RU2360942C1 - Plant for thermal processing of solid fuels - Google Patents
Plant for thermal processing of solid fuels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360942C1 RU2360942C1 RU2008119062/15A RU2008119062A RU2360942C1 RU 2360942 C1 RU2360942 C1 RU 2360942C1 RU 2008119062/15 A RU2008119062/15 A RU 2008119062/15A RU 2008119062 A RU2008119062 A RU 2008119062A RU 2360942 C1 RU2360942 C1 RU 2360942C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- ash
- outlet
- fuel
- aero
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области термической переработки твердых топлив, например горючих сланцев, углей и т.п., и может быть использовано в энергетике и других отраслях при переработке твердых топлив и органосодержащих отходов для получения высококалорийных жидкого и газообразного топлив.The invention relates to the field of thermal processing of solid fuels, such as oil shale, coal, etc., and can be used in the energy sector and other industries in the processing of solid fuels and organo-waste products to produce high-calorie liquid and gaseous fuels.
Известна установка для термической переработки горючих сланцев, содержащая последовательно установленные сушилку с питателем сырья, сепаратор отработавшего сушильного агента, смеситель твердого теплоносителя и сланца, связанный с реактором пиролиза, выход которого соединен патрубком отвода парогазовой смеси через устройство ее очистки от твердых частиц с отделением конденсации, и с аэрофонтанной топкой посредством шнекового питателя коксозольного остатка, выход из которой связан с делителем потока, а последний соединен с сепаратором теплоносителя и сепаратором золы, газовый выход которого подсоединен ко входу котла-утилизатора, а золоспускной патрубок соединен с зольным теплообменником, охлаждаемым, например, воздухом (см., например, ж-л "Электрические станции" №1, 1987 г., стр.20).A known installation for the thermal processing of oil shale, containing a sequentially installed dryer with a raw material feeder, a separator of spent drying agent, a mixer of solid heat carrier and oil shale, connected to a pyrolysis reactor, the outlet of which is connected by a pipe for removing gas-vapor mixture through a device for cleaning it from solid particles with a condensation separation, and with an aero-fountain furnace by means of a screw feeder of a coke ash residue, the output of which is connected to a flow divider, and the latter is connected to a separator ohm coolant and an ash separator, the gas outlet of which is connected to the inlet of the recovery boiler, and the ash outlet is connected to an ash heat exchanger cooled, for example, by air (see, for example, railway station "Electric stations" No. 1, 1987, p. .twenty).
Недостатком этого решения, в частности, является то обстоятельство, что такая установка может эффективно работать, когда теплота сгорания сланца от среднего значения изменяется в ту и другую стороны в пределах до 10-15%.The disadvantage of this solution, in particular, is the fact that such an installation can work efficiently when the calorific value of the oil shale changes from one average to the other in the range up to 10-15%.
Если теплота сгорания сланца снижается более значительно, то тепла, которое выделяется от сгорания коксозольного остатка в аэрофонтанной топке, оказывается недостаточно для нагрева твердого теплоносителя до такой температуры, при которой в реакторе пиролиза выделяется максимальное количество парогазовой смеси, следовательно снижается количество получаемых жидких углеводородов (искусственной нефти).If the calorific value of oil shale decreases more significantly, then the heat released from the combustion of the coke-ash residue in the aero-fountain furnace is not enough to heat the solid heat carrier to such a temperature that the maximum amount of gas-vapor mixture is released in the pyrolysis reactor, therefore, the amount of produced liquid hydrocarbons (artificial oil).
Известна также установка для термической переработки твердых топлив, содержащая последовательно установленные смеситель сланца и твердого теплоносителя, связанный с одной стороны с золоспускным патрубком сепаратора теплоносителя, а с другой - с реактором пиролиза, выход которого соединен через устройства очистки парогазовой смеси с отделением конденсации и посредством шнекового питателя - коксозольного остатка - с аэрофонтанной топкой, а выход продуктов сгорания из аэрофонтанной топки связан посредством делителя потока с сепаратором теплоносителя и котлом-утилизатором (см. патент РФ №2117687 от 17.12.1998 г. по кл. С10В 53/06, 49/16; C10J 3/20, 3/86). Данной установке свойственен тот же недостаток.There is also known a plant for the thermal processing of solid fuels, containing a sequentially installed mixer for shale and solid coolant, connected on the one hand with the ash discharge pipe of the coolant separator, and on the other hand, with a pyrolysis reactor, the outlet of which is connected through steam and gas mixture purification devices to the condensation compartment and by means of a screw feeder - coke residue - with an air-fired furnace, and the output of combustion products from the air-fired furnace is connected via a flow divider to a separator m of coolant and a waste heat boiler (see RF patent No. 2117687 of 12/17/1998 according to class C10B 53/06, 49/16; C10J 3/20, 3/86). This installation has the same drawback.
Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является обеспечение стабильной и эффективной работы установки в условиях значительно изменяющейся теплоты сгорания поставляемого сланца в результате поддержания постоянного теплосодержания среды от потоков, поступающих на вход аэрофонтанной топки.The task to which the claimed technical solution is directed is to ensure stable and efficient operation of the installation in conditions of significantly changing heat of combustion of the supplied oil shale as a result of maintaining a constant heat content of the medium from the flows entering the air-fired combustion chamber inlet.
Поставленная задача достигается тем, что установка для термической переработки твердого топлива, например горючих сланцев, содержащая последовательно установленные бункер подготовленного топлива, например после сушки, с питателем топлива, смеситель топлива и твердого теплоносителя, реактор пиролиза, осадительную камеру с циклоном для очистки от пыли парогазовой смеси, поступающей в устройство для конденсации, аэрофонтанную топку, соединенную через делитель продуктов сгорания аэрофонтанной топки с сепаратором твердого теплоносителя, газовый выход которого соединен с зольным сепаратором, а его золоспускной выход - с зольным теплообменником, при этом газовый выход зольного сепаратора соединен с котлом-утилизатором, отличающаяся тем, что установка снабжена трубопроводом газа пиролиза с запорно-регулирующим устройством, связывающим газовый выход отделения конденсации с входом аэрофонтанной топки, который оборудован регулятором расхода газа пиролиза, работающий от импульса величины температуры теплоносителя после аэрофонтанной топки.The task is achieved in that the installation for the thermal processing of solid fuel, for example oil shale, containing sequentially installed hopper of prepared fuel, for example after drying, with a fuel feeder, a fuel and solid coolant mixer, a pyrolysis reactor, a precipitation chamber with a cyclone for dust and gas treatment the mixture entering the condensation device, an aero-fountain furnace connected through a divider of combustion products of an aero-fountain furnace with a solid coolant separator the gas outlet of which is connected to the ash separator, and its ash outlet is connected to the ash heat exchanger, while the gas outlet of the ash separator is connected to the recovery boiler, characterized in that the installation is equipped with a pyrolysis gas pipeline with a shut-off and control device connecting the gas outlet of the condensation separation with the entrance of the aero-fountain furnace, which is equipped with a pyrolysis gas flow regulator, operating from an impulse of the temperature of the coolant after the aero-fountain furnace.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема предложенной установки для термической переработки твердых топлив, а на фиг.2 показано содержание смолы в слое сланца по его глубине (в %).The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a schematic diagram of the proposed installation for thermal processing of solid fuels, and figure 2 shows the resin content in the slate layer by its depth (in%).
Установка содержит бункер 1 подготовленного топлива, например после сушки, из которого топливо, в частности сланец, питателем 2 подается в смеситель 3, который подсоединен к зольному выходу циклона твердого теплоносителя 4 и реактору пиролиза 5, подключенному к осадительной камере 6, коксозольный выход которой соединен питателем 7 коксозольного остатка с входом аэрофонтанной топки 8, а другой выход осадительной камеры через циклон 9 для очистки парогазовой смеси от пыли соединен с устройством для конденсации 10 парогазовой смеси, выход неконденсирующегося горючего газа из которого подсоединен через нагнетатель 11 к трубопроводу 12, подключенному ко входу аэрофонтанной топки, при этом трубопровод снабжен регулятором расхода газа 13 и запорно-регулирующей задвижкой 14, размещенными последовательно по направлению движения газа, причем регулятор расхода газа электрически связан с датчиком 15 для измерения температуры теплоносителя в газоходе после аэрофонтанной топки с последующим поддержанием этой температуры постоянной путем сохранения суммарного теплосодержания потоков на входе в аэрофонтанную топку при изменении теплоты сгорания топлива подачей части газа пиролиза.The installation comprises a prepared fuel hopper 1, for example, after drying, from which fuel, in particular oil shale, is fed by a feeder 2 to a mixer 3, which is connected to the ash outlet of the cyclone of the solid heat carrier 4 and to the pyrolysis reactor 5, connected to the
Выход из аэрофонтанной топки связан посредством делителя потоков 16 с циклоном 4 и с зольным сепаратором 17, золоспускной патрубок которого соединен с зольным теплообменником 18 охлаждаемым воздухом от воздуходувки 19, а газовый патрубок подключен к котлу-утилизатору 20, снабженному устройством 21 очистки продуктов сгорания от золы.The exit from the airborne firebox is connected through a stream splitter 16 to a cyclone 4 and to an ash separator 17, the ash outlet of which is connected to the ash heat exchanger 18 by cooled air from the blower 19, and the gas pipe is connected to a waste heat boiler 20, equipped with a device 21 for cleaning combustion products from ash .
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Подготовленное топливо, например, сланец, с размерами частиц не более 20 мм подается из бункера 1 питателем 2 в смеситель 3, где перемешивается с твердым теплоносителем, поступающим при температуре 700-800°С из циклона 4. В качестве твердого теплоносителя служит образующаяся зола топлива. Смесь сланца и теплоносителя поступает в реактор пиролиза 5, где в результате нагрева топлива в бескислородной среде (пиролиз) происходит образование парогазовой смеси, содержащей пары воды, тяжелых углеводородов и неконденсирующихся газов CH4, C2H4, H2, CO2, CO, N2 и других. Парогазовая смесь после очистки от взвешенных частиц золы в осадительной камере 6 и циклоне 9 отводится в устройство для конденсации парогазовой смеси 10, где сконденсировавшиеся тяжелые углеводороды образуют смолу (искусственную нефть), а неконденсируемая часть парогазовой смеси - полукоксовый горючий газ, который отводится из отделения конденсации на использование, например, в котле-утилизаторе 20.Prepared fuel, for example, shale, with a particle size of not more than 20 mm, is fed from hopper 1 by feeder 2 to mixer 3, where it is mixed with a solid coolant supplied at a temperature of 700-800 ° C from cyclone 4. The resulting fuel ash is used as a solid coolant . The mixture of shale and coolant enters the pyrolysis reactor 5, where as a result of heating the fuel in an oxygen-free medium (pyrolysis), a vapor-gas mixture is formed containing water vapor, heavy hydrocarbons and non-condensable gases CH 4 , C 2 H 4 , H 2 , CO 2 , CO , N 2 and others. The vapor-gas mixture after purification from suspended ash particles in the
Не перешедшая в реакторе пиролиза органика топлива вместе с минеральной частью образует коксозольный остаток, который поступает в аэрофонтанную топку 8, где его органика сжигается в потоке воздуха, подаваемого воздуходувкой 19. В результате сжигания коксозольного остатка температура образовавшегося потока газовзвеси на выходе из аэрофонтанной топки повышается до 700-800°С. Этот высокотемпературный поток газовзвеси поступает в делитель 16, в котором разделяется на две части: одна часть поступает в циклон 4 для выделения золы, служащей теплоносителем, другая - через газовыхлопной патрубок сепаратора 4 - в зольный сепаратор 17, из которого очищенные от золы газы направляются в котел-утилизатор 20, а уловленная зола отводится в зольный теплообменник 18, охлаждаемый, например, воздухом, и затем выводится из цикла.The fuel organics that did not pass in the pyrolysis reactor together with the mineral part forms a coke ash residue, which enters the aero-fountain furnace 8, where its organic matter is burned in the air stream supplied by the blower 19. As a result of burning the coke-ash residue, the temperature of the resulting gas suspension stream at the outlet of the aero-fountain furnace rises to 700-800 ° C. This high-temperature flow of gas suspension enters the divider 16, which is divided into two parts: one part enters the cyclone 4 to separate the ash, which serves as a coolant, the other through the gas exhaust pipe of the separator 4 into the ash separator 17, from which the gases purified from the ash are sent to the recovery boiler 20, and the collected ash is discharged into the ash heat exchanger 18, cooled, for example, by air, and then taken out of the cycle.
Тепло потока в котле-утилизаторе 20 используется для получения, например, пара средних параметров, а затем электроэнергии.The heat of the stream in the recovery boiler 20 is used to obtain, for example, a pair of medium parameters, and then electricity.
Полукоксовый газ из устройства для конденсации 10 нагнетателем 11 частично по трубопроводу 12, который снабжен регулятором расхода газа 13 и запорно-регулирующей задвижкой 14 подается на вход аэрофонтанной топки 8 для поддержания на определенном уровне теплосодержания среды - тепла коксозольного остатка, тепла части полукоксового газа и воздуха, чтобы поддерживать постоянной температуру теплоносителя при значительном снижении теплоты сгорания исходного топлива, а следовательно, и приведенной теплоты сгорания коксозольного остатка. Поддержание стабильной требуемой температуры теплоносителя при снижении теплоты сгорания сланца обеспечивается подачей части пиролизного газа на вход аэрофонтанной топки от импульса температуры теплоносителя, которая измеряется после аэрофонтанной топки датчиком температуры 15. Указанный импульс воздействует на регулятор расхода 13, а последний на исполнительный механизм задвижки 19 на ее открытие, что приводит к восстановлению теплосодержания среды на входе аэрофонтанной топки.Semi-coke oven gas from the
Рассмотрим конкретный практический случай на примере иорданского сланца месторождения "Аттарат".Let us consider a specific practical case using the Jordanian shale of the Attarat field.
На фиг.2 приведены результаты определения содержания керогена (смолы) по глубине слоя сланца по двум скважинам, обозначенным как AG4 и OQ19 месторождения "Аттарат" (10% содержания керогена в сланце соответствуют теплотворной способности рабочей массы сланца =1650 ккал/кг (6,914 МДж/кг). По исследованиям ОАО "ЭНИН им. Г.М.Кржижановского" на действующих установках УТТ-3000 в г. Нарва теплотворная способность коксозольного остатка (КЗО) составляет 22-23% от теплотворной способности сланца ( (КЗО)≈440 ккал/кг). На установках УТТ-3000 сжигание КЗО с указанной теплотворной способностью обеспечивает дополнительный нагрев потока в аэрофонтанной топке от ~480°С (температура на выходе из реактора пиролиза) до ~780-800°С.Figure 2 shows the results of determining the content of kerogen (resin) by the depth of the shale layer in two wells, designated as Attara field AG4 and OQ19 (10% of the kerogen content in the shale corresponds to the calorific value of the working mass of the shale = 1650 kcal / kg (6.914 MJ / kg). According to the research of OAO ENIN named after G.M. Krzyzhanovsky on the existing UTT-3000 units in the city of Narva, the calorific value of the coke ash residue (KZO) is 22-23% of the calorific value of shale ( ( KZO ) ≈440 kcal / kg). At UTT-3000 installations, the combustion of short-circuit cells with the indicated calorific value provides additional heating of the flow in the air-fired furnace from ~ 480 ° С (temperature at the outlet of the pyrolysis reactor) to ~ 780-800 ° С.
Из фиг.2 видно, что по глубине слоя содержание керогена значительно колеблется. Следовательно, при поступлении на установку сланца с содержанием керогена в кг сланца около 6% (при среднем ~10,1%, скважина AG4) теплотворная способность сланца составит около 1000 ккал/кг, а коксозольного остатка около 250 ккал/кг. При этом температура теплоносителя снизится до 650-660°С, что приведет к снижению температуры в реакторе пиролиза и соответственно к снижению выхода парогазовой смеси, а также выходу искусственной нефти из сланца.From figure 2 it is seen that the kerogen content varies significantly in the depth of the layer. Consequently, when shale with a kerogen content in kg of oil shale arrives at the facility about 6% (with an average of ~ 10.1%, well AG4), the calorific value of the oil shale will be about 1000 kcal / kg, and the coke residue of about 250 kcal / kg. In this case, the temperature of the coolant will drop to 650-660 ° C, which will lead to a decrease in temperature in the pyrolysis reactor and, accordingly, to a decrease in the output of the gas-vapor mixture, as well as the release of artificial oil from the shale.
При низкой температуре теплоносителя и соответственно низкой температуре пиролиза может возникнуть опасность невоспламенения коксозольного остатка на входе в аэрофонтанную топку для топлива с изменяющейся при эксплуатации теплотой сгорания.At a low coolant temperature and a correspondingly low pyrolysis temperature, there may be a danger of non-ignition of the coke ash residue at the inlet to the airborne heating furnace for fuel with a combustion heat that varies during operation.
Получение на выходе из аэрофонтанной топки стабильной температуры сгорания вне зависимости от теплотворной способности перерабатываемого топлива позволяет повысить эффективность работы установки и ее надежность. При снижении температуры теплоносителя от датчика 15 поступает сигнал на регулятор расхода 13 и исполнительный механизм задвижки 14 на открытие последней; подача газа пиролиза по трубопроводу 12 на вход аэрофонтанной топки увеличивается. В результате этого обеспечивается повышение температуры теплоносителя до прежнего уровня или близкого к таковому, и создаются условия для более полного выделения из сланца парогазовой смеси при колебаниях теплоты сгорания исходного сланца.Obtaining a stable combustion temperature at the exit from the airborne firebox, regardless of the calorific value of the processed fuel, can improve the efficiency of the installation and its reliability. When lowering the temperature of the coolant from the sensor 15, a signal is supplied to the flow regulator 13 and the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008119062/15A RU2360942C1 (en) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Plant for thermal processing of solid fuels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008119062/15A RU2360942C1 (en) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Plant for thermal processing of solid fuels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2360942C1 true RU2360942C1 (en) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008119062/15A RU2360942C1 (en) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Plant for thermal processing of solid fuels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2360942C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516394C2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (ОАО ЭНИН) | Plant for thermal processing of solid fuels |
RU2527214C1 (en) * | 2013-12-12 | 2014-08-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тту" | Method and plant for oil shale processing |
CN110368744A (en) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 中山市至善生物科技有限公司 | A kind of expanding dedusting temperature-reducing tower and apparatus for thermal cleavage |
-
2008
- 2008-05-15 RU RU2008119062/15A patent/RU2360942C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516394C2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (ОАО ЭНИН) | Plant for thermal processing of solid fuels |
RU2527214C1 (en) * | 2013-12-12 | 2014-08-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тту" | Method and plant for oil shale processing |
CN110368744A (en) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 中山市至善生物科技有限公司 | A kind of expanding dedusting temperature-reducing tower and apparatus for thermal cleavage |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101440293B (en) | Oil shale fluidized bed dry distillation system | |
CN110669538A (en) | Biomass charcoal-heat co-production process and device for continuously realizing heat self-circulation | |
CN103146432B (en) | Biomass pyrolysis gasification and tar catalytic cracking device and method | |
CN101955803A (en) | Low-rank coal carbonization method | |
Konieczyński et al. | Research into properties of dust from domestic central heating boiler fired with coal and solid biofuels | |
EA027620B1 (en) | Electrical-heating coal material decomposition device | |
CN201343520Y (en) | Flash dry distillation technology device of oil shale | |
RU2360942C1 (en) | Plant for thermal processing of solid fuels | |
RU2649446C1 (en) | Method and device for processing carbon-containing waste | |
CN210740365U (en) | Coal-fired power plant boiler monitoring system | |
CN203628637U (en) | Thermosetting carrier circulating fluidized bed furnace taking coke wastes as fuel | |
CN104789270A (en) | Biomass two-section type dry distillation gasification process and device | |
RU2340651C1 (en) | Method and installation for complex thermal treatment of solid fuel | |
CN101063051A (en) | Powder coal grading cleaning multigang utilization system | |
WO2021082755A1 (en) | Dust removal device for coke dry quenching, and method for increasing steam yield of coke dry quenching boiler | |
CN104832226A (en) | Coal-to-liquids and gas generating cogeneration apparatus and method | |
RU2527214C1 (en) | Method and plant for oil shale processing | |
RU2303050C1 (en) | Gas generator | |
CN204490820U (en) | Gasifying biomass kiln gas self-purifying device | |
CN201033772Y (en) | Integral system for oil shale retorting oil refining and coal-char combustion power generation | |
RU2387847C1 (en) | Steam gas plant with coal pyrolysis | |
RU2342421C2 (en) | Reactor for thermal decomposition of solid combustible minerals | |
RU96572U1 (en) | INSTALLATION FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL MATERIALS | |
WO2016204355A1 (en) | Apparatus for torrefaction of biomass and removal of foreign materials | |
CN103353122B (en) | Industrial boiler system and method for clean combustion of carbon particles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 19-2009 FOR TAG: (73) |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170516 |