RU2152561C1 - Способ переработки конденсированных горючих - Google Patents

Способ переработки конденсированных горючих Download PDF

Info

Publication number
RU2152561C1
RU2152561C1 RU98101335/03A RU98101335A RU2152561C1 RU 2152561 C1 RU2152561 C1 RU 2152561C1 RU 98101335/03 A RU98101335/03 A RU 98101335/03A RU 98101335 A RU98101335 A RU 98101335A RU 2152561 C1 RU2152561 C1 RU 2152561C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
gas
combustible
gasification
temperature
Prior art date
Application number
RU98101335/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98101335A (ru
Inventor
Г.Б. Манелис
В.П. Фурсов
Е.В. Полианчик
Original Assignee
Институт проблем химической физики РАН
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 Институт проблем химической физики РАН filed Critical Институт проблем химической физики РАН
Priority to RU98101335/03A priority Critical patent/RU2152561C1/ru
Priority to PCT/FI1999/000044 priority patent/WO1999037739A1/en
Priority to AU21660/99A priority patent/AU738097B2/en
Priority to JP2000528647A priority patent/JP2002501112A/ja
Priority to CA002318971A priority patent/CA2318971A1/en
Priority to EP99901608A priority patent/EP1049755A1/en
Publication of RU98101335A publication Critical patent/RU98101335A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2152561C1 publication Critical patent/RU2152561C1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06—Continuous processes
    • C10J3/16—Continuous processes simultaneously reacting oxygen and water with the carbonaceous material
    • 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
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06—Continuous processes
    • C10J3/14—Continuous processes using gaseous heat-carriers
    • 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
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • 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
    • C10J2300/0983—Additives
    • C10J2300/0993—Inert particles, e.g. as heat exchange medium in a fluidized or moving bed, heat carriers, sand
    • 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
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • 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
    • Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste

Abstract

Изобретение относится к методам переработки конденсированных горючих, преимущественно высоковлажных, таких как твердые бытовые отходы, отходы биомассы, илы и шламы, уголь, путем пиролиза и газификации органической составляющей отходов. В способе переработки конденсированных горючих загружают в реактор шихту, которая, по крайней мере, частично состоит из горючих компонентов, а также, возможно, кускового твердого негорючего материала, устанавливают газовый поток сквозь упомянутую загрузку путем подачи в реактор газифицирующего агента, содержащего кислород, водяной пар и углекислый газ, выводят в виде продукт-газа газообразные и жидкие продукты переработки из реактора, где последовательные сечения упомянутой загрузки последовательно пребывают в зонах нагревания, пиролиза, коксования, газификации и охлаждения, регулируют температуры в зоне горения в пределах от 800 до 1300°С, выгружают из реактора твердые продукты переработки, сжигают по крайней мере часть продукт-газа, при этом в качестве газифицирующего агента используют дымовой газ, преимущественно в смеси с воздухом, причем долю дымового газа в газифицирующем агенте увеличивают при повышении температуры в зоне горения выше указанных значений, а при снижении температуры ниже указанных значений эту долю уменьшают. Технический результат: обеспечение переработки конденсированных горючих без подвода тепла извне с высокой энергетической эффективностью, высоким выходом ценных продуктов, включая смолы пиролиза и горючий газ. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к методам переработки разнообразных конденсированных горючих, преимущественно высоковлажных, таких как: твердые бытовые отходы, отходы биомассы, илы и шламы, уголь, путем пиролиза и газификации органической составляющей отходов с тем, чтобы получить углеводородные продукты пиролиза и топливный газ, которые используются для получения энергии. Метод может быть использован для экологически приемлемого и энергетически эффективного уничтожения/переработки различных малогорючих отходов.
Известен ряд методов сжигания горючих отходов с получением энергии. Среди этих методов выделяются методы, основанные на двухстадийном сжигании, - сначала газификации, затем сжигании продукт-газа. Эти методы отличаются высокой экологической чистотой. Для переработки горючего сланца эта схема описана в патентах US-A-2796390 (Elliott) и US-A-2798032 (Martin et al.). Общая схема газификации твердых органических топлив в противотоке газифицирующего агента может быть представлена в следующем виде.
Газифицирующий агент, содержащий кислород и, возможно, воду и/или углекислый газ, поступает в зону горения, в которой кислород взаимодействует с углеродом твердого топлива в виде кокса или полукокса при температурах 900-1500oC. Газифицирующий агент подается в реактор противотоком к топливу таким образом, что газ-окислитель, по крайней мере частично, предварительно пропускается через слой горячих твердых продуктов горения (золу), в которых углерод уже отсутствует. В этой зоне происходит охлаждение твердых продуктов горения и, соответственно, нагрев газифицирующего агента перед его поступлением в зону горения. В зоне горения свободный кислород газифицирующего агента полностью расходуется, и горячие газообразные продукты горения, включающие углекислый газ и воду, поступают в следующую зону слоя твердого топлива, называемую зоной восстановления, в которой диоксид углерода и водяной пар вступают в химические реакции с углеродом топлива, образуя горючие газы. Тепловая энергия раскаленных в зоне горения газов частично расходуется в этих реакциях восстановления. Температура газового потока снижается по мере того, как газ фильтруется сквозь твердое топливо и передает последнему свое тепло. Нагретое в отсутствии кислорода топливо претерпевает пиролиз. В результате получают кокс, смолы пиролиза и горючие газы. Продукт-газ пропускается через свежезагруженное топливо с тем, чтобы газ остыл, а топливо подогрелось и просохло. Наконец, продукт-газ (содержащий водяной и углеводородные пары, а также смолы) выводится для последующего использования.
Известен способ, описанный в патент RU-2079051 (БИ N 13, 1997), где предлагается способ газификации горючих твердых бытовых отходов, возможно в смеси с твердым негорючим материалом, в противотоке газифицирующего агента, содержащего кислород, а также воду и/или углекислый газ. Максимальную температуру в зоне горения (она же максимальная температура в реакторе) поддерживают в пределах от 700 до 1400oC (предпочтительно от 1000 до 1200oC) и при этом температуру продукт-газа на выходе из реактора поддерживают ниже 400oC (предпочтительно ниже 250oC). Температурный режим процесса регулируют путем управления, по крайней мере, одним из следующих параметров: массовой доли кислорода в газифицирующем агенте "a", массовой доли негорючего материала в ТБО "b" и массовой доли горючего материала в ТБО "c", поддерживая при этом отношение A = ab/c в пределах от 0,1 до 4,0. Предпочтительно A лежит в пределах 0,15 < A < 1,0.
Применительно к газификации угля и других углеродистых топлив подобная схема описана в патенте RU-1761777 (БИ N 34, 1992).
Подобная же противоточная схема может применяться (патентная заявка RU-96119443/03) для переработки углеводородов (например, нефтешламов) при условии их совместной загрузки в реактор с твердым негорючим материалом.
Во всех вышеперечисленных случаях включение в газифицирующий агент воды (углекислого газа) позволяет увеличить содержание в горючем газе водорода (монооксида углерода) и уменьшить температуру в зоне газификации. С другой стороны, подача водяного пара в газифицирующий агент требует включения в состав установки специальных устройств. Кроме того, общим недостатком указанных методов при газификации влажных отходов является неизбежное поступление в продукт-газ значительных количеств водяного пара, который разбавляет продукт-газ и, впоследствии попадая в дымовые газы, увеличивает унос тепла, что существенно снижает энергетический КПД котлоагрегата и процесса в целом.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение переработки конденсированных горючих без подвода тепла извне с высокой энергетической эффективностью, высоким выходом ценных продуктов, включая смолы пиролиза и горючий газ, и высокой общей энергетической эффективностью процесса.
В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается метод для переработки горючих, который включает:
- загрузку в реактор шихты, которая, по крайней мере частично, состоит из горючих компонентов, для того чтобы пиролизовать и газифицировать последние, а также, возможно, кускового твердого негорючего материала;
- установление газового потока сквозь упомянутую загрузку путем подачи в реактор, в зону, где накапливаются твердые продукты переработки, газифицирующего агента, содержащего кислород, водяной пар и углекислый газ, выведения газообразных и жидких продуктов переработки из реактора, где последовательные сечения упомянутой загрузки последовательно входят в зоны нагревания, пиролиза, коксования, газификации и охлаждения;
- регулирование температуры в зоне горения в пределах от 800 до 1300oC;
- выгрузку из реактора твердых продуктов переработки, и
- сжигание, по крайней мере, части горючего газа,
отличающийся тем, что в качестве газифицирующего агента используют дымовой газ, преимущественно в смеси с воздухом, причем долю дымового газа в газифицирующем агенте увеличивают при повышении температуры в зоне горения выше указанных пределов значений, а при снижении температуры в зоне горения ниже указанных пределов значений эту долю уменьшают, и при этом концентрация кислорода в газифицирующем агенте предпочтительно поддерживается в пределах от 2 до 18 объемных процентов.
Таким образом, оказывается возможным совместить относительно высокую горючесть продукт-газа с высокой энергетической эффективностью процесса. Для того чтобы обеспечить равномерное распределение газифицирующего агента по сечению реактора, возможно введение в состав шихты кускового твердого негорючего материала, преимущественно с размером кусков менее 200 мм; это также позволяет компенсировать разбавление газифицирующего агента азотом дымовых газов. Теплообмен с твердым негорючим материалом помогает предварительно нагреть газифицирующий агент и, таким образом, повышает температуру в зоне газификации. Пределы, в которых следует регулировать упомянутые параметры, могут быть для каждого случая определены экспериментально и зависят от состава топлива. Газифицирующий агент подается в ту часть реактора, где накапливаются твердые продукты переработки, таким образом, чтобы газовый поток проходил через слой этих продуктов. Газифицирующий агент либо его отдельные составляющие могут подаваться в реактор либо сосредоточенно, либо распределенно. В частности, дымовые газы и воздух могут подаваться каждый через свое отдельное устройство ввода. Загруженная шихта поступает в зону предварительного нагрева, где нагревается до 300oC за счет теплообмена с выводимым из реактора горючим продукт-газом. В зоне предварительного нагрева из реактора выводят продукт-газ. Термином продукт-газ здесь и далее называется аэрозоль, состоящий из смол пиролиза в парообразном и туманообразном состоянии и генераторного газа, включающего монооксид и диоксид углерода, пары воды, водород, метан, этилен, пропан и другие газы. Далее шихта поступает в зону пиролиза, в которой загрузка нагревается до 300-500oC за счет теплообмена с газовым потоком, и происходит термораспад горючего материала с выделением летучих продуктов в газ и образованием углеродистого остатка. Затем шихта, содержащая частично пиролизовавшиеся отходы, поступает в зону коксования, в которой при температурах 500-800oC осуществляется образование кокса из органического материала отходов. Вслед за тем шихта, содержащая ококсовавшийся горючий материал, поступает в зону газификации (горения), в которой при температурах 800-1300oC осуществляется реакция подогретого газифицирующего агента с ококсовавшимся горючим материалом отходов с образованием горючего газа и образуется твердый остаток горения. Наконец, твердый остаток горения поступает в зону охлаждения, в которой за счет теплообмена твердого остатка с подаваемым противотоком к загрузке газифицирующим агентом осуществляется нагрев газифицирующего агента.
Вышеприведенная классификация зон отчасти произвольна - эти зоны можно было бы определить иначе, например, исходя из температуры газа или же исходя из состава и состояния реагентов. Однако при любом выборе обозначений сохраняется та существенная черта, что благодаря противоточному перемещению газового потока и загрузки газифицирующий агент (газ-окислитель) предварительно нагревается за счет теплообмена с твердым остатком горения, а затем горячие газообразные продукты горения отдают свое тепло исходной шихте, загруженной в реактор.
По завершении процесса из реактора выгружают твердый остаток горения. Этот остаток может быть переработан, например, на грохоте, и куски, выделенные из него, использованы в качестве твердого негорючего материала для приготовления шихты. Это относится, в частности, к рециркулированию твердого кускового материала, вводимого в шихту. Продукт-газ, выводимый из реактора, может непосредственно сжигаться в газовой горелке котлоагрегата. Кроме того, продукт-газ может подвергаться очистке и перерабатываться по известным технологиям. Так, например, пиролизные масла могут быть сконденсированы и использованы как источник углеводородного сырья, а неконденсируемый газ - как горючий топливный газ.
Дымовые газы могут подаваться в состав газифицирующего агента как непосредственно, так и после предварительного использования дымовых газов для предварительной сушки твердых отходов. В последнем случае достигается как снижение влажности отходов, загружаемых в реактор, так и уменьшается необходимое количество рециркулируемых дымовых газов, соответственно выше оказывается температура горения продукт-газа.
Таким образом, в отличие от способов, известных ранее, настоящее изобретение делает возможным осуществление процесса пиролиза и газификации низкосортных конденсированных горючих без подвода тепла извне и высоким энергетическим КПД. Энергия, необходимая для поддержания процесса, поставляется за счет сжигания части горючего материала отходов. Введение в газифицирующий агент водяного пара и углекислого газа позволяет увеличить содержание в продукт-газе горючих составляющих (водорода и моноокиси углерода), но при этом использование дымового газа позволяет избежать дополнительных энергозатрат на получение водяного пара; в процессе используется только вода, изначально содержащаяся в отходах.
Чертеж схематично представляет возможное воплощение процесса.
Отходы "W" готовят в измельчителе 1, затем в смесителе 2 смешивают с твердым негорючим материалом "1" и затем загружают в реактор шахтного типа 4 через шлюзовую камеру 3, расположенную в его верхней части. В реакторе 4 загруженная шихта проходит последовательно через зоны нагревания 5, пиролиза 6, горения 7 и охлаждения 8. Твердый остаток горения "R" непрерывно выгружают через выходной шлюз 9 со скоростью, регулируемой таким образом, чтобы обеспечить положение зоны горения на определенной высоте от дна реактора. Упомянутый твердый остаток фракционируют на грохоте 10 и часть его возвращают в качестве дополнительного твердого материала, а остальной твердый остаток направляют на дальнейшую переработку или на захоронение. Воздух "A1" подается вентилятором 11 в нижнюю часть реактора. В эту же зону дымососом 12 подают дымовой газ "S". Продукт-газ "G" отбирают в верхней части реактора и направляют в устройство газоочистки 13. В конденсаторе из продукт-газа улавливают жидкие продукты "C". Продукт-газ направляют на сжигание в паровом котле 14 при подаче воздуха "A2". Часть дымового газа "S" направляется в сушилку 15, где отходы "W" подсушиваются теплом дымовых газов. Температуры в соответствующих зонах непрерывно измеряют и, когда температуры выходят за предписанные оптимальные пределы, производят подстройку управляющих параметров. В случае, когда температура в зоне горения превышает предписанные пределы, увеличивают долю дымовых газов в газифицирующем агенте и, соответственно, увеличивают концентрации диоксида углерода и водяного пара в нем. При этом увеличивается относительная роль эндотермических реакций
C + CO2 ---> 2CO
C + H2O ---> CO + H2
и температура в зоне горения понижается. Напротив, когда температура в зоне горения падает ниже предписанных пределов, долю дымовых газов в газифицирующем агенте уменьшают. Концентрация кислорода в газифицирующем агенте поддерживается в пределах от 2 до 18 объемных процентов; когда концентрация кислорода уменьшается ниже указанного предела, происходит чрезмерное разбавление продукт-газа азотом дымовых газов, что затрудняет сжигание продукт-газа, тогда как при большей концентрации кислорода не обеспечивается достаточного выхода водорода и монооксида углерода по вышеприведенным реакциям.
Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения иллюстрируются на следующих описанных без ограничений примерах.
Пример 1.
Проводится переработка твердых бытовых отходов следующего состава (мас. %): бумага и картон - 38,2, пищевые отходы - 28,6, древесина и листья - 1,8, текстиль - 4,9, кожа и резина - 0,6, полимеры - 7,0, кости - 1,0, металл - 4,0, стекло и камни - 5,1, отсев - 9,1, имеющих влажность 47% и калорийность 5,87 ГДж/т. Элементный состав (по сухой массе): C - 32,25%, H - 4,46%, O - 25,78%, N - 0,93%, S - 0,32, зольность - 33,26%. Вышеуказанный состав типичен для бытовых отходов (ТБО) Москвы.
1А. ТБО газифицируют с добавлением в состав шихты 10% по массе твердого инертного материала и при подаче в реактор газифицирующего агента, состоящего из воздуха с добавлением 200 г водяного пара на кг воздуха. Продукт-газ сжигается при подаче вторичного воздуха таким образом, что объемная концентрация кислорода в дымовом газе составляет 2% (по сухому газу; общий коэффициент избытка окислителя составляет 1,1). Суммарный расход воздуха (суммы первичного воздуха в составе газифицирующего агента и вторичного, подаваемого в газовую горелку) составляет около 2,8 т на тонну ТБО. При указанных параметрах газификации требуется подавать около 170 кг пара на газификацию 1 тонны ТБО. Состав получаемых дымовых газов (об.%): N2 - 53,9, CO2 - 11,0, O2 - 1,3, Ar - 0,6, H2O - 33,2%; выход дымовых газов - 3190 нм3 на тонну ТБО.
1Б. ТБО газифицируют так же, как в примере 1А, но с газифицирующим агентом, состоящим из дымовых газов и воздуха в соотношении 11 : 10 по объему. Состав получаемых дымовых газов (об.%): N2 - 57,8, CO2 - 11,8, O2 - 1,3, Ar - 0,7, H2O - 21,3%; выход дымовых газов - 2980 нм3 на тонну ТБО.
1В. ТБО газифицируют так же, как в примере 1Б, но с газифицирующим агентом, состоящим из дымовых газов и воздуха в соотношении 7 : 10 по объему, причем дымовые газы, отбираемые после котлоагрегата при температуре 250oC, направляются на сушку ТБО. При этом дымовые газы высушивают из каждой тонны ТБО примерно 50 кг воды, которая в виде пара также входит в состав газифицирующего агента. Состав получаемых дымовых газов и выход дымовых газов те же, что в примере 1Б.
Дополнительные потери тепла с дымовыми газами (преимущественно в виде тепла конденсации водяного пара) составляют в примере 1А ~ 500 МДж/т ТБО, по сравнению с вариантами 1Б, В.
Пример 2.
Проводится переработка отходов биомассы, имеющих влажность 35% и зольность 10% по рабочей массе; калорийность отходов - 9,6 ГДж/т.
2А. Отходы газифицируют с добавлением в состав шихты 20% по массе твердого инертного материала и при подаче в реактор газифицирующего агента, состоящего из воздуха с добавлением 200 г водяного пара на кг воздуха. Продукт-газ сжигается при подаче вторичного воздуха с коэффициентом избытка окислителя 1,1. Состав получаемых дымовых газов (об.%): N2 - 57,8, CO2 - 12,8, O2 - 1,5, Ar - 0,7, H2O - 27,8%; выход дымовых газов - 3620 нм3 на тонну топлива.
2Б. Отходы газифицируют так же, как в примере 2А, но с газифицирующим агентом, состоящим из дымовых газов и воздуха в соотношении 8 : 10 по объему. Состав получаемых дымовых газов (об.%): N2 - 60,1, CO2 - 13,3, O2 - 1,5, Ar - 0,7, H2O - 23,5; выход дымовых газов - 3485 нм3 на тонну топлива.
2В. Отходы газифицируют так же, как в примере 2Б, но с газифицирующим агентом, состоящим из дымовых газов и воздуха в соотношении 5 : 10 по объему, причем дымовые газы, отбираемые после котлоагрегата при температуре 250oC, направляются на сушку ТБО. При этом дымовые газы высушивают из каждой тонны биомассы примерно 30 кг воды, которая в виде пара также входит в состав газифицирующего агента. Состав получаемых дымовых газов и выход дымовых газов те же, что в примере 2Б.
Потери тепла с дымовыми газами на каждую тонну топлива в примере 2А превышают таковые в вариантах 2Б, В на ~ 350 МДж.
Пример 3.
Проводится переработка нефтешламов, имеющих влажность 30%, содержание углеводородов 60% и зольность 10% по рабочей массе; калорийность отходов - 22,6 ГДж/т.
3А. Нефтешлам газифицируют в составе шихты, содержащей 30% по массе нефтешлама и 70% кускового твердого инертного материала, и при подаче в реактор газифицирующего агента, состоящего из воздуха с добавлением 100 г водяного пара на кг воздуха. Из продукт-газа улавливается 200 кг жидких углеводородов на каждую тонну нефтешлама, а неконденсируемый продукт-газ сжигается при подаче вторичного воздуха с коэффициентом избытка окислителя 1,1. Состав получаемых дымовых газов (об.%): N2 - 69,8, CO2 - 13,8, O2 - 1,7, Ar - 0,8, H2O - 13,9; выход дымовых газов - 5560 нм3 на тонну топлива.
3Б. Нефтешлам газифицируют так же, как в примере 3А, но с газифицирующим агентом, состоящим из дымовых газов и воздуха в соотношении 1 : 1 по объему. Состав получаемых дымовых газов (об.%): N2 - 71,5, CO2 - 14,1, O2 - 1,7, Ar - 0,8, H2 - 11,9; газов - 5430 нм3 на тонну топлива.
Потери тепла с дымовыми газами на каждую тонну топлива в примере 3А превышают таковые в варианте 3Б на ~ 270 МДж.
Пример 4.
Проводится переработка бурого угля, имеющего влажность 29%, содержание горючей части 41% и зольность 30% по рабочей массе.
4А. Уголь газифицируют при подаче в реактор газифицирующего агента, состоящего из воздуха с добавлением 300 г водяного пара на кг воздуха. Продукт-газ сжигается при подаче вторичного воздуха с общим коэффициентом избытка окислителя 1,1. Состав получаемых дымовых газов (об.%): N2 - 60,2, CO2 - 10,9, O2 - 1,5, Ar - 0,7, H2O - 26,2, SO2 - 0,5; выход дымовых газов - 4500 нм3 на тонну топлива.
4Б. Уголь газифицируют так же, как в примере 4А, но с газифицирующим агентом, состоящим из дымовых газов и воздуха в соотношении 1 : 1 по объему. Дымовой газ при температуре 250oC направляется на предварительную сушку угля, где высушивает примерно 65 кг воды из каждой тонны угля. Состав получаемых дымовых газов (об.%): N2 - 65,7, CO2 - 11,9, O2 - 1,6, Ar - 0,7, H2O - 19,2, SO2 - 0,3; выход дымовых газов - 4120 нм3 на тонну топлива.
Потери тепла с дымовыми газами на каждую тонну топлива в примере 4А превышают таковые в варианте 4Б на ~ 800 МДж.
Таким образом, сравнение вышеприведенных примеров позволяет увидеть, что использование дымовых газов в качестве компонента газифицирующего агента при газификации горючих отходов позволяет повысить энергетическую эффективность процесса по сравнению с использованием пара из внешнего источника, поскольку снижается унос тепла с дымовыми газами. Кроме того, не требуется специальных устройств для получения пара. Использование дымового газа для частичного подсушивания перерабатываемых отходов позволяет снизить объем рециркулируемого дымового газа и повышает температуру горения продукт-газа в факеле.

Claims (4)

1. Способ переработки конденсированных горючих, в котором загружают в реактор шахту, которая, по крайней мере, частично состоит из горючих компонентов, а также кускового твердого негорючего материала, устанавливают газовый поток сквозь упомянутую загрузку путем подачи в реактор газифицирующего агента, содержащего кислород, водяной пар и углекислый газ, выводят в виде продукт-газа газообразные и жидкие продукты переработки из реактора, где последовательные сечения упомянутой загрузки последовательно пребывают в зонах нагревания, пиролиза, коксования, газификации и охлаждения, регулируют температуры в зоне горения в пределах от 800 до 1300oC, выгружают из реактора твердые продукты переработки, сжигают по крайней мере, часть продукт-газа, отличающийся тем, что в качестве газифицирующего агента используют дымовой газ, преимущественно в смеси с воздухом, причем долю дымового газа в газифицирующем агенте увеличивают при повышении температуры в зоне горения выше указанных пределов значений, а при снижении температуры в зоне горения ниже указанных пределов значений эту долю уменьшают.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрацию кислорода в газифицирующем агенте поддерживают в пределах от 2 до 18 об.%.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что максимальную температуру в реакторе поддерживают постоянной путем регулировки доли дымовых газов в подаваемом газифицирующем агенте.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть упомянутых дымовых газов направляется на сушку исходного материала, и при этом водяной пар, выделяющийся при сушке, вводят в состав газифицирующего агента.
RU98101335/03A 1998-01-22 1998-01-22 Способ переработки конденсированных горючих RU2152561C1 (ru)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98101335/03A RU2152561C1 (ru) 1998-01-22 1998-01-22 Способ переработки конденсированных горючих
PCT/FI1999/000044 WO1999037739A1 (en) 1998-01-22 1999-01-22 A method for processing condensed fuel by means of gasification
AU21660/99A AU738097B2 (en) 1998-01-22 1999-01-22 A method for processing condensed fuel by means of gasification
JP2000528647A JP2002501112A (ja) 1998-01-22 1999-01-22 ガス化によって凝縮燃料を処理する方法
CA002318971A CA2318971A1 (en) 1998-01-22 1999-01-22 A method for processing condensed fuel by means of gasification
EP99901608A EP1049755A1 (en) 1998-01-22 1999-01-22 A method for processing condensed fuel by means of gasification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98101335/03A RU2152561C1 (ru) 1998-01-22 1998-01-22 Способ переработки конденсированных горючих

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98101335A RU98101335A (ru) 1999-11-20
RU2152561C1 true RU2152561C1 (ru) 2000-07-10

Family

ID=20201550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98101335/03A RU2152561C1 (ru) 1998-01-22 1998-01-22 Способ переработки конденсированных горючих

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1049755A1 (ru)
JP (1) JP2002501112A (ru)
AU (1) AU738097B2 (ru)
CA (1) CA2318971A1 (ru)
RU (1) RU2152561C1 (ru)
WO (1) WO1999037739A1 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007126335A1 (en) 2006-05-02 2007-11-08 Institut Problem Khimicheskoi Fiziki Rossiiskoi Akademii Nauk (Ipkhf Ran) Method for processing condensed fuel by gasification and a device for carrying out said method
MD3917C2 (ru) * 2006-09-20 2009-12-31 Dinano Ecotechnology Llc Способ термохимической переработки углеродсодержащего сырья
RU2496854C2 (ru) * 2008-03-05 2013-10-27 Тиссенкрупп Уде Гмбх Система непрерывной подачи топлива в реактор для газификации угля
WO2014017955A2 (ru) 2012-07-25 2014-01-30 Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Компания "Интергаз" Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов, реактор для его осуществления (варианты) и установка для переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов
RU2520450C2 (ru) * 2012-10-09 2014-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Тепловые Технологии" (ООО АТТ) Способ получения свободного от пиролизных смол горючего газа при газификации конденсированного топлива и газогенераторы для его осуществления
CN109251753A (zh) * 2018-05-25 2019-01-22 华北科技学院 一种可再生能源协同互补的热电冷气联供系统及工艺
EE201900032A (et) * 2019-12-23 2021-07-15 Syngas OÜ Elektrotermiline reaktor

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI110266B (fi) * 1999-01-25 2002-12-31 Valtion Teknillinen Menetelmä hiilipitoisen polttoaineen kaasuttamiseksi leijukerroskaasuttimessa
US8246700B1 (en) * 2007-12-06 2012-08-21 Leonid Kutsin Method and system for recycling flue gas
DE102007062413B3 (de) * 2007-12-20 2009-09-10 Conera Process Solutions Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Wiederaufbereitung von CO2-haltigen Abgasen
DE102007062414B4 (de) * 2007-12-20 2009-12-24 Ecoloop Gmbh Autothermes Verfahren zur kontinuierlichen Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen
CN101412915B (zh) * 2008-11-21 2011-12-14 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 内热式连续制备生物质热解气化煤气的方法及热解气化炉
CN102234544A (zh) * 2010-04-26 2011-11-09 秦皇岛玻璃工业研究设计院 一种玻璃熔窑全氧煤气气化方法及设备
DE102011121508A1 (de) 2011-12-16 2013-06-20 Ecoloop Gmbh Gegenstromvergasung mit Synthesegas als Arbeitsmedium
RU2611870C2 (ru) * 2015-06-15 2017-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Способ переработки нефтесодержащих отходов (шламов)
CN107841344A (zh) * 2017-11-14 2018-03-27 华电电力科学研究院 一种电厂烟气与碳基固体燃料反应制取燃气的系统及方法
CN110319452B (zh) * 2019-07-05 2021-09-10 中节能(盘锦)清洁技术发展有限公司 锅炉烟气温度调节装置以及方法
RU2756622C1 (ru) * 2020-08-04 2021-10-04 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ переработки грунтов, загрязненных нефтепродуктами

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4164397A (en) * 1976-10-18 1979-08-14 Hunt Herbert H Fuel gas production
DE2729764A1 (de) * 1977-07-01 1979-01-04 Davy Bamag Gmbh Verfahren zur vergasung von kohlenstoffhaltigem material
US5228981A (en) * 1990-10-01 1993-07-20 Exxon Research & Engineering Company Coal as an additive to accelerate thermal cracking in coking
JPH0765868B2 (ja) * 1992-01-10 1995-07-19 カルソニック株式会社 アルミニウム製熱交換器コアの製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007126335A1 (en) 2006-05-02 2007-11-08 Institut Problem Khimicheskoi Fiziki Rossiiskoi Akademii Nauk (Ipkhf Ran) Method for processing condensed fuel by gasification and a device for carrying out said method
MD3917C2 (ru) * 2006-09-20 2009-12-31 Dinano Ecotechnology Llc Способ термохимической переработки углеродсодержащего сырья
RU2496854C2 (ru) * 2008-03-05 2013-10-27 Тиссенкрупп Уде Гмбх Система непрерывной подачи топлива в реактор для газификации угля
WO2014017955A2 (ru) 2012-07-25 2014-01-30 Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Компания "Интергаз" Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов, реактор для его осуществления (варианты) и установка для переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов
RU2520450C2 (ru) * 2012-10-09 2014-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Тепловые Технологии" (ООО АТТ) Способ получения свободного от пиролизных смол горючего газа при газификации конденсированного топлива и газогенераторы для его осуществления
CN109251753A (zh) * 2018-05-25 2019-01-22 华北科技学院 一种可再生能源协同互补的热电冷气联供系统及工艺
EE201900032A (et) * 2019-12-23 2021-07-15 Syngas OÜ Elektrotermiline reaktor
EE05863B1 (et) * 2019-12-23 2024-01-15 Syngas OÜ Elektrotermiline reaktor

Also Published As

Publication number Publication date
AU738097B2 (en) 2001-09-06
CA2318971A1 (en) 1999-07-29
EP1049755A1 (en) 2000-11-08
WO1999037739A1 (en) 1999-07-29
AU2166099A (en) 1999-08-09
JP2002501112A (ja) 2002-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2152561C1 (ru) Способ переработки конденсированных горючих
CA1075003A (en) Process and apparatus for the production of combustible gas
US4497637A (en) Thermochemical conversion of biomass to syngas via an entrained pyrolysis/gasification process
RU2272064C2 (ru) Способ пиролиза и газификации органических веществ или смесей органических веществ и устройство для осуществления способа
US6039774A (en) Pyrolytic conversion of organic feedstock and waste
McKendry Energy production from biomass (part 3): gasification technologies
US6808390B1 (en) Process for carbonizing wood residues and producing activated carbon
WO2007081296A1 (en) Downdraft/updraft gasifier for syngas production from solid waste
US4142867A (en) Apparatus for the production of combustible gas
JP2003504454A5 (ru)
JPS6039713B2 (ja) リグノセルロ−ス産物のガス化方法及び該方法の実施装置
AU2010295138A1 (en) External combustion and internal heating type coal retort furnace
US8968520B2 (en) Coal processing to upgrade low rank coal having low oil content
WO1994024228A1 (en) Process for the production of liquid fuel, gaseous fuel, coke and active coal
RU2150045C1 (ru) Способ переработки горючих твердых бытовых отходов
FI125685B (fi) Menetelmä pyrolyysin suorittamiseksi ja pyrolyysilaitteisto
US4309197A (en) Method for processing pulverized solid fuel
Roy et al. The biomass Pyrocycling TM process
US10590346B2 (en) Efficient use of biomass in regenerative furnace firing
JP2005075925A (ja) 有機質廃材熱分解炭化法
RU2408820C1 (ru) Установка для мультифазового пиролиза органического сырья
CN1207370C (zh) 一种煤气化的方法及装置
RU2437030C1 (ru) Способ термической переработки несортированных твердых бытовых отходов
GB2055890A (en) Method for Processing Pulverized Solid Fuel
JPS5829997B2 (ja) 都市固形廃棄物の流動熱分解法

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20060420

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090123