергии и газа [6]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе сера улавливается только из сероводорода и не может быть уловлена из других соединений серы (окислов, сульфатов, сульфидов и т. п. ), всегда присутствующих при сжигании и/или газификации угля, так как не вся сера, содержащаяся в угле, может быть переведена в сероводород. Кроме того, для реализации известного способа требуется дополнительное дорогостоящее оборудование: установка Клауса, гранулятор серы и т.д.
The closest method of the same purpose to the proposed one on the basis of features is a method of processing solid fuel, including grinding the fuel, pre-oxidizing it with air when heated, gasifying it with a mixture of air and steam, followed by purification of gas from hydrogen sulfide in a Claus plant, implemented in a coal processing plant and generating electricity and gas [6]
The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the known method adopted as a prototype include the fact that in the known method sulfur is captured only from hydrogen sulfide and cannot be captured from other sulfur compounds (oxides, sulfates, sulfides, etc.) always present during the combustion and / or gasification of coal, since not all sulfur contained in coal can be converted to hydrogen sulfide. In addition, the implementation of the known method requires additional expensive equipment: installation of Klaus, a sulfur granulator, etc.

Задача изобретения заключается в обеспечении в отходящих газах при сжигании твердых топлив безопасных для жизнедеятельности человека концентрацией диоксида серы. The objective of the invention is to provide in the exhaust gases when burning solid fuels safe for human life concentration of sulfur dioxide.

Задача решается за счет достижения технического результата при осуществлении изобретения, заключающегося в полном связывании выделяющихся из сгорающего топлива вместе с летучими веществами и продуктами сгорания коксового остатка всех соединений серы до сульфатов кальция до безопасных для человека концентраций диоксида серы. The problem is solved by achieving a technical result in the implementation of the invention, which consists in the complete binding of all sulfur compounds to volatile substances and products of combustion of the coke residue to calcium sulfates to concentrations of sulfur dioxide that are safe for humans.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе переработки твердого топлива на высококалорийный газ или синтез-газ, включающем предварительное окисление топлива воздухом при нагревании и последующую газификацию его смесью воздуха с водяным паром, на стадии окисления дополнительно подают измельченные соединения кальция и проводят его при температуре 500-600oC с количеством кислорода воздуха, обеспечивающим связывание содержащейся в топливе серы до сульфида и сульфата кальция, а газификацию топлива осуществляют при температуре 800-850oC, при которой происходит сгорание коксового остатка и конверсия всей серы и ее соединений до сульфата кальция.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of processing solid fuel into high-calorie gas or synthesis gas, comprising pre-oxidizing the fuel with air when heated and subsequent gasification with a mixture of air and water vapor, additionally ground calcium compounds are fed to the oxidation stage and it is carried out at a temperature of 500-600 o C with the amount of air oxygen contained in the binding of providing fuel sulfur to sulphide and calcium sulfate, and r zifikatsiyu fuel is carried out at a temperature of 800-850 o C, at which the coke combustion and conversion of all sulfur and its compounds to calcium sulfate.

В качестве соединений кальция используют известняк в высокодисперсном состоянии или свежегашеную известь (пушонку). As calcium compounds, limestone in a finely divided state or freshly slaked lime (fluff) is used.

Количество подаваемого кальция определяют по соотношению доступных для реакции молекул оксида кальция к сере, зависящему от размера частиц и пористости подаваемых соединений кальция: на первой стадии по отношению к сере, выделяющейся вместе с летучими веществами, а на стадии газификации по отношению ко всей сере в топливе. The amount of calcium supplied is determined by the ratio of calcium oxide molecules to sulfur available for the reaction, depending on the particle size and porosity of the supplied calcium compounds: at the first stage with respect to sulfur released together with volatile substances, and at the gasification stage with respect to all sulfur in the fuel .

На первой стадии кислород подают в количестве a 0,05-0,15 от стехиометрического в зависимости от сорта угля. At the first stage, oxygen is supplied in an amount of 0.05-0.15 of the stoichiometric depending on the type of coal.

На стадии газификации увеличивают подачу кислорода до a 0,85-0,95 от стехиометрического, а водяной пар подают в количестве, определяемом необходимой степенью газификации и сортом угля. At the gasification stage, the oxygen supply is increased to a 0.85-0.95 from stoichiometric, and water vapor is supplied in an amount determined by the required degree of gasification and the type of coal.

Изложенная выше совокупность признаков обеспечивает достижение указанного выше технического результата, чем обуславливается причинно-следственная связь между признаками и техническим результатом и существенность признаков формулы изобретения. The above set of features ensures the achievement of the above technical result, which determines the causal relationship between the features and the technical result and the materiality of the features of the claims.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволили установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна". The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the invention, allowed to establish that no analogue was found, characterized by features identical to all the essential features of the invention, and the definition from the list of identified analogues of the prototype as the analogue closest in terms of the totality of features made it possible to identify the set of distinctive prizes essential in relation to the perceived technical result nakov in the claimed subject matter set forth in the claims. Therefore, the invention meets the requirement of "novelty."

Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня был проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста известным образом из известного уровня техники, т.е. соответствует требованию "изобретательский уровень". To check the compliance of the invention with the requirement of the inventive step, an additional search was carried out for known solutions in order to identify features that match the features of the invention that are distinctive from the prototype, the results of which show that the invention does not follow the prior art for a specialist, i.e. meets the requirement of "inventive step".

На чертеже представлены графики степени использования (конверсии) всей серы топлива по отношению к оксиду кальция (v S CaO) от размера частиц кальцийсодержащих сорбентов с удельной поверхностью пор, м2•г-1 1 беспористого; 2 пористого CaCO3 25; пористого Ca(ОН)2 70; 2' и 3' тех же сорбентов после конверсии серы до CaSO4 при 1000oC в течение 100 с, v 15 и v 42, соответственно.The drawing shows graphs of the degree of use (conversion) of all sulfur fuel with respect to calcium oxide (v S CaO) on the particle size of calcium-containing sorbents with a specific pore surface, m 2 • g -1 1 non-porous; 2 porous CaCO 3 25; porous Ca (OH) 2 70; 2 'and 3' of the same sorbents after the conversion of sulfur to CaSO 4 at 1000 ° C for 100 s, v 15 and v 42, respectively.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем. Information confirming the possibility of carrying out the invention to obtain the above technical result are as follows.

На стадии окисления кислород подают в соответствии с потребным для полного связывания выделяющейся в этой зоне, обладающей свойствами свободных радикалов серы (S, HS, CS,

Figure 00000002
) и молекул H2S, доля которых зависит от выхода летучих (марки угля) [6] которые количественно примерно одинаковы. Общее количество инертных газов в смеси с потребным кислородом (α 0,05-0,15 от стеохимического в зависимости от сорта топлива) подают в соответствии с потребным для обеспечения устойчивой газодинамики потока дисперсной среды с учетом применяемого типа камеры окисления (пиролиза) для конкретного размера частиц топлива с учетом требуемого их распределения и температур по ее сечению в зоне окисления.At the oxidation stage, oxygen is supplied in accordance with the requirement for the complete binding of the sulfur radicals (S, HS, CS,
Figure 00000002
) and H 2 S molecules, the proportion of which depends on the yield of volatiles (coal grades) [6] which are quantitatively approximately the same. The total amount of inert gases mixed with the required oxygen (α 0.05-0.15 of the steochemical depending on the type of fuel) is supplied in accordance with the required to ensure stable gas dynamics of the dispersed medium flow, taking into account the type of oxidation chamber (pyrolysis) used for a particular size fuel particles, taking into account their required distribution and temperatures over its cross section in the oxidation zone.

Наиболее перспективными являются известные камеры с кипящим слоем и вихревые. The most promising are known fluidized-bed and vortex chambers.

Сорбент подают вместе с топливом в соответствии с количеством выделяющейся в этой зоне серы для конкретного используемого топлива, доля которой определяется в первом приближении по доле выхода летучих веществ с учетом размера частиц, его типом и качеством, а также предварительной подготовки, заключающейся в переводе в свободный оксид кальция известными методами. The sorbent is supplied together with the fuel in accordance with the amount of sulfur released in this zone for the specific fuel used, the proportion of which is determined in a first approximation by the proportion of volatiles output, taking into account the particle size, its type and quality, as well as preliminary preparation, which consists in transferring to free calcium oxide by known methods.

Кратность подачи CaOсв S определяют в первом приближении по графику (см. чертеж).The rate of supply of CaO sv S is determined in a first approximation according to the schedule (see drawing).

Процесс ведут с автоматическим регулированием подачи всех требуемых компонентов с контролем по температуре и составу газов (по отсутствию свободного кислорода дутья на выходе из зоны нагрева и пиролиза, а также сероводорода H2S, являющегося термически устойчивым соединением.The process is carried out with automatic control of the supply of all the required components with control by temperature and gas composition (by the absence of free oxygen of the blast at the outlet of the heating and pyrolysis zone, as well as hydrogen sulfide H 2 S, which is a thermally stable compound.

На стадии газификации топлива дополнительно подают кислород, водяной пар и сорбент, количество которых регулируют автоматически по содержанию в отходящих газах O2, SO2 и CO2, обеспечивая:
отсутствие свободного кислорода в отходящих газах с коэффициентом подачи ниже стехиометрического (α ≪ 1) при минимально возможном содержании диоксида углерода (снижение выхода CO2 на 30-40%);
поддержание температуры не выше 800oC подачей водяного пара для прохождения эндотермических реакций, обеспечивающих переход поглощенного тепла в потенциальное тепло возникающих горючих газов (H2+CO+CH4), повышая его теплотворную способность;
снижение концентрации диоксида серы (SO2) в отходящих газах до значений, приближающихся к безопасной для жизнедеятельности человека (ниже 1 мг/м-3).
At the stage of gasification of fuel, oxygen, water vapor and a sorbent are additionally supplied, the amount of which is automatically controlled by the content of O 2 , SO 2 and CO 2 in the exhaust gases, providing:
the absence of free oxygen in the exhaust gases with a feed coefficient below the stoichiometric (α ≪ 1) at the lowest possible carbon dioxide content (reduction of CO 2 output by 30-40%);
maintaining the temperature not higher than 800 o C by supplying water vapor for the passage of endothermic reactions that ensure the absorption of heat into the potential heat of combustible gases (H 2 + CO + CH 4 ), increasing its calorific value;
decrease in the concentration of sulfur dioxide (SO 2 ) in the exhaust gases to values approaching safe for human life (below 1 mg / m -3 ).

Газификацию ведут под давлением в камере выше 5 кг/см-2 при указанных выше параметрах процесса, что обеспечивает повышение эффективности процесса за счет ускорения реакций, значительного повышения глубины конверсии серы до сульфата кальция при уменьшении кратности подачи сорбента и времени реагирования вследствие более глубокого проникновения диоксида серы и меньшего размера поры.Gasification is carried out under a pressure in the chamber above 5 kg / cm -2 at the above process parameters, which provides an increase in the process efficiency due to accelerated reactions, a significant increase in the depth of conversion of sulfur to calcium sulfate with a decrease in sorbent feed rate and reaction time due to deeper dioxide penetration sulfur and smaller pores.

Таким образом, обеспечивается полное связывание серы топлива в сульфате кальция непосредственно в камере сгорания. Thus, the complete binding of fuel sulfur in calcium sulfate directly in the combustion chamber is ensured.

Количество подаваемого известняка определяют по отношению доступных для реакции молекул оксида кальция к сере топлива CaOсв S с учетом ее увеличения для устойчивого связывания всей остаточной серы в зоне догорания коксового остатка, а общую подачу по отношению CaCO3 SO2, учитывающему и молекулы оксида кальция, недоступные для участия в процессе как находящиеся в объеме частиц под слоем образовавшихся молекул сульфата кальция, количество которых зависит от качества исходного известняка, размера частиц, пористости и времени диффузии серы и ее соединений в поры.The amount of limestone supplied is determined by the ratio of the calcium oxide molecules available for the reaction to the sulfur fuel CaO s S, taking into account its increase for stable binding of all residual sulfur in the burnout zone of the coke residue, and the total supply of CaCO 3 SO 2 , taking into account the calcium oxide molecules, inaccessible for participation in the process as being in the volume of particles under a layer of formed calcium sulfate molecules, the amount of which depends on the quality of the initial limestone, particle size, porosity and diffusion time of sulfur and e compounds in the pores.

Кратность подачи известняка регулируют уменьшением размера частиц до приблизительно 10-6, повышением давления на стадиях окисления и газификации, уменьшением подачи кислорода, заменой подачи водяного пара водой и уменьшением экранных поверхностей, обеспечивающих интенсификацию горения и конверсию серы до сульфата кальция за счет увеличения удельной поверхности, доступной для реакций, сокращение времени процесса, сорбции до сопоставимых значений с горением крупных частиц топлива и общего расхода известняка до близкого к стехиометрическому, а также снижение выхода диоксида углерода на 30-40% и дальнейшее повышение калорийности отходящих газов.The limestone feed rate is controlled by decreasing the particle size to about 10 -6 , increasing the pressure in the oxidation and gasification stages, decreasing the oxygen supply, replacing the water vapor supply with water and decreasing the screen surfaces, which intensify combustion and convert sulfur to calcium sulfate by increasing the specific surface, accessible for reactions, reducing the process time, sorption to comparable values with the combustion of large fuel particles and the total consumption of limestone close to stoichiometric esku, as well as a decrease in the yield of carbon dioxide by 30-40% and a further increase in the calorific value of exhaust gases.

Из графиков (см. чертеж) следует, что стехиометрическое отношение достигается при размере беспористых частиц приблизительно 1•10-7 см, а пористых менее 1•10-6 см, а при размере пористых частиц более 1•10-4 см пористость слабо влияет на степень использования сорбента. Поэтому применение известняка после стандартного размола, при котором остаток на сите N003 с размером частиц более 2•10-3 см составляет 2% на сите N009 с размером частиц более 5,5•10-3 см 10% не обеспечивает требуемого влияния на общую удельную поверхность частиц, т.к. согласно графикам степень использования сорбентов при полной конверсии серы составит 2,4 и 7,1% сорбентов 2 и 3 соответственно или потребуется сорбента к 1/Φ CaO S в 42 и 14 раз больше стехиометрического. В случае применения сорбента с размером частиц (2-5)•10-6 см, соответствующих гашеной извести, кратность расхода уменьшается до к 2-5, а время конверсии сократится более чем в 100 раз, что гарантирует надежную конверсию всей серы и при догорании коксового остатка.From the graphs (see drawing) it follows that the stoichiometric ratio is achieved when the size of non-porous particles is approximately 1 • 10 -7 cm, and for porous particles less than 1 • 10 -6 cm, and if the size of porous particles is more than 1 • 10 -4 cm, porosity the degree of use of the sorbent. Therefore, the use of limestone after standard grinding, in which the residue on a N 003 sieve with a particle size of more than 2 • 10 -3 cm is 2% on a N 009 sieve with a particle size of more than 5.5 • 10 -3 cm 10% does not provide the desired effect on the total specific surface of the particles, because according to the graphs, the degree of use of sorbents for the complete conversion of sulfur will be 2.4 and 7.1% of sorbents 2 and 3, respectively, or sorbent to 1 / Φ CaO S will be required, 42 and 14 times more stoichiometric. In the case of using a sorbent with a particle size of (2-5) • 10 -6 cm, corresponding to slaked lime, the consumption rate decreases to 2-5, and the conversion time is reduced by more than 100 times, which guarantees reliable conversion of all sulfur even after burning coke residue.

Пример осуществления способа. На первой стадии предварительно измельченное топливо, смешанное с высокодисперсным соединением кальция, например со свежегашеной известью (пушонкой), в количестве, соответствующем выходу летучих соединений серы и дисперсности соединений кальция вместе с инертными газами, например дымовыми, с содержанием кислорода a 0,05 - 0,15, в зависимости от марки топлива, направляют в специальную камеру, поддерживая в ней температуру 500-600oC для обеспечения пиролиза топлива и связывания соединений серы, выделяющихся вместе с летучими веществами. Процесс ведут с регулированием всех компонентов, контролируя отсутствие газообразных соединений серы на выходе из камеры.An example implementation of the method. In the first stage, pre-ground fuel mixed with finely divided calcium compound, for example, freshly slaked lime (fluff), in an amount corresponding to the yield of volatile sulfur compounds and the dispersion of calcium compounds together with inert gases, for example flue gases, with an oxygen content of a 0.05 - 0 , 15, depending on the brand of fuel, sent to a special chamber, maintaining a temperature of 500-600 o C in it to ensure pyrolysis of the fuel and the binding of sulfur compounds released together with volatile substances. The process is carried out with the regulation of all components, controlling the absence of gaseous sulfur compounds at the outlet of the chamber.

Затем топливо направляют в газификатор, дополнительно подавая кислород, поддерживая в газификаторе a 0,85-0,95, соединения кальция в количестве, соответствующем их дисперсности и содержанию серы в топливе, и водяной пар в зависимости от необходимой степени газификации топлива. Then the fuel is sent to the gasifier, additionally supplying oxygen, maintaining in the gasifier a 0.85-0.95, calcium compounds in an amount corresponding to their dispersion and sulfur content in the fuel, and water vapor depending on the required degree of gasification of the fuel.

Процесс газификации ведут при давлении не менее 0,5 МПа при температуре 800-850oC.The gasification process is carried out at a pressure of at least 0.5 MPa at a temperature of 800-850 o C.

Например, для сорбента с размером частиц порядка 10-3 см потребуется CaO S 40 (в 40 раз больше стехиометрического), а для сорбента с частицами порядка 10-6 см CaO S 4, т.е. в 100 раз меньше.For example, for a sorbent with a particle size of the order of 10 -3 cm, CaO S 40 will be required (40 times more stoichiometric), and for a sorbent with particles of the order of 10 -6 cm CaO S 4, i.e. 100 times less.

Таким образом, после стадии газификации все топливо перерабатывается в высококалорийной синтез-газ, практически не содержащий соединений серы, который может быть использован для получения товарных продуктов, например метанола, или использован для получения тепла, электроэнергии известными способами. Thus, after the gasification stage, all fuel is processed into high-calorific synthesis gas, which practically does not contain sulfur compounds, which can be used to produce commercial products, for example methanol, or used to generate heat and electricity by known methods.

Предлагаемый способ может быть полностью реализован в известном устройстве для переработки угля и получения электроэнергии и газа, исключив из него излишние устройства для очистки газа от сероводорода и дополнив его устройством для ввода высокодисперсных соединений кальция в реактор для окисления топлива. The proposed method can be fully implemented in the known device for processing coal and generating electricity and gas, eliminating from it unnecessary devices for cleaning gas from hydrogen sulfide and supplementing it with a device for introducing highly dispersed calcium compounds into a reactor for fuel oxidation.

Таким образом, вышеуказанные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в камерах сгорания топок тепловых электростанций, промышленных и отопительных котельных;
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеизложенных средств и методов;
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого технического результата.
Thus, the above information indicates that when using the invention the following combination of conditions:
the means embodying the invention in its implementation is intended for use in industry, namely in the combustion chambers of the furnaces of thermal power plants, industrial and heating boilers;
for the invention in the form described in the independent claim, the possibility of its implementation using the above means and methods is confirmed;
means embodying the invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived technical result.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость". Therefore, the invention meets the requirement of "industrial applicability".

Источники информации:
1. Котлер В. В. Резниченко Ю. Опыт фирмы EER (США) по снижению выбросов оксида азота и сернистого ангидрида на пылеугольных котлах. Теплоэнергетика. 1993, N 8, с. 69-72.
Information sources:
1. Kotler VV Reznichenko Yu. Experience of EER (USA) in reducing emissions of nitric oxide and sulfur dioxide in pulverized coal boilers. Heat power engineering. 1993, N 8, p. 69-72.

2. Зегер К. Е. Современное состояние сероочистки дымовых газов за рубежом. Энергохозяйство за рубежом. 1992, N 4, с. 20-25. 2. Zeger K. E. The current state of flue gas desulfurization abroad. Energy economy abroad. 1992, N 4, p. 20-25.

3. Горин В. И. Дьяков А. Ф. Нечаев В. В. Ольховский Г. Г. Электроэнергия из органического топлива. Теплоэнергетика. 1993, N6, с. 12-22. 3. Gorin V. I. Dyakov A. F. Nechaev V. V. Olkhovsky G. G. Electricity from fossil fuels. Heat power engineering. 1993, N6, p. 12-22.

4. Авторское свидетельство СССР, N 782852, кл. B 01 D 53/34, 1977. 4. Copyright certificate of the USSR, N 782852, cl. B 01 D 53/34, 1977.

5. Яворский И. А. Особенности механизма формирования серосодержащих соединений при горении углей и перспектива создания технологий, исключающих на выброс в окружающую среду. Сибирский физико-технический журнал. 1993. Вып. 2, с. 123-131. 5. Yavorsky I. A. Features of the mechanism of formation of sulfur-containing compounds during coal combustion and the prospect of creating technologies that exclude emissions into the environment. Siberian Physical-Technical Journal. 1993. Vol. 2, p. 123-131.

6. Патент РФ N 1058509, кл. C 10 J 3/00. 6. RF patent N 1058509, cl. C 10 J 3/00.

Claims (1)

Способ переработки твердого топлива на высококалорийный газ или синтез-газ, включающий предварительное окисление топлива воздухом при нагревании и последующую газификацию его смесью воздуха с водяным паром, отличающийся тем, что на стадию окисления дополнительно подают измельченный кальцийсодержащий сорбент и проводят его при 500 600oC с количеством кислорода воздуха, обеспечивающим связывание содержащейся в топливе серы до сульфида и сульфата кальция, а газификацию топлива осуществляют при 800 - 850oC, при которой происходит сгорание коксового остатка и конверсия всей серы и ее соединений до сульфата кальция.A method of processing solid fuel into high-calorific gas or synthesis gas, comprising pre-oxidizing the fuel with air during heating and subsequent gasification with a mixture of air and water vapor, characterized in that a ground calcium-containing sorbent is additionally fed to the oxidation stage and carried out at 500 600 o C s amount of oxygen in the air that provides the binding of the sulfur contained in the fuel to the sulfide and calcium sulfate, and the gasification fuel is carried out at 800 - 850 o C, at which combustion occurs kok ovogo residue and conversion of all sulfur and its compounds to calcium sulfate.
RU94003549A 1994-02-03 1994-02-03 Method of processing solid fuel into high-energy gas or synthesis gas RU2095396C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94003549A RU2095396C1 (en) 1994-02-03 1994-02-03 Method of processing solid fuel into high-energy gas or synthesis gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94003549A RU2095396C1 (en) 1994-02-03 1994-02-03 Method of processing solid fuel into high-energy gas or synthesis gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94003549A RU94003549A (en) 1995-09-27
RU2095396C1 true RU2095396C1 (en) 1997-11-10

Family

ID=20152010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94003549A RU2095396C1 (en) 1994-02-03 1994-02-03 Method of processing solid fuel into high-energy gas or synthesis gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2095396C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466179C2 (en) * 2007-09-26 2012-11-10 Уде Гмбх Method of cleaning crude gas after gasification of solid fuel
RU2688568C1 (en) * 2019-03-14 2019-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕКС" Method of processing organic material to produce synthetic high-calorie gas in high-temperature ablation pyrolysis unit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SU, авторское свидетельство, 782852, кл.B 01D 53/34, 1977. SU, авторское свидетельство, 1058509, кл.C 10J 3/00, 1983. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466179C2 (en) * 2007-09-26 2012-11-10 Уде Гмбх Method of cleaning crude gas after gasification of solid fuel
RU2688568C1 (en) * 2019-03-14 2019-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕКС" Method of processing organic material to produce synthetic high-calorie gas in high-temperature ablation pyrolysis unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5967061A (en) Method and system for reducing nitrogen oxide and sulfur oxide emissions from carbonaceous fuel combustion flue gases
US7704921B2 (en) Production of activated char using hot gas
US20090101050A1 (en) Methods and systems for reducing carbon dioxide emissions
EP0073231B1 (en) Combustion method and apparatus therefor
US4523532A (en) Combustion method
RU2095396C1 (en) Method of processing solid fuel into high-energy gas or synthesis gas
CN106675650B (en) ERD (activated carbon reduction) and fire coal saturated steam catalytic combustion denitration device and process method
CN113845942B (en) Coking and flue gas treatment system and method
CN216572397U (en) Coking and flue gas treatment system
CN105664690A (en) System for performing denitration on cement decomposing furnace through coal gas generator
KR101275436B1 (en) Production of activated char using hot gas
RU2184094C2 (en) Method of production of portland cement clinker using boiler with circulating fluidized layer and method of boiler working with circulating fluidized layer
CN107883779B (en) Comprehensive treatment system and method for sintering flue gas of steel mill
CN205700087U (en) A kind of utilize gas generator that cement decomposing furnace is carried out the device of denitration
CN203718755U (en) Biomass energy and coal dust co-firing type low-nitride low-oxygen vertical hot blast heater
RU2095397C1 (en) Method of processing solid fuel
JPH0587315A (en) Power generation employing poor quality fuel
CN108699457A (en) Remove the method and system of tar removing
CN115031250A (en) Thermal power generation energy-saving carbon-reducing method
Boiko et al. Semi-industrial experimental studies of perspective technology for reducing harmful emissions produced by coal-fired thermal power plants
CN115820275A (en) Coal treatment equipment and method and coal treatment system
FI111608B (en) Flue gas cleaning process
RU94003549A (en) METHOD FOR THE PREVENTION OF SULFUR DIOXIDE CONTAMINATION OF SULFUR GAS IN THE COMBUSTION OF SOLID FUELS
CN117704365A (en) Low-carbon low-nitrogen combustion method applied to fluidized bed boiler
CN115820276A (en) Coal treatment system and treatment method