RU2349623C1 - Pyrolysis reactor for powdered coal - Google Patents
Pyrolysis reactor for powdered coal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349623C1 RU2349623C1 RU2007123038/15A RU2007123038A RU2349623C1 RU 2349623 C1 RU2349623 C1 RU 2349623C1 RU 2007123038/15 A RU2007123038/15 A RU 2007123038/15A RU 2007123038 A RU2007123038 A RU 2007123038A RU 2349623 C1 RU2349623 C1 RU 2349623C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyrolyzer
- gas
- separator
- pulverized coal
- cone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области пиролиза угольной пыли, протекающего в высокоскоростном потоке горячего инертного газового теплоносителя, и может быть использовано при создании энергетических газовых и парогазовых установок для производства полукокса.The invention relates to the field of pyrolysis of coal dust flowing in a high-speed stream of a hot inert gas coolant, and can be used to create energy gas and combined cycle plants for the production of semi-coke.
Известна система сжигания пылевидного твердого топлива со встроенной системой подогрева пыли, основанная на процессе пиролиза угольной пыли в бескислородной среде при температуре 650-850°С, включающая устройство для подачи и сжигания топливо-воздушной смеси для получения газа-теплоносителя, устройство для нагрева топливных частиц, канал для подвода термообработанной пыли совместно с продуктами газификации и газом-теплоносителем, при этом в рабочем канале развиваются три основных процесса: смешение угольной пыли с горячим теплоносителем, прогрев угольной пыли и выделение летучих веществ (RU №2088848, F23D 1/00). Высоконцентрированная аэросмесь подается на узел подогрева устройства, для получения теплоносителя используется природный газ и близкое к стехиометрическому количество воздуха. Наличие высокотемпературных продуктов сгорания вспомогательного топлива обеспечивает в зоне контакта с ПВК развитие высокоскоростного прогрева пылевых частиц, выделение термонеустойчивых летучих соединений. После протекания указанных процессов пылегазовая смесь выводиться из устройства в топку котла.A known system for burning pulverized solid fuel with an integrated dust heating system, based on the process of pyrolysis of coal dust in an oxygen-free environment at a temperature of 650-850 ° C, including a device for supplying and burning a fuel-air mixture to produce a heat carrier gas, a device for heating fuel particles , a channel for supplying heat-treated dust together with gasification products and a heat carrier gas, while in the working channel three main processes develop: mixing of coal dust with a hot heat carrier m, heating of coal dust and the release of volatile substances (RU No. 2088848, F23D 1/00). A highly concentrated aerosol mixture is fed to the device’s heating unit; natural gas and an amount of air close to the stoichiometric are used to obtain the coolant. The presence of high-temperature combustion products of auxiliary fuel ensures the development of high-speed heating of dust particles in the zone of contact with PVC, the release of thermally unstable volatile compounds. After these processes, the dust and gas mixture is removed from the device into the boiler furnace.
Недостатком данной системы является невозможность разделения продуктов пиролиза, т.к получаемые в процессе пиролиза вещества выводятся из аппарата одним потоком, что делает невозможным раздельное использование парогазовой и твердой фракций.The disadvantage of this system is the inability to separate the pyrolysis products, because the substances obtained in the pyrolysis process are removed from the apparatus in one stream, which makes it impossible to separate the use of combined-cycle and solid fractions.
Известна установка для термической переработки твердого углесодержащего сырья с получением активного угля, содержащая камеру нагрева, снабженную средством для ввода углесодержащего сырья, соединенный с ней пиролизер с патрубком для ввода парогазовой смеси, средство для вывода готового продукта, при этом камера сгорания выполнена в виде горизонтальной огнеупорной трубы и снабжена горелкой и инерционным сепаратором, расположенным за средством для ввода сырья, а пиролизер выполнен в виде необогреваемой камеры, соединенный входом с выходом осажденных фракций инерционного сепаратора (RU №2100401, МПК С10В 49/02, С10В 31/08).A known installation for the thermal processing of solid carbon-containing raw materials to produce activated carbon, comprising a heating chamber equipped with means for introducing carbon-containing raw materials, a pyrolyzer connected to it with a pipe for introducing a vapor-gas mixture, means for outputting the finished product, while the combustion chamber is made in the form of a horizontal refractory pipes and is equipped with a burner and an inertial separator located behind the means for introducing raw materials, and the pyrolyzer is made in the form of an unheated chamber, connected by an inlet to an outlet house of precipitated fractions of the inertial separator (RU No. 2100401, MPK С10В 49/02, СВВ 31/08).
Недостатком данной установки является осуществление процесса пиролиза в нескольких аппаратах слоевого типа, что придает низкую инерционность данному процессу за счет длительного пребывания топливных частиц в каждом из этих аппаратов, что значительно затрудняет также регулирование производственного процесса при энергопроизводстве.The disadvantage of this installation is the implementation of the pyrolysis process in several devices of the layered type, which gives low inertia to this process due to the long stay of fuel particles in each of these devices, which significantly complicates the regulation of the production process during power production.
Кроме того, указанная установка очень объемна, требует постройки отдельного здания, в результате невозможна ее установка непосредственно с потребителями продуктов пиролиза, например ПГУ, что увеличивает капитальные затраты при ее сооружении и эксплуатации, т.к. для ее эксплуатации требуются протяженные линии трубопроводов, накопителей, охладителей для подачи полученного полукокса в топку котла.In addition, this installation is very voluminous, it requires the construction of a separate building, as a result, it cannot be installed directly with consumers of pyrolysis products, such as CCGT, which increases capital costs during its construction and operation, because for its operation, extended lines of pipelines, storage tanks, and coolers are required for supplying the obtained semi-coke to the boiler furnace.
Задачей предлагаемого изобретения является создание установки для пиролиза пылевидного угля, позволяющей повысить эффективность и экономичность процесса пиролиза, а также обеспечить размещение установки вблизи энергетического оборудования, использующего продукты пиролиза, например ПГУ.The objective of the invention is to provide a plant for the pyrolysis of pulverized coal, which improves the efficiency and economy of the pyrolysis process, as well as to ensure that the installation is located near power equipment using pyrolysis products, such as CCGT.
Для достижения указанного технического результата в пиролизере для пылевидного угля, включающем корпус, средство для ввода вспомогательного топлива, средство для ввода сырья, горелку для сжигания вспомогательного топлива с камерой сгорания, сепаратор, газоотводящий патрубок, патрубок вывода готового твердого продукта, согласно изобретению сепаратор выполнен в виде сужающегося вниз усеченного конуса, размещенного в цилиндрическом корпусе пиролизера, с образованием газосборной камеры между стенками корпуса и его поверхностью, при этом основание конуса примыкает к внутренней поверхности цилиндрической части корпуса, а газосборная камера соединена с рабочей частью пиролизера через жалюзийные каналы;To achieve the specified technical result in a pyrolyzer for pulverized coal, comprising a housing, means for introducing auxiliary fuel, means for introducing raw materials, a burner for burning auxiliary fuel with a combustion chamber, a separator, a gas outlet pipe, an outlet pipe for the output of a finished solid product, according to the invention, the separator is made in in the form of a truncated cone tapering downward, placed in a cylindrical pyrolyzer casing, with the formation of a gas collection chamber between the casing walls and its surface, while m the base of the cone is adjacent to the inner surface of the cylindrical part of the housing, and the gas collection chamber is connected to the working part of the pyrolyzer through louvre channels;
- патрубок вывода готового твердого продукта снабжен регулятором уровня слоя готового продукта;- the outlet pipe of the finished solid product is equipped with a level controller of the finished product layer;
- по периметру вертикального корпуса тангенциально установлены сопла для ввода пара;- nozzles for introducing steam are tangentially mounted around the perimeter of the vertical casing;
- верхний участок пиролизера установлен тангенциально к цилиндрической части корпуса;- the upper section of the pyrolyzer is installed tangentially to the cylindrical part of the body;
- над верхним основанием сепаратора дополнительно установлен конусообразный жалюзийный сепаратор вершиной вверх, при этом основания основного и дополнительного сепараторов соединены кольцевой или конусной перегородкой, над которой установлены дополнительные патрубки отвода готового твердого продукта.- above the upper base of the separator, an additional cone-shaped louvre separator is installed with the top up, while the bases of the main and additional separators are connected by an annular or conical partition, over which additional branch pipes of the outlet of the finished solid product are installed.
Установка сепаратора, выполненного в виде усеченного конуса с жалюзийными каналами, прикрепленного к стенкам вертикального корпуса пиролизера, обеспечивает протекание высокоскоростного процесса пиролиза угольной пыли и эффективное разделение продуктов пиролиза непосредственно в одном корпусе, кроме того, выполнение сепаратора конусообразным позволяет создать кольцевую зону между вертикальными стенками пиролизера и поверхностью конуса, в которую через жалюзииные каналы поступают газообразные продукты пиролиза, перетекающие затем в газоотводящий патрубок, которым заканчивается газообразная камера.The installation of a separator made in the form of a truncated cone with louvre channels attached to the walls of the vertical pyrolyzer casing ensures the high-speed process of pyrolysis of coal dust and the effective separation of the pyrolysis products directly in one casing, in addition, the cone-shaped separator allows creating an annular zone between the vertical walls of the pyrolyzer and the surface of the cone into which gaseous pyrolysis products flow through the louvred channels in the gas exhaust pipe, which ends the gaseous chamber.
Таким образом, предложенная конструкция пиролизера позволяет технологически использовать как твердую составляющую пиролиза - полукокс, так и газовую - пиролизный газ, что позволит использовать ее, например, в угольных парогазовых установках.Thus, the proposed construction of the pyrolyzer allows the technological use of both the solid component of pyrolysis — semi-coke and the gas — pyrolysis gas, which will allow it to be used, for example, in coal-fired combined cycle plants.
Снабжение патрубка вывода готового продукта регулятором уровня слоя полукокса позволяет предотвратить поступление парогазовой смеси в патрубок отвода полукокса.The supply of the outlet pipe of the finished product with the regulator of the level of the semicoke layer allows to prevent the entry of the gas mixture into the outlet pipe of the semicoke.
Установка по периметру корпуса пиролизера тангенциальных сопел обеспечивает интенсификацию крутки пылегазового потока и, как следствие, теплообмена, а также частичную газификацию угольной пыли.The installation of tangential nozzles along the perimeter of the pyrolyzer casing provides intensification of the twist of the dust and gas stream and, as a result, heat transfer, as well as partial gasification of coal dust.
Установка верхней части пиролизера тангенциально к цилиндрическому корпусу пиролизера обеспечивает интенсификацию вращательного движения пылегазовой смеси на рабочем участке цилиндрической части пиролизера, повышая тем самым интенсивность теплообмена, что способствует более быстрому протеканию процесса пиролиза и более эффективному разделению твердых и парогазовых продуктов пиролиза.The installation of the upper part of the pyrolyzer tangentially to the cylindrical body of the pyrolyzer provides intensification of the rotational motion of the dust and gas mixture in the working section of the cylindrical part of the pyrolyzer, thereby increasing the heat transfer rate, which contributes to a more rapid course of the pyrolysis process and more efficient separation of solid and vapor-gas pyrolysis products.
Установка дополнительного конусообразного жалюзийного сепаратора над основным сепаратором и снабжение дополнительными патрубками отвода готового твердого продукта обеспечивает дополнительное отделение твердого продукта пиролиза, который отводится через дополнительные патрубки.Installing an additional cone-shaped louvre separator above the main separator and supplying additional outlet pipes for the finished solid product provides additional separation of the solid pyrolysis product, which is discharged through additional nozzles.
На фиг.1 изображена схема пиролизера в вертикальном разрезе; на фиг.2 - вертикальный разрез верхнего участка пиролизера при его тангенциальной установке; на фиг.3 изображена схема пиролизера (вертикальный разрез) с установленным дополнительным коническим сепаратором.Figure 1 shows a diagram of a pyrolyzer in a vertical section; figure 2 is a vertical section of the upper section of the pyrolyzer with its tangential installation; figure 3 shows a diagram of a pyrolyzer (vertical section) with an installed additional conical separator.
Предлагаемый пиролизер для пылевидного угля содержит корпус 1, выполненный в виде вертикальной циклонной реторты, в верхней части которой установлена горелка 2 для сжигания вспомогательного топлива, поступающего через патрубок 3, и создания закрученного потока горячего газового теплоносителя, а также патрубок подвода воздуха 4 и патрубок подвода высококонцентрированной аэросмеси 5. Внутри цилиндрической части корпуса 1 установлен сепаратор 6, выполненный в виде усеченного конуса, с жалюзийными каналами 7, выполненными в несколько рядов по высоте, через которые газосборная камера 8 связана с рабочей зоной пиролизера. Сепаратор 6 своим основанием крепится непосредственно к внутренней поверхности цилиндрической части корпуса пиролизера, при этом конический сепаратор 6 образует с корпусом 1 кольцевую газосборную камеру 8, переходящую в газоотводящий патрубок 9 в нижней части корпуса. В нижней части сепаратора 6 установлен патрубок 10 отвода готового твердого продукта с регулятором уровня 11. По периметру верхней части цилиндрического корпуса тангенциально установлены сопла 12.The proposed pyrolyzer for pulverized coal contains a housing 1 made in the form of a vertical cyclone retort, in the upper part of which there is a
Работает предлагаемый пиролизер для пылевидного угля следующим образом.The proposed pyrolyzer for pulverized coal works as follows.
В горелке 2 происходит сжигание вспомогательного топлива, поступающего через патрубок 3, в количестве, необходимом для прогрева всего объема угольной пыли до температуры пиролиза. Через патрубок 5 подается высоконцентрированная угольная пыль, которая, выходя из патрубка 5, попадает в зону потока горячих газов, где процесс горения вспомогательного топлива уже завершен. За счет вихревого криволинейного движения горячих газов и малого размера угольных частиц обеспечивается их высокоскоростной нагрев (104-105)°С/с до температуры порядка (700-900)°С. В реакционной зоне происходит выделение летучих из частиц угольной пыли за счет их высокой температуры и одновременно разделение паро-газовой составляющей и твердой фазы за счет центробежных сил вращательного движения пылегазового потока.In the
Проходя по конусообразному жалюзийному сепаратору 6, парогазовая смесь через жалюзийные каналы 7 переходит в газосборную камеру 8 и далее в газоотводящий патрубок 9. Твердые частицы - полукокс отбрасываются в центробежном потоке к стенкам конусообразного сепаратора 6, при этом часть частиц сепарируется из потока при развороте его в жалюзийных каналах 7 при перетекании в газосборную камеру 8. Таким образом, происходит двухступенчатое разделение парогазовой и твердой составляющих за счет циклонного разделения и дополнительного в жалюзийном сепараторе, что значительно повышает эффективность работы устройства.Passing through a cone-
С помощью регулятора 11 поддерживается определенная высота запирающего слоя полукокса, что предотвращает переток парогазовой смеси в патрубок отвода готового твердого продукта - полукокса, увеличивая тем самым время дегазации летучих.With the help of the regulator 11, a certain height of the closing layer of the semicoke is maintained, which prevents overflow of the vapor-gas mixture into the outlet pipe of the finished solid product - semicoke, thereby increasing the time for the degassing of volatiles.
Интенсификация процессов, протекающих в пиролизере, обеспечивается введением пара через тангенциально установленные в верхнем участке цилиндрического корпуса 1 сопла 12, так как ввод пара создает дополнительную закрутку пылегазового потока, что усиливает эффект инерционного центробежного разделения твердых частиц и газа. Кроме того, это позволяет охлаждать внутреннюю стенку корпуса 1 пиролизера в зоне высоких температур за счет создания паровой пленки по периметру. Дополнительный эффект при этом проявляется в увеличении объема получаемого газа, т.к. помимо выхода летучих из угольной пыли происходит частичная газификация угольных частиц при реакции с водяным паром.The intensification of the processes occurring in the pyrolyzer is provided by the introduction of steam through the
На фиг.2 - вертикальный разрез верхнего участка пиролизера при его тангенциальной установке. Тангенциальный ввод греющего теплоносителя и угольной пыли обеспечивает увеличение вращательной составляющей в основной части пиролизера, что положительно сказывается на интенсификации теплообмена в потоке и разделении газовой составляющей (пиролизного газа) и твердой составляющей (полукокса).Figure 2 is a vertical section of the upper section of the pyrolyzer with its tangential installation. The tangential input of the heating coolant and coal dust provides an increase in the rotational component in the main part of the pyrolyzer, which positively affects the intensification of heat transfer in the stream and the separation of the gas component (pyrolysis gas) and the solid component (semi-coke).
На фиг.3 изображена схема пиролизера (вертикальный разрез) с установленным дополнительным коническим сепаратором 13, патрубками отвода твердого продукта 14 и конусной перегородкой 15.Figure 3 shows a diagram of a pyrolyzer (vertical section) with an installed additional
В данном варианте дополнительный сепаратор 13 расположен вершиной вверх. По линии примыкания сепараторов к корпусу выполнена конусная перегородка 15, которая способствует самопроизвольному движению твердого продукта пиролиза к патрубкам отвода 14 и предотвращает образование зон скопления твердого продукта, что гарантирует от возникновения возгораний и взрывов.In this embodiment, the
После разделения парогазовой составляющей и твердой фазы в верхнем коническом сепараторе 13 частицы полукокса по стенкам пиролизера и конусной перегородке попадают в патрубки отвода 14, в которых также устанавливаются регуляторы уровня пыли. Парогазовая смесь после разделения проходит через верхний сепаратор 13, внутри которого происходит дополнительное отделение частиц полукокса, которые удаляются через нижний патрубок 11. Пиролизный газ через жалюзийные отверстия нижнего конусного сепаратора отводится в газосборную камеру 8 и далее к газоотводящему патрубку 9. Таким образом, многократное разделение парогазовой и твердой составляющих обеспечивает более высокое качество разделения и повышает эффективность работы пиролизера.After the separation of the gas-vapor component and the solid phase in the upper
Преимущества предлагаемого пиролизера заключаются в том, что процесс пиролиза протекает в едином потоке, что обеспечивается вертикальным цилиндрическим корпусом, в котором одновременно перемещаются газовый теплоноситель и термообработанная угольная пыль. За время перемещения этого потока происходит процесс разложения угольных частиц с выделением пиролизного газа и твердого остатка - полукокса. Разделение газовой и твердой фаз завершается в коническом жалюзийном сепараторе.The advantages of the proposed pyrolyzer are that the pyrolysis process proceeds in a single stream, which is ensured by a vertical cylindrical body in which the gas coolant and heat-treated coal dust move simultaneously. During the movement of this stream, the process of decomposition of coal particles occurs with the release of pyrolysis gas and a solid residue - semi-coke. The separation of gas and solid phases is completed in a conical louvre separator.
Предложенное компоновочное решение пиролизера, осуществление процесса пиролиза и разделение его продуктов в одном устройстве делает это устройство малогабаритным, что позволяет устанавливать его непосредственно вблизи энергетического оборудования, использующего продукты пиролиза, например котла, ПТУ, паротурбинной установки и газотурбогенераторов.The proposed layout solution of the pyrolyzer, the implementation of the pyrolysis process and the separation of its products in one device makes this device small-sized, which allows it to be installed directly near power equipment using pyrolysis products, such as a boiler, technical training center, steam turbine unit and gas turbine generators.
Предлагаемое техническое решение соответствует критерию «новизна», т.к. из уровня техники не известна совокупность существенных признаков, характеризующих данное изобретение, и носит творческий характер, а также связано с новыми знаниями, которые являются вкладом изобретателей в уровень техники.The proposed technical solution meets the criterion of "novelty", because the prior art does not know the totality of the essential features that characterize this invention, and is creative in nature, and is also associated with new knowledge, which is the contribution of the inventors to the prior art.
Предлагаемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. оно не вытекает для специалиста явным образом из сведений по уровню техники.The proposed solution meets the criterion of "inventive step", because it does not follow explicitly from prior art information for a specialist.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007123038/15A RU2349623C1 (en) | 2007-06-19 | 2007-06-19 | Pyrolysis reactor for powdered coal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007123038/15A RU2349623C1 (en) | 2007-06-19 | 2007-06-19 | Pyrolysis reactor for powdered coal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2349623C1 true RU2349623C1 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40545233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007123038/15A RU2349623C1 (en) | 2007-06-19 | 2007-06-19 | Pyrolysis reactor for powdered coal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2349623C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11834611B2 (en) | 2019-01-17 | 2023-12-05 | His Majesty The King In Right Of Canada, Represented By The Minister Of Natural Resources | Reactor and method for ablative centrifuge pyrolysis |
-
2007
- 2007-06-19 RU RU2007123038/15A patent/RU2349623C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11834611B2 (en) | 2019-01-17 | 2023-12-05 | His Majesty The King In Right Of Canada, Represented By The Minister Of Natural Resources | Reactor and method for ablative centrifuge pyrolysis |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103992824B (en) | The coal pyrolytic gasified staged conversion device and method of cyclone | |
CN103911179B (en) | Coal gasification method and device | |
CN104593037B (en) | A kind of method of combined type coal hydrogenation oil refining reactor and oil refining | |
CA2765877A1 (en) | Method and system for cleaning of and heat recovery from hot gases | |
CN110312780B (en) | Full steam gasification for supercritical carbon dioxide power cycle system | |
CN103740409B (en) | Multi-stage gas distribution high-temperature coal gasification device and method | |
KR101632147B1 (en) | Power plant for generating electric power by biomass | |
RU2627865C1 (en) | Production method of synthetic gas from low-calorial brown coals with high-ash and device for its implementation | |
CN108949209A (en) | The system and technique that a kind of powdered activated coke, heat, Electricity Federation produce | |
CN106753494B (en) | Activated coke preparation facilities and method | |
CN104789270A (en) | Biomass two-section type dry distillation gasification process and device | |
JP7400097B2 (en) | Dust removal device for coke dry fire extinguishing and method for improving steam yield of coke dry fire extinguishing boiler | |
US8163047B2 (en) | Methods and apparatus for cooling syngas in a gasifier | |
RU2349623C1 (en) | Pyrolysis reactor for powdered coal | |
RU169609U1 (en) | Installation for producing synthesis gas from coal-water fuel | |
CN104152184B (en) | Biomass whirlwind pyrolysis-suspension combustion combined gasification equipment and gasification process thereof | |
CN204369820U (en) | Biomass gasifying furnace waste heat comprehensive utilization system | |
CN104479742B (en) | Biomass gas preparation system | |
CN205261906U (en) | Biomass gasification burning hot water stove | |
RU2482164C1 (en) | Gasification reactor | |
CN108410509A (en) | The coke powder and coal gas environment-protection production method to be gasified based on coal powder pure oxygen half | |
CN204369819U (en) | From preheating biomass gasifying furnace | |
CN1935951A (en) | High temperature gasifying apparatus for solid carbon raw material | |
CN107384479A (en) | A kind of device and method of fixed-bed gasification furnace and coal-fired electric generation furnace coupled electricity-generation | |
RU2434928C2 (en) | Pyrolysis plant for urban ore utilisation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090620 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110510 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140620 |