RU2360949C1 - Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation - Google Patents

Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2360949C1
RU2360949C1 RU2008131824/04A RU2008131824A RU2360949C1 RU 2360949 C1 RU2360949 C1 RU 2360949C1 RU 2008131824/04 A RU2008131824/04 A RU 2008131824/04A RU 2008131824 A RU2008131824 A RU 2008131824A RU 2360949 C1 RU2360949 C1 RU 2360949C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zone
reactor
raw materials
synthesis gas
steam
Prior art date
Application number
RU2008131824/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лариса Яковлевна Силантьева (RU)
Лариса Яковлевна Силантьева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научное производственное предприятие "Синтез"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научное производственное предприятие "Синтез" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научное производственное предприятие "Синтез"
Priority to RU2008131824/04A priority Critical patent/RU2360949C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2360949C1 publication Critical patent/RU2360949C1/en

Links

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: method of synthesis gas production provides for loading of processed raw materials that contains at least hard raw materials in tank of gasification reactor and its advancement with subsequent realisation of reversed process of air and gas motion under temperature effect with formation of technological areas: areas of drying, area of pyrogenetic decomposition, areas of primary gasification of raw materials at its incomplete oxidation by air oxygen and supply of synthesis-gas with thermochemical decomposition of raw materials into inertial gas components and creation of reagent in the form of atomic carbon, area of resin thermal decomposition, area of regeneration formed by reagent laid down on fire grate during steam supply in it and production of synthesis gas at its outlet and area of synthesis gas cooling in gas duct of reactor tank, which differs by the fact that area of regeneration is formed on fire grate of reactor in the form of open natural loose cone from reagent that provides for creation of synthesis gas cleaning outside the borders of this zone, and synthesis gas cleaning area is provided with reduction of its outflow rate from regeneration area in free space of lower part of reactor tank to speed of hard particles soaring, with size of not more than 70 micron, at that under reactor cover, steam accumulation zone is created by means of processed raw material loading into reactor tank to controlled level, and from this zone steam is sucked into zone of primary gasification of raw materials with production of inertial gases and synthesis gas, and in area of reactor tank drying, raw materials dome is destroyed and evened, and in area of pyrogenetic decomposition of raw materials it is intensively loosened to provide for gas permeability and advancement from top to bottom by means of its return and direct mechanical displacement, and in area of primary gasification of raw materials, its arching is destroyed mechanically, and joint air and synthesis gas supply is implemented, and synthesis gas cooling is done down to temperature that corresponds to beginning of resin condensation, during its swirling in gas duct around reactor tank axis, at that air, steam and synthesis gas are supplied into technological areas of reactor by volume portions depending on chemical composition of raw materials.
EFFECT: creation of safe and efficient conditions for all technological processes, increased extent of produced synthesis gas cleaning.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а именно к способам и устройствам для производства энергоносителей в виде горячей воды, пара и горючего синтез-газа из любых видов топлива: твердого, жидкого и газообразного, и любых органических отходов любых производств: отходов деревопереработки, иловых осадков очистных сооружений, твердобытовых отходов, медицинских отходов, отходов сельскохозяйственных и животноводческих комплексов и других.The invention relates to the field of power engineering, and in particular to methods and devices for the production of energy in the form of hot water, steam and combustible synthesis gas from any type of fuel: solid, liquid and gaseous, and any organic waste of any production: wood processing waste, sludge treatment facilities, solid waste, medical waste, waste agricultural and livestock complexes and others.

Известен способ получения синтез-газа, предусматривающий циклическую загрузку перерабатываемого сырья в котел реактора газификации и продвижение его при температурном воздействии с последовательным формированием технологических зон: зоны сушки, зоны пирогенетического разложения, зоны горения сырья при неполном окислении его кислородом нагнетаемого воздуха с термохимическим разложением сырья на инертные газовые составляющие и образованием реагента в виде атомарного углерода, зоны термического разложения смол, зоны регенерации, формируемой из выпавшего на колосниковую решетку реактора реагента при подаче в него пара с получением на выходе из него синтез-газа, и зоны охлаждения синтез-газа (Патент №2081894, приор. 26.05.1993, опубл. 20.06.1997).A known method of producing synthesis gas, providing for the cyclic loading of the processed raw materials into the boiler of the gasification reactor and promoting it under thermal influence with the sequential formation of technological zones: a drying zone, a pyrogenetic decomposition zone, a combustion zone of a raw material with incomplete oxidation of injected air with oxygen by thermochemical decomposition of the raw material into inert gas components and the formation of a reagent in the form of atomic carbon, a zone of thermal decomposition of resins, a regeneration zone, reagent from the reactant deposited on the grate of the reactor when steam is fed into it to produce synthesis gas at its outlet, and the synthesis gas cooling zone (Patent No. 2081894, prior. 05.26.1993, publ. 06.20.1997).

Этот способ позволяет использовать тепло, вырабатываемое реактором газификации для нагрева воздуха и воды, участвующих в процессах получения синтез-газа, и снизить образование в нем экологически вредных веществ.This method allows you to use the heat generated by the gasification reactor to heat the air and water involved in the synthesis gas production process, and to reduce the formation of environmentally harmful substances in it.

Недостаток этого известного способа состоит в принудительном наддуве воздуха в реактор, приводящем к расширению зоны первичной газификации сырья и увеличению объема выработки синтез-газа, вызывающих повышение давления в реакторе и, как следствие, повышение взрывопожарной опасности, ухудшение экологии, обусловленной выбросом газов в атмосферу из-за цикличности работы реактора. Кроме того, этот известный способ производства синтез-газа не обеспечивает его эффективную очистку от механических примесей из-за высокой скорости его прохождения в самом реакторе, что впоследствии препятствует применению выработанного синтез-газа даже в газовых горелках. Также этот известный способ не позволяет поддерживать в автоматическом режиме оптимальную температуру в зоне первичной газификации сырья, обеспечивающую возможность получения однородного по химическому составу синтез-газа с максимальным коэффициентом газификации, и не позволяет контролировать процесс парообразования, что снижает эффективность этого известного способа.The disadvantage of this known method is the forced pressurization of air into the reactor, leading to the expansion of the primary gasification zone of the feedstock and the increase in the production of synthesis gas, causing an increase in pressure in the reactor and, as a result, an increase in explosive danger, environmental degradation due to the emission of gases into the atmosphere from due to the cyclical nature of the reactor. In addition, this known method for the production of synthesis gas does not ensure its effective purification from mechanical impurities due to the high speed of its passage in the reactor itself, which subsequently prevents the use of the generated synthesis gas even in gas burners. Also, this known method does not automatically maintain the optimal temperature in the primary gasification zone of the feedstock, which provides the possibility of obtaining a synthesis gas that is uniform in chemical composition with a maximum gasification coefficient, and does not allow controlling the process of vaporization, which reduces the efficiency of this known method.

Из этого же источника (Патент №2081894, опубл. 20.06.1997) известен реактор газификации, содержащий цилиндрический вертикально-ориентированный котел с двумя концентрично расположенными один в другом кольцевыми, охватывающими разные технологические зоны переработки сырья кожухами: внутренним и внешним, с газоходом между кожухами и связанным с ним отводом готового синтез-газа, с крышкой, с установленным на ней загрузочным устройством, с примыкающим к внутреннему кожуху котла реактора усеченным конусом, сужающимся по ходу перерабатываемого сырья и формирующим собой технологическую зону разложения смол, с расположенной под ним в нижней части реактора колосниковой решеткой, удерживающей на своей поверхности реагент, образующийся при переработке сырья и формирующий собой технологическую зону регенерации газов, с камерой для подогрева воздуха, с люком для розжига сырья, с расположенными в технологической зоне первичной газификации фурмами для подачи в эту зону подогретого воздуха из камеры для его подогрева, с расположенными между усеченным конусом и колосниковой решеткой фурмами для подачи пара в зону регенерации.From the same source (Patent No. 2081894, publ. 06/20/1997), a gasification reactor is known that contains a cylindrical vertically oriented boiler with two annular concentrically arranged one inside the other, enclosing various technological zones of raw materials processing: internal and external, with a duct between the casings and the associated outlet for the finished synthesis gas, with a lid, with a loading device installed on it, with a truncated cone adjacent to the inner shell of the reactor boiler, tapering along the processed raw material and forming a technological zone for the decomposition of resins, with a grate grate located underneath it at the bottom of the reactor, holding a reagent formed on the surface of the raw materials and forming a technological zone for gas regeneration, with a chamber for heating air, with a hatch for igniting raw materials, with tuyeres located in the technological zone of primary gasification for supplying heated air from the chamber for heating it to this zone, with tuyeres located between the truncated cone and the grate mi to supply steam to the regeneration zone.

Этот известный реактор газификации работает в периодическом режиме по циклу: загрузка порции топлива, его переработка, получение порции синтез-газа и выгрузка зольного остатка, используя вырабатываемое тепло для нагрева воздуха и воды, участвующих в процессах получения синтез-газа.This well-known gasification reactor operates in a periodic mode on a cycle: loading a portion of fuel, its processing, obtaining a portion of synthesis gas and unloading the ash residue, using the generated heat to heat the air and water involved in the synthesis gas production process.

Однако цикличность работы реактора снижает его производительность из-за остановок после получения каждой порции синтез-газа и последующих операций по открытию всех люков, сбросу пыли и дыма в атмосферу, удалению золы с колосниковой решетки с промывом ее водой и удалением шлаков и загрузке следующей порции сырья.However, the cyclical operation of the reactor reduces its productivity due to shutdowns after receiving each batch of synthesis gas and subsequent operations to open all hatches, discharge dust and smoke into the atmosphere, remove ash from the grate with water washing and remove slag, and load the next batch of raw materials .

Недостаток этого известного реактора состоит также в том, что он не содержит узлов, обеспечивающих поддержание в автоматическом режиме оптимальной температуры в зоне газификации сырья для получения однородного по химическому составу синтез-газа с максимальным коэффициентом газификации, и не позволяет контролировать процесс парообразования, что снижает эффективность использования этого реактора. Кроме того, этот реактор некомпактен, т.к. подогрев воды и воздуха, участвующих в процессе получения синтез-газа, а также его охлаждение производят вне корпуса реактора, что приводит к большим тепловым потерям, снижая КПД реактора. Также колосниковая решетка в этом реакторе неподвижна, поэтому удаление золы из него производят вручную.A disadvantage of this known reactor is also that it does not contain units that automatically maintain the optimum temperature in the gasification zone of the feedstock to obtain a synthesis gas that is uniform in chemical composition with a maximum gasification coefficient and does not allow controlling the process of vaporization, which reduces the efficiency use of this reactor. In addition, this reactor is not compact, because heating of water and air involved in the synthesis gas production process, as well as its cooling, is carried out outside the reactor vessel, which leads to large heat losses, reducing reactor efficiency. Also, the grate in this reactor is stationary, so ash is removed from it manually.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к заявляемому способу получения синтез-газа является способ, предусматривающий загрузку перерабатываемого сырья, содержащего по крайней мере твердое сырье, в котел реактора газификации и продвижение его с последовательным проведением обращенного процесса движения воздуха и газа при температурном воздействии с формированием технологических зон: зоны сушки, зоны пирогенетического разложения, зоны первичной газификации сырья (зона горения) при неполном окислении его кислородом воздуха и подаче синтез-газа с термохимическим разложением сырья на инертные газовые составляющие и образованием реагента в виде атомарного углерода, зоны термического разложения смол, зоны регенерации, формируемой выпавшим на колосниковую решетку реагентом при подаче в него пара и получением на выходе из него синтез-газа, и зоны охлаждения синтез-газа в газоходе котла реактора (Патент №2303203, опубл. 20.07.2007).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed method for producing synthesis gas is a method involving loading the processed raw materials containing at least solid raw materials into the boiler of the gasification reactor and promoting it with a sequential process of the inverse movement of air and gas under temperature exposure with the formation of technological zones: drying zones, zones of pyrogenetic decomposition, zones of primary gasification of raw materials (combustion zone) with incomplete oxidation of its acid by air and the supply of synthesis gas with the thermochemical decomposition of raw materials into inert gas components and the formation of a reagent in the form of atomic carbon, a zone of thermal decomposition of resins, a regeneration zone formed by a reagent deposited on the grate when steam is fed into it and obtaining synthesis gas, and the cooling zone of the synthesis gas in the flue of the reactor boiler (Patent No. 2303203, publ. 20.07.2007).

Этот способ по сравнению с вышеприведенным аналогом позволяет отсасывать синтез-газ из реактора газификации, не вызывая повышение в нем давления, что снижает взрывопожарную опасность, а непрерывность процесса получения синтез-газа значительно снижает выбросы газов в атмосферу, обеспечивая экологичность этого способа.This method, in comparison with the above analogue, allows the synthesis gas to be sucked out of the gasification reactor without causing an increase in pressure in it, which reduces the fire hazard, and the continuity of the synthesis gas production process significantly reduces gas emissions into the atmosphere, ensuring the environmental friendliness of this method.

Недостатком этого способа получения синтез-газа, наиболее близкого к заявляемому, является отсутствие условий для снижения образования в полученном синтез-газе экологически опасных соединений, таких, например, как пестициды, окислы азота, бензопирены и др., а также зольной пыли, появление которых обусловлено замедленным процессом снижения температуры и высокой скоростью истечения газифицированных продуктов из зоны регенерации. Кроме того, этот способ производства синтез-газа не обеспечивает его удовлетворительную очистку от механических примесей, т.к. его выход в нижнюю части реактора из-под расширяющегося конуса через узкую щель обеспечивает высокую скорость его прохождения с захватыванием пыли в газоход реактора. Также подача в зону первичной газификации отбираемого синтез-газа без кислорода воздуха приводит к неуправляемому процессу горения, а отсутствие контроля подачи пара в зону регенерации не позволяет обеспечить эффективность этого известного способа.The disadvantage of this method of producing synthesis gas, which is closest to the claimed one, is the lack of conditions for reducing the formation of environmentally hazardous compounds in the resulting synthesis gas, such as, for example, pesticides, nitrogen oxides, benzopyrenes, etc., and fly ash, the appearance of which due to the slowed down process of temperature reduction and the high rate of outflow of gasified products from the regeneration zone. In addition, this method of production of synthesis gas does not provide its satisfactory purification from mechanical impurities, because its exit to the lower part of the reactor from under the expanding cone through a narrow slot provides a high speed of its passage with the capture of dust in the reactor duct. Also, the supply of the selected synthesis gas without oxygen to the primary gasification zone leads to an uncontrolled combustion process, and the lack of control of the steam supply to the regeneration zone does not allow ensuring the effectiveness of this known method.

Из этого же источника (Патент №2303203, опубл. 20.07.2007) известен наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению реактор газификации, содержащий цилиндрический вертикально-ориентированный котел с двумя концентрично расположенными один в другом кольцевыми, охватывающими разные технологические зоны переработки сырья кожухами: внутренним и внешним с дном, с газоходом между кожухами и связанным с ним отводом готового синтез-газа, с примыкающим к внутреннему кожуху котла реактора усеченным конусом, сужающимся по ходу продвижения перерабатываемого сырья и формирующим собой технологическую зону разложения смол, с расположенной под ним в нижней части реактора колосниковой решеткой, удерживающей на своей поверхности реагент, образующийся при термопереработке сырья и формирующий собой технологическую зону регенерации газов, с камерой для подогрева воздуха, камерой парогенерации, с механизмом удаления золы, закрепленным к днищу котла, с люком для розжига сырья, с расположенными в технологической футерованной зоне первичной газификации фурмами для подачи в эту зону подогретого воздуха из камеры для его подогрева, с расположенными между усеченным конусом и колосниковой решеткой фурмами для подачи пара в зону регенерации.From the same source (Patent No. 2303203, published July 20, 2007), the gasification reactor closest in technical essence and achieved result to the claimed technical solution is known, containing a cylindrical vertically oriented boiler with two ring concentrically arranged in one another, covering different technological zones processing of raw materials with shells: internal and external with a bottom, with a gas duct between the shells and the associated outlet for the finished synthesis gas, with the truncated adjacent to the inner shell of the reactor boiler a cone, tapering along the progress of the processed raw materials and forming a technological zone for the decomposition of resins, with a grate located below it in the lower part of the reactor, holding the reagent formed on the surface of the raw material during heat processing and forming a technological zone for gas regeneration, with a chamber for heating the air , a steam generation chamber, with an ash removal mechanism fixed to the bottom of the boiler, with a hatch for firing up raw materials, with primary located in the technological lined zone gasification with tuyeres for feeding heated air from the chamber to this zone for heating it, with tuyeres located between the truncated cone and the grate for feeding steam into the regeneration zone.

Этот реактор позволяет реализовать вышеприведенный способ получения синтез-газа. По сравнению с аналогом этот реактор газификации работает с отсосом синтез-газ из реактора, не вызывая повышение в нем давления, что снижает его взрывопожарную опасность, обеспечивая экологическую безопасность его использования. Кроме того, этот реактор выполнен заодно с водяным котлом, что позволяет эффективно использовать воду для технологических нужд. Расположение камер для подогрева воды, воздуха и пара внутри реактора обеспечивает компактность этого реактора и снижает теплопотери в окружающую среду.This reactor allows you to implement the above method of producing synthesis gas. In comparison with the analogue, this gasification reactor works with the synthesis gas suction from the reactor, without causing an increase in pressure in it, which reduces its explosive and fire hazard, ensuring the environmental safety of its use. In addition, this reactor is made integral with a water boiler, which allows efficient use of water for technological needs. The location of the chambers for heating water, air and steam inside the reactor ensures the compactness of this reactor and reduces heat loss to the environment.

Недостатком этого реактора газификации, наиболее близкого к заявляемому, является сложность конструкции водяного котла и его изготовление из-за большого количества сварных швов, требующих герметичного исполнения. Колосниковая решетка в этом реакторе газификации выполнена неподвижной, что затрудняет применение механизации выгрузки золы. Отсутствие узлов, обеспечивающих его разравнивание, ворошение и воздухопроницаемость, а также разрушение его сводообразования, дозированной подачи пара, синтез-газа и воздуха, рассчитанные на один вид сырья, не обеспечивает оптимальный устойчивый режим газификации любого вида сырья, а также его охлаждения и очистки.The disadvantage of this gasification reactor, which is closest to the claimed one, is the complexity of the design of the water boiler and its manufacture due to the large number of welds requiring airtight execution. The grate in this gasification reactor is stationary, which complicates the use of ash discharge mechanization. The absence of nodes ensuring its leveling, tedding and air permeability, as well as the destruction of its arch formation, dosed steam, synthesis gas and air, designed for one type of raw material, does not provide the optimal stable regime of gasification of any type of raw material, as well as its cooling and cleaning.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, заключается в создании безопасных и эффективных условий для протекания всех технологических процессов в компактном реакторе газификации, обеспечивающем оптимально-устойчивый процесс газификации за счет отбора пара из верхней свободной от сырья зоны его скопления в зону первичной газификации котла реактора, равномерного распределения в нем загружаемого сырья, его ворошения и разрушения сводообразования, а также в повышении степени очистки вырабатываемого синтез-газа за счет обеспечения свободного выхода синтез-газа из открытого естественного насыпного конуса из реагента на колосниковой решетке в открытое пространство нижней части котла реактора, обуславливающего снижение скорости истечения из него синтез-газа до скорости витания твердых частиц, размером не более 70 мкм.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to create safe and effective conditions for the flow of all technological processes in a compact gasification reactor, which provides an optimally stable gasification process by taking steam from the upper raw material free zone of its accumulation into the primary gasification zone of the reactor boiler , uniform distribution of the loaded raw materials in it, its tedding and destruction of arch formation, as well as in increasing the degree of purification of the produced synthesis gas by providing a free outlet of the synthesis gas from the open natural repose of the reagent on the grate in the open space of the reactor lower portion of the boiler, causes the reduction of exhaust velocity thereof syngas to a speed Withania particulate size of no more than 70 microns.

Для получения указанного технического результата предлагается способ получения синтез-газа, предусматривающий загрузку перерабатываемого сырья, содержащего по крайней мере твердое сырье, в котел реактора газификации и продвижение его с последовательным проведением обращенного процесса движения воздуха и газа при температурном воздействии с формированием технологических зон: зоны сушки, зоны пирогенетического разложения, зоны первичной газификации сырья при неполном окислении его кислородом воздуха и подаче синтез-газа с термохимическим разложением сырья на инертные газовые составляющие и образованием реагента в виде атомарного углерода, зоны термического разложения смол, зоны регенерации, формируемой выпавшим на колосниковую решетку реагентом при подаче в него пара и получением на выходе из него синтез-газа и зоны охлаждения синтез-газа в газоходе котла реактора, при котором зону регенерации формируют на колосниковой решетке реактора в виде открытого естественного насыпного конуса из реагента, обуславливающего за пределами этой зоны формирование зоны очистки синтез-газа, обеспеченной снижением скорости его истечения из зоны регенерации в свободное пространство нижней части котла реактора до скорости витания твердых частиц, размером не более 70 мкм, при этом под крышкой реактора формируют зону скопления пара путем загрузки перерабатываемого сырья в котел реактора до контролируемого уровня и из этой зоны производят отсос пара в зону первичной газификации сырья с получением инертных газов и синтез-газа, а в зоне сушки котла реактора производят обрушение купола сырья и его разравнивание, и в зоне пирогенетического разложения сырья производят его интенсивное рыхление с обеспечением газопроницаемости и продвижения сверху вниз путем его обратного и прямого механического перемещения, а в зоне первичной газификации сырья производят механическое обрушение его сводообразования и осуществляют совместную подачу синтез-газа вместе с воздухом и охлаждение синтез-газа производят до температуры, соответствующей началу конденсации смол, при его закрутке в газоходе вокруг оси котла реактора, причем воздух, пар и синтез-газ подают в технологические зоны реактора объемными порциями в зависимости от химического состава сырья.To obtain the indicated technical result, a method for producing synthesis gas is proposed, which involves loading a processed raw material containing at least solid raw materials into the boiler of a gasification reactor and promoting it with a consecutive process of air and gas movement under temperature influence with the formation of technological zones: drying zones , zones of pyrogenetic decomposition, zones of primary gasification of raw materials with incomplete oxidation of it with atmospheric oxygen and the supply of synthesis gas with a thermochemical by decomposing the feedstock into inert gas components and forming a reagent in the form of atomic carbon, a zone of thermal decomposition of resins, a regeneration zone formed by a reagent deposited on the grate when steam is fed into it, and synthesis gas and a synthesis gas cooling zone are output from it the flue of the reactor boiler, in which the regeneration zone is formed on the grate of the reactor in the form of an open natural bulk cone from the reagent, which determines the formation of the cleaning zone outside this zone and synthesis gas, provided a decrease in the rate of its outflow from the regeneration zone into the free space of the lower part of the reactor boiler to the rate of solid particles soaring, not exceeding 70 microns in size, while a vapor accumulation zone is formed under the reactor cover by loading the processed raw material into the reactor boiler to a controlled level and from this zone, steam is sucked into the primary gasification zone of the feedstock to produce inert gases and synthesis gas, and in the drying zone of the reactor boiler, the feed dome collapses and its leveling occurs, and in non-pyrogenetic decomposition of the raw materials, they are intensively loosened to ensure gas permeability and advance from top to bottom by its reverse and direct mechanical movement, and in the primary gasification zone of the raw materials they are mechanically collapsed and their synthesis gas is supplied together with air and the synthesis gas is cooled and to a temperature corresponding to the beginning of the condensation of the resins, when it is twisted in the gas duct around the axis of the reactor boiler, and air, steam and synthesis gas are supplied to ologicheskie reactor core volume portions depending on the chemical composition of the feedstock.

Для получения указанного технического результата предлагается реактор газификации, содержащий цилиндрический вертикально-ориентированный котел с двумя концентрично расположенными один в другом кольцевыми, охватывающими разные технологические зоны переработки сырья кожухами: внутренним и внешним с дном, с газоходом между кожухами и связанным с ним отводом готового синтез-газа, с примыкающим к внутреннему кожуху котла реактора усеченным конусом, сужающимся по ходу продвижения перерабатываемого сырья и формирующим собой технологическую зону разложения смол, с расположенной под ним в нижней части реактора колосниковой решеткой, удерживающей на своей поверхности реагент, образующийся при термопереработке сырья и формирующий собой технологическую зону регенерации газов, с камерой для подогрева воздуха, камерой парогенерации, с механизмом удаления золы, закрепленным к днищу котла, с люком для розжига сырья, с расположенными в технологической футерованной зоне первичной газификации (зона горения) фурмами для подачи в эту зону подогретого воздуха из камеры для его подогрева, с расположенными между усеченным конусом и колосниковой решеткой фурмами для подачи пара в зону регенерации, этот реактор дополнительно снабжен крышкой и установленным на ней реверсивным приводом и связанной с ним отсасывающей трубой с трубным разравнивателем, с закрепленным под ним лопастным ворошителем сырья и с установленными на свободном конце трубы фурмами для подачи паров воды из зоны скопления пара в зону первичной газификации сырья, горелкой для подачи смеси синтез-газа с воздухом в зону первичной газификации сырья, завихрителями синтез-газа, установленными в нижней части газохода котла вокруг его оси, а также камерой перегрева пара, связанной с камерой парогенерации, сбрасывателем золы, связанным с колосниковой решеткой, при этом отсасывающая труба установлена с возможностью размещения ее конца с фурмами в зоне первичной газификации сырья для отсоса трубным разравнивателем в эту зону паров воды из верхней части свободного от сырья пространства котла и размещения ее трубного разравнивателя и лопастного ворошителя соответственно в зонах сушки и пирогенетического разложения реактора, а колосниковая решетка установлена с возможностью реверсивного вращения, и сам котел реактора выполнен пароводяным, а оба его кожуха выполнены в виде кольцевых теплообменных рубашек, секционно разделенных каждая по высоте на отдельные камеры: теплообменная рубашка внутреннего кожуха содержит сверху камеру для подогрева воды, охватывающую футерованные технологические зоны переработки сырья от зоны образования пара до начала зоны первичной газификации сырья, и расположенную под ней камеру для подогрева воздуха, охватывающую футерованную зону первичной газификации сырья, а теплообменная рубашка внешнего кожуха охватывает дно и по вертикали сверху содержит свою камеру для подогрева воды, опоясывающую теплообменную рубашку внутреннего кожуха на всю ее высоту и связанную с ее камерой для подогрева воды, а нижняя вертикальная часть этой рубашки наружного кожуха разделена, в свою очередь, по высоте на две связанные между собой камеры, охватывающие зону регенерации газов в реакторе: камеру перегрева пара, расположенную под камерой подогрева воды этой рубашки кожуха, и камеру парогенерации, причем соотношение внутренних диаметров наружного кожуха и выходного отверстия усеченного конуса, а также расстояние от выходного отверстия усеченного конуса до колосниковой решетки подобраны таким образом, чтобы скорость истечения газов из реагента на колосниковой решетке была ниже скорости витания твердых частиц, размером не более 70 мкм.To obtain the indicated technical result, a gasification reactor is proposed, comprising a cylindrical vertically oriented boiler with two annular concentrically arranged one in another, covering various technological zones of raw material processing with casings: internal and external with a bottom, with a gas duct between the casings and the associated outlet for the finished synthesis gas, with a truncated cone adjacent to the inner shell of the reactor boiler, tapering along the progress of the processed raw materials and forming a technological a decomposition zone of resins, with a grate grate located underneath it at the bottom of the reactor, holding a reagent formed on the surface of the raw materials during heat treatment and forming a technological zone for gas regeneration, with a chamber for heating the air, a steam generation chamber, with an ash removal mechanism fixed to the bottom of the boiler, with a hatch for firing up raw materials, with tuyeres located in the lined primary gasification zone (combustion zone) for supplying heated air from the chamber to its area heating, with lances located between the truncated cone and the grate for supplying steam to the regeneration zone, this reactor is additionally equipped with a lid and a reversible drive mounted on it and a suction pipe connected to it with a pipe equalizer, with a raw material agitator mounted under it and installed on the free end of the pipe with tuyeres for supplying water vapor from the zone of accumulation of steam into the zone of primary gasification of raw materials, a burner for supplying a mixture of synthesis gas with air into the zone of primary gasification of raw materials syngas catalysts installed in the lower part of the boiler duct around its axis, as well as a steam overheating chamber associated with the steam generation chamber, an ash ejector connected to the grate, while the suction pipe is installed with the possibility of placing its end with tuyeres in the primary gasification zone raw materials for suction by a pipe equalizer into this zone of water vapor from the upper part of the boiler space free from raw materials and placement of its pipe equalizer and rotary agitator in the drying zones and cake, respectively decomposition of the reactor, and the grate is installed with the possibility of reverse rotation, and the reactor boiler itself is made of steam and water, and both of its shells are made in the form of ring heat-exchange jackets, each sectionally divided in height into separate chambers: the heat-exchange jacket of the inner shell contains a chamber for heating water on top covering the lined technological zones of processing of raw materials from the zone of steam formation to the beginning of the zone of primary gasification of raw materials, and the chamber located underneath for heating and air, covering the lined zone of primary gasification of raw materials, and the heat transfer jacket of the outer casing covers the bottom and vertically from above contains its own chamber for heating water, encircling the heat exchange jacket of the inner casing to its entire height and connected with its chamber for heating water, and the lower vertical part this jacket of the outer casing is divided, in turn, in height into two interconnected chambers covering the gas regeneration zone in the reactor: a steam superheating chamber located under the heating chamber and the water of this jacket of the casing, and the steam generation chamber, moreover, the ratio of the inner diameters of the outer casing and the outlet of the truncated cone, as well as the distance from the outlet of the truncated cone to the grate, are selected so that the gas outflow rate from the reagent on the grate is lower than the speed of rotation solid particles no larger than 70 microns.

Установка горелки и всех фурм с возможностью регулировки и их замены обеспечивает оптимизацию процесса получения синтез-газа из разного сырья и ремонтопригодность реактора.The installation of a burner and all tuyeres with the possibility of adjustment and their replacement provides optimization of the process of producing synthesis gas from various raw materials and maintainability of the reactor.

Для проведения процесса получения синтез-газа в оптимальном режиме реактор оснащен программным пультом управления, связанными с ним датчиками уровня загрузки сырья, температурными датчиками, установленными в технологических зонах реактора, в газоходе на участке выхода из него синтез-газа, и в камерах рубашек кожухов пароводяного котла, уровнемером зеркала раздела воды и пара, установленным в камере парогенерации, клапанами подачи пара, воздуха и синтез-газа в технологические зоны реактора.To carry out the synthesis gas production process in the optimal mode, the reactor is equipped with a software control panel, associated sensors for the feed level, temperature sensors installed in the technological zones of the reactor, in the gas duct at the synthesis gas outlet, and in the chambers of the jacket of the steam-water casing the boiler, a level meter for the mirror separating water and steam installed in the steam generation chamber, valves for supplying steam, air and synthesis gas to the technological zones of the reactor.

Использование единой программы управления процессом получения синтез-газа позволяет в оптимальном режиме осуществлять технологический процесс получения синтез-газа с минимальными экологическими выбросами.The use of a unified program for controlling the process of producing syngas allows in the optimal mode to carry out the technological process of producing syngas with minimal environmental emissions.

Заявляемый реактор газификации представлен на чертеже.The inventive gasification reactor is shown in the drawing.

Реактор газификации содержит цилиндрический вертикально-ориентированный пароводяной котел 1 с двумя концентрично расположенными один в другом кольцевыми кожухами в виде теплообменных рубашек: внутренней 2 и внешней 3, с газоходом 4 между ними и связанного с газоходом 4 отводом готового синтез-газа 5, крышкой 6 сверху и установленными на ней приводом 7 и загрузочным устройством 8, с усеченным конусом 9, примыкающим к внутреннему кожуху 2, с расположенной под ним в нижней части реактора колосниковой решеткой 10, установленной с возможностью реверсивного вращения приводом 11 и связанной со сбрасывателем золы 12, с механизмом удаления золы 13, закрепленным к дну 14 котла 1, с люком 15 для розжига сырья, с завихрителями синтез-газа 16, установленными наклонно в нижней части газохода 4 котла 1.The gasification reactor contains a cylindrical vertically oriented steam-water boiler 1 with two annular casings concentrically arranged in one another in the form of heat-exchange jackets: internal 2 and external 3, with a gas duct 4 between them and a connection of the finished synthesis gas 5 connected to the gas duct 4, with a cover 6 on top and mounted on it by a drive 7 and a loading device 8, with a truncated cone 9 adjacent to the inner casing 2, with a grate 10 located underneath it in the lower part of the reactor, which can be reverted rotational rotation of the drive 11 and associated with the ash dump 12, with the ash removal mechanism 13, fixed to the bottom 14 of the boiler 1, with a hatch 15 for firing up raw materials, with synthesis gas swirls 16 mounted obliquely in the lower part of the duct 4 of boiler 1.

Теплообменная рубашка 2 футерована и секционно разделена по высоте на две отдельные камеры: камеру для подогрева воды 17 со своим отводом 18 излишков горячей воды, охватывающую технологические зоны температурного воздействия на сырье: зону скопления пара 19, расположенную под крышкой 6 в верхней части котла 1, не заполняемой сырьем; зону сушки 20 и зону пирогенетического разложения 21, и расположенную под ней камеру для подогрева воздуха 22, охватывающую зону первичной газификации сырья 23 (зона горения) с установленными на внутренней поверхности этой рубашки 2 с возможностью регулировки и замены фурмами 24 для подачи в эту зону подогретого воздуха и горелкой 25 для подачи в нее синтез-газа вместе с воздухом.The heat exchange jacket 2 is lined and sectionally divided in height into two separate chambers: a chamber for heating water 17 with its outlet 18 of excess hot water, covering technological zones of temperature exposure to raw materials: a zone of accumulation of steam 19 located under the cover 6 in the upper part of the boiler 1, not filled with raw materials; the drying zone 20 and the pyrogenetic decomposition zone 21, and the chamber for heating the air 22 located below it, covering the primary gasification zone of the raw material 23 (combustion zone) with installed on the inner surface of this shirt 2 with the possibility of adjustment and replacement by tuyeres 24 for supplying heated zone to this zone air and a burner 25 for supplying synthesis gas to it together with air.

Внутри котла 1 по его вертикальной оси установлена отсасывающая труба 26 с трубным разравнивателем 27, расположенным в зоне сушки 20, с закрепленным под ним лопастным ворошителем сырья 28, расположенным в зоне пирогенетического разложения 21 и с установленными на ее свободном конце фурмами 29 для подачи паров воды из зоны скопления пара 19 в зону первичной газификации сырья 23. Труба 26 соединена со своим реверсивным приводом 7, установленным на крышке 6.Inside the boiler 1, a suction pipe 26 is installed along its vertical axis with a pipe equalizer 27 located in the drying zone 20, with a paddle agitator of raw materials 28 fixed under it, located in the pyrogenetic decomposition zone 21 and with tuyeres 29 installed on its free end for supplying water vapor from the zone of accumulation of steam 19 in the zone of primary gasification of raw materials 23. The pipe 26 is connected to its reversible drive 7 mounted on the cover 6.

К теплообменной рубашке 2 примыкает усеченный конус 9, формирующий своей внутренней поверхностью в процессе переработки сырья зону термического разложения смол 30.A truncated cone 9 is adjacent to the heat exchange jacket 2, which forms a thermal decomposition zone of resins 30 with its inner surface during the processing of raw materials.

Теплообменная рубашка 3 охватывает дно 14 котла 1 и секционно разделена по высоте на три отдельные камеры: сверху она содержит свою камеру для подогрева воды 31, опоясывающую эксцентрично внутреннюю рубашку кожуха 2 на всю ее высоту и связанную с ее камерой для подогрева воды 17, а нижняя часть этой рубашки кожуха 3 разделена, в свою очередь, по высоте на две связанные между собой камеры: камеру перегрева пара 32, расположенную под камерой подогрева воды 31, и камеру парогенерации 33.The heat exchange jacket 3 covers the bottom 14 of the boiler 1 and is sectionally divided in height into three separate chambers: on top it contains its own chamber for heating water 31, encircling the eccentric inner jacket of the casing 2 to its entire height and connected with its chamber for heating water 17, and the lower part of this shirt of the casing 3 is divided, in turn, in height into two interconnected chambers: a steam superheating chamber 32 located under the water heating chamber 31, and a steam generation chamber 33.

Зона регенерации газов 34 расположена внутри нижней части котла 1, охватываемой камерой перегрева пара 32 и камерой парогенерации 33. Она образована открытым естественным насыпным конусом из реагента в виде атомарного углерода, выпавшего на колосниковую решетку 10 в свободное пространство нижней части котла реактора, при подаче в него пара фурмами 35 из камеры для его перегрева 32 с получением на выходе из него синтез-газа. За пределами зоны регенерации газов 34 в этой части котла 1 находится зона очистки синтез-газа 36.The gas regeneration zone 34 is located inside the lower part of the boiler 1, covered by the steam superheating chamber 32 and the steam generation chamber 33. It is formed by an open natural bulk cone of a reagent in the form of atomic carbon deposited on the grate 10 into the free space of the lower part of the reactor boiler, when a pair of tuyeres 35 from the chamber for its overheating 32 to produce synthesis gas at the outlet from it. Outside the gas regeneration zone 34, in this part of the boiler 1 there is a synthesis gas purification zone 36.

Соотношение внутренних диаметров камеры парогенерации 33 и выходного отверстия усеченного конуса 9, а также расстояние от выходного отверстия усеченного конуса 9 до колосниковой решетки 10 подобраны таким образом, чтобы скорость истечения газов из реагента на колосниковой решетке 10 была ниже скорости витания твердых частиц, размером не более 70 мкм.The ratio of the internal diameters of the steam generation chamber 33 and the outlet of the truncated cone 9, as well as the distance from the outlet of the truncated cone 9 to the grate 10, are selected so that the gas outflow rate from the reagent on the grate 10 is lower than the speed of solid particles, no more than 70 microns.

Реактор оснащен разными датчиками: датчиками уровня загрузки сырья 37; температурными датчиками (не показаны), установленными в его технологических зонах, в отводе синтез-газа, и в камерах рубашек кожухов, а также датчиком зеркала раздела воды и пара (не показан), установленным в камере парогенерации; клапанами подачи пара, воздуха и синтез-газа в технологические зоны реактора, при этом все приводы, датчики и клапаны связаны с работающим по программе пультом управления (не показан).The reactor is equipped with various sensors: sensors for the loading level of raw materials 37; temperature sensors (not shown) installed in its technological zones, in the synthesis gas outlet, and in the chambers of the jacket shirts, as well as a water and steam separation mirror sensor (not shown) installed in the steam generation chamber; valves for supplying steam, air and synthesis gas to the technological zones of the reactor, while all actuators, sensors and valves are connected to a control panel (not shown) operating under the program.

Предлагаемый способ получения синтез-газа реализуют в реакторе газификации следующим образом.The proposed method for producing synthesis gas is implemented in a gasification reactor as follows.

Вначале загрузочным устройством 8 производят заполнение котла 1 брикетированным топливом наполовину и догружают перерабатываемым сырьем. Включают дымосос (не показан) при открытом люке 15, который начинает отсасывать газы из реактора через отвод 5. Затем заполняют водой камеры 17, 31 и 33 теплообменных рубашек кожухов 2, 3 с дном 14 и после этого производят розжиг сырья через люк 15.Initially, the loading device 8 is half filled with boiler briquetted fuel and loaded with processed raw materials. A smoke exhauster (not shown) is turned on with the hatch 15 open, which begins to suck the gases from the reactor through the outlet 5. Then, the chambers 17, 31 and 33 of the heat-exchange shirts of the casings 2, 3 with the bottom 14 are filled with water and then the raw materials are fired through the hatch 15.

После образования золы и устойчивого горения сырья в котле 1 люк 15 закрывают и включают работающий по программе пульт управления (не показан) с осуществлением контроля параметров протекающего в реакторе технологического процесса.After ash formation and stable burning of raw materials in the boiler 1, the hatch 15 is closed and the control panel (not shown) operating according to the program is turned on with monitoring of the parameters of the technological process occurring in the reactor.

По мере сгорания брикетов топлива перерабатываемое сырье свободно перемещается сверху вниз в котле 1, подвергаясь температурному воздействию в его технологических зонах.As the briquettes of fuel are burned, the processed raw materials freely move from top to bottom in the boiler 1, being exposed to temperature effects in its technological zones.

Поступившее в зону сушки 20 сырье выравнивается в котле по горизонтали разравнивателем 27 и осушается. Образовавшиеся над уровнем сырья в верхней части котла 1 пары воды создают в зоне скопления пара 19 избыточное давление и отсасываются через трубный разравниватель 27, трубу 26 и фурмы 29 в зону первичной газификации 23 (зона горения), участвуя вместе с кислородом воздуха в окислении сырья. В зоне пирогенетического разложения 21 лопастной ворошитель 28 перелопачивает сырье, обеспечивая его свободное перемещение в зону первичной газификации 23 без зависания. Реверсивное разравнивание и ворошение сырья при осушении и пирогенетическом разложении повышают эффективность этих операций за счет равномерного распределения сырья в пространстве котла 1 без сводообразования, что улучшает газопроницаемость сырья и устраняет возможность образования паровых пробок. В зону первичной газификации 23 фурмами 24 подают нагретый в камере 22 атмосферный воздух, а горелкой 25 подают смесь синтез-газа с воздухом. Попадая в зону первичной газификации 23, неразложившееся сырье подвергается термохимическому разложению на инертные и частично горючие газовые составляющие (синтез-газ) при неполном паро-кислородном окислении, с образованием реагента в виде атомарного углерода. В этой зоне протекают следующие химические реакции:The feed received in the drying zone 20 is leveled horizontally in the boiler horizontally by leveler 27 and drained. Water vapor formed above the level of raw materials in the upper part of boiler 1 creates excessive pressure in the accumulation zone of steam 19 and is sucked out through pipe equalizer 27, pipe 26 and tuyeres 29 to the primary gasification zone 23 (combustion zone), participating together with atmospheric oxygen in the oxidation of the raw materials. In the zone of pyrogenetic decomposition 21, the blade agitator 28 shovels the raw material, ensuring its free movement into the primary gasification zone 23 without hovering. Reverse leveling and tedding of raw materials during drainage and pyrogenetic decomposition increase the efficiency of these operations due to the uniform distribution of raw materials in the space of boiler 1 without arch formation, which improves the gas permeability of the raw material and eliminates the possibility of formation of steam plugs. Atmospheric air heated in chamber 22 is supplied to primary gasification zone 23 by tuyeres 24, and a mixture of synthesis gas with air is supplied by burner 25. Once in the zone of primary gasification 23, undecomposed raw materials undergo thermochemical decomposition into inert and partially combustible gas components (synthesis gas) during incomplete vapor-oxygen oxidation, with the formation of a reagent in the form of atomic carbon. The following chemical reactions occur in this zone:

C+O2+N2=CO2+N2;C + O 2 + N 2 = CO 2 + N 2 ;

H2+2O2+N2=2H2O+N2;H 2 + 2O 2 + N 2 = 2H 2 O + N 2 ;

C+H2O=СО+Н2; C↓.C + H 2 O = CO + H 2 ; C ↓.

Температуру в зоне первичной газификации топлива 23 автоматически поддерживают в интервале 1300-1600°С для обеспечения максимального выхода газов из сырья.The temperature in the zone of primary gasification of fuel 23 is automatically maintained in the range of 1300-1600 ° C to ensure maximum output of gases from raw materials.

Далее полученные газы из зоны первичной газификации 23 принудительно пропускают через зону термического разложения смол 30, образованную усеченным сужающимся конусом 9, сжимают их с повышением их температуры до расчетной 1500-1800°С, обеспечивающей разложение и частичное сжигание смол.Next, the obtained gases from the primary gasification zone 23 are forcedly passed through the thermal decomposition zone of resins 30 formed by a truncated tapering cone 9, compress them with increasing their temperature to the estimated 1500-1800 ° С, which provides decomposition and partial burning of resins.

Затем сжатые газы поступают в зону регенерации 34 в виде открытого естественного насыпного конуса из реагента (атомарный углерод), выпавшего на колосниковую решетку реагентом, при подаче в него фурмами 35 пара и регенерации инертных газов в горючие газовые составляющие, образующие синтез-газ:Then, the compressed gases enter the regeneration zone 34 in the form of an open natural bulk cone from the reagent (atomic carbon) deposited on the grate with the reagent, when 35 lances are supplied by the tuyeres and the inert gases are regenerated into combustible gas components that form the synthesis gas:

CO2+С=2СО;CO 2 + C = 2CO;

Н2O+С=СО+Н2;H 2 O + C = CO + H 2 ;

2H2+С=СН4;2H 2 + C = CH 4 ;

Cn+Hm=CnHm;+N2.Cn + Hm = CnHm; + N 2 .

Выходящий из зоны регенерации 34 синтез-газ попадает в свободное пространство нижней части котла 1, охваченного камерой перегрева пара 32 и нижней частью теплообменной рубашки внешнего кожуха 3 с дном 14 и камерой парогенерации 33. Соотношение внутренних диаметров наружного кожуха 3 и выходного отверстия усеченного конуса 9, а также расстояние от выходного отверстия усеченного конуса 9 до колосниковой решетки 10 подобраны таким образом, что свободное истечение полученного синтез-газа из зоны регенерации 34 в открытое пространство нижней части котла реактора резко снижает его скорость до скорости витания твердых частиц, размером не более 70 мкм, которые оседают в нижней части котла 1, формируя, таким образом, за пределами зоны регенерации 34 зону очистки синтез-газа 36. При этом токсичные вещества: пестициды, диоксины, цианиды, формальдегиды, фенолы и т.п., разложенные в зоне газификации, вновь не возникают в результате закалки газа, обусловленной протеканием реакции регенерации.The synthesis gas leaving the regeneration zone 34 enters the free space of the lower part of the boiler 1, covered by the steam superheating chamber 32 and the lower part of the heat transfer jacket of the outer casing 3 with the bottom 14 and the steam generation chamber 33. The ratio of the inner diameters of the outer casing 3 and the outlet of the truncated cone 9 , as well as the distance from the outlet of the truncated cone 9 to the grate 10 are selected so that the free flow of the resulting synthesis gas from the regeneration zone 34 into the open space of the lower part the sintering of the reactor sharply reduces its speed to a rate of solids soiling of a size not exceeding 70 microns, which settle in the lower part of the boiler 1, thus forming, outside the regeneration zone 34, a synthesis gas treatment zone 36. Toxic substances: pesticides, dioxins, cyanides, formaldehydes, phenols and the like, decomposed in the gasification zone, again do not arise as a result of gas quenching due to the course of the regeneration reaction.

Далее синтез-газ поступает в газоход 4 и продвигается в нем между теплообменными рубашками 2 и 3 по спирали с помощью завихрителей 16, отдает свое тепло теплоносителям в камерах 17, 22 и 31 и охлаждается до температуры начала конденсации смол, не превышающей 90°С.Next, the synthesis gas enters the gas duct 4 and moves in it between the heat exchange jackets 2 and 3 in a spiral using swirlers 16, transfers its heat to the heat carriers in the chambers 17, 22 and 31 and is cooled to the temperature of the onset of condensation of the resins not exceeding 90 ° C.

Часть нагретой до 90°С воды из связанных между собой камер для ее подогрева 17 и 31 подают через рубашку 3 дна 14 в камеру парогенерации 33, в которой она нагревается с образованием пара с температурой не менее 100°С, который дозированно отпускается в камеру перегрева пара 32, где он перегревается до температуры не менее 115°С. Излишки пара и воды могут быть использованы на технологические нужды.Part of the water heated to 90 ° C from interconnected chambers for its heating 17 and 31 is fed through a jacket 3 of the bottom 14 to the steam generation chamber 33, in which it is heated to form steam with a temperature of at least 100 ° C, which is dispensed into the overheating chamber steam 32, where it overheats to a temperature of at least 115 ° C. Excess steam and water can be used for technological needs.

Все технологические операции по загрузке сырья в котел реактора, подаче воздуха, пара и синтез-газа в технологические зоны реактора, поддержанию уровня зеркала раздела воды и пара в камере парогенерации, золоудалению, разравниванию поступающего в реактор сырья и его ворошению производят по единой программе, привязанной к химическому составу сырья.All technological operations on loading raw materials into the reactor boiler, supplying air, steam and synthesis gas to the technological zones of the reactor, maintaining the mirror level of the separation of water and steam in the steam generation chamber, ash removal, leveling the raw materials entering the reactor and tedding them are carried out according to a single program linked to the chemical composition of the raw materials.

Таким образом, предлагаемый способ получения синтез газа позволяет за счет совокупности своих существенных признаков создать безопасные и эффективные условия для протекания всех технологических процессов в компактном реакторе газификации, обеспечивающем оптимально-устойчивый процесс газификации за счет отбора пара из верхней свободной от сырья зоны его скопления в зону первичной газификации котла реактора, что дает возможность в этой зоне получить не только инертные газы, но и горючие газы, а также равномерного распределения загружаемого сырья, его ворошения и разрушения сводообразования и повысить степень очистки вырабатываемого синтез-газа за счет свободного выхода синтез-газа из открытого естественного насыпного конуса из реагента на колосниковой решетке в открытое пространство нижней части котла реактора и снижения скорости его истечения до скорости витания твердых частиц, размером не более 70 мкм, обеспеченной соотношением внутренних диаметров наружного кожуха и выходного отверстия усеченного конуса, а также расстоянием от выходного отверстия усеченного конуса до колосниковой решетки.Thus, the proposed method for the synthesis of gas allows, due to the combination of its essential features, to create safe and effective conditions for all technological processes in a compact gasification reactor, which ensures an optimally stable gasification process by taking steam from the upper free zone of its accumulation into the zone primary gasification of the reactor boiler, which makes it possible in this zone to obtain not only inert gases, but also combustible gases, as well as uniform distribution of the load of raw material, its tedding and breaking down the formation of arsenic, and to increase the degree of purification of the produced synthesis gas due to the free exit of synthesis gas from the open natural bulk cone from the reagent on the grate to the open space of the lower part of the reactor boiler and reducing its flow rate to the rate of solid particles , the size of not more than 70 microns, provided by the ratio of the inner diameters of the outer casing and the outlet of the truncated cone, as well as the distance from the outlet of the truncated ōnusa to grate.

Claims (5)

1. Способ получения синтез-газа, предусматривающий загрузку перерабатываемого сырья, содержащего по крайней мере твердое сырье, в котел реактора газификации и продвижение его с последовательным проведением обращенного процесса движения воздуха и газа при температурном воздействии с формированием технологических зон: зоны сушки, зоны пирогенетического разложения, зоны первичной газификации сырья при неполном окислении его кислородом воздуха и подаче синтез-газа с термохимическим разложением сырья на инертные газовые составляющие и образованием реагента в виде атомарного углерода, зоны термического разложения смол, зоны регенерации, формируемой выпавшим на колосниковую решетку реагентом при подаче в него пара и получением на выходе из него синтез-газа и зоны охлаждения синтез-газа в газоходе котла реактора, отличающийся тем, что зону регенерации формируют на колосниковой решетке реактора в виде открытого естественного насыпного конуса из реагента, обуславливающего за пределами этой зоны формирование зоны очистки синтез-газа, обеспеченной снижением скорости его истечения из зоны регенерации в свободное пространство нижней части котла реактора до скорости витания твердых частиц размером не более 70 мк, при этом под крышкой реактора формируют зону скопления пара путем загрузки перерабатываемого сырья в котел реактора до контролируемого уровня и из этой зоны производят отсос пара в зону первичной газификации сырья с получением инертных газов и синтез-газа, а в зоне сушки котла реактора производят обрушение купола сырья и его разравнивание, и в зоне пирогенетического разложения сырья производят его интенсивное рыхление с обеспечением газопроницаемости и продвижения сверху вниз путем его обратного и прямого механического перемещения, а в зоне первичной газификации сырья производят механическое обрушение его сводообразования и осуществляют совместную подачу синтез-газа вместе с воздухом, и охлаждение синтез-газа производят до температуры, соответствующей началу конденсации смол, при его закрутке в газоходе вокруг оси котла реактора, причем воздух, пар и синтез-газ подают в технологические зоны реактора объемными порциями в зависимости от химического состава сырья.1. A method of producing synthesis gas, comprising loading a processed raw material containing at least solid raw materials into the boiler of a gasification reactor and promoting it with a sequential process of air and gas movement under temperature exposure with the formation of technological zones: a drying zone, a pyrogenetic decomposition zone , zones of primary gasification of raw materials in case of incomplete oxidation of them with atmospheric oxygen and supply of synthesis gas with thermochemical decomposition of raw materials into inert gas components and the formation of a reagent in the form of atomic carbon, a zone of thermal decomposition of resins, a regeneration zone formed by a reagent deposited on the grate when steam is fed into it and a synthesis gas is obtained at the outlet of it and a synthesis gas cooling zone is in the flue of the reactor boiler, characterized in that the regeneration zone is formed on the grate of the reactor in the form of an open natural bulk cone from a reagent that determines the formation of a synthesis gas purification zone outside this zone, which ensures a decrease in its speed and flows from the regeneration zone into the free space of the lower part of the reactor boiler to a speed of solid particles no more than 70 microns in size, while a vapor accumulation zone is formed under the reactor cover by loading the processed raw materials into the reactor boiler to a controlled level and steam is sucked into the zone from this zone primary gasification of raw materials to produce inert gases and synthesis gas, and in the drying zone of the reactor boiler, the dome of the raw material collapses and its leveling occurs, and in the pyrogenetic decomposition zone of the raw material it is produced intensive loosening, ensuring gas permeability and moving from top to bottom by its reverse and direct mechanical movement, and in the primary gasification zone of the raw materials, their arch formation is mechanically collapsed and the synthesis gas is supplied together with air, and the synthesis gas is cooled to a temperature corresponding to the beginning condensation of resins, when it is twisted in the duct around the axis of the reactor boiler, moreover, air, steam and synthesis gas are fed into the technological zones of the reactor in bulk portions depending property from the chemical composition of the raw materials. 2. Способ получения синтез-газа по п.1, отличающийся тем, что все операции по загрузке сырья в котел реактора, подаче воздуха, пара и синтез-газа в технологические зоны реактора, поддержанию уровня зеркала раздела воды и пара в камере парогенерации, золоудалению, разравниванию поступающего в реактор сырья и его ворошению производят по единой программе, привязанной к химическому составу сырья.2. The method of producing synthesis gas according to claim 1, characterized in that all the operations of loading raw materials into the reactor boiler, supplying air, steam and synthesis gas to the technological zones of the reactor, maintaining the level of the mirror between water and steam in the steam generation chamber, ash removal , leveling the raw materials entering the reactor and tedding them according to a single program, tied to the chemical composition of the raw materials. 3. Реактор газификации, содержащий цилиндрический вертикально-ориентированный котел с двумя концентрично расположенными один в другом кольцевыми, охватывающими разные технологические зоны переработки сырья кожухами: внутренним и внешним с дном, с газоходом между кожухами и связанным с ним отводом готового синтез-газа, с примыкающим к внутреннему кожуху котла реактора усеченным конусом, сужающимся по ходу продвижения перерабатываемого сырья и формирующим собой технологическую зону разложения смол, с расположенной под ним в нижней части реактора колосниковой решеткой, удерживающей на своей поверхности реагент, образующийся при термопереработке сырья и формирующий собой технологическую зону регенерации газов, с камерой для подогрева воздуха, камерой парогенерации, с механизмом удаления золы, закрепленным к днищу котла, с люком для розжига сырья, с расположенными в технологической футерованной зоне первичной газификации фурмами для подачи в эту зону подогретого воздуха из камеры для его подогрева, с расположенными между усеченным конусом и колосниковой решеткой фурмами для подачи пара в зону регенерации, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен крышкой и установленным на ней реверсивным приводом и связанной с ним отсасывающей трубой с трубным разравнивателем, с закрепленным под ним лопастным ворошителем сырья и с установленными на свободном конце трубы фурмами для подачи паров воды из зоны скопления пара в зону первичной газификации сырья, горелкой для подачи смеси синтез-газа с воздухом в зону первичной газификации сырья, завихрителями синтез-газа, установленными в нижней части газохода котла вокруг его оси, а также камерой перегрева пара, связанной с камерой парогенерации, сбрасывателем золы, связанным с колосниковой решеткой, при этом отсасывающая труба установлена с возможностью размещения ее конца с фурмами в зоне первичной газификации сырья для отсоса трубным разравнивателем в эту зону паров воды из верхней части свободного от сырья пространства котла и размещения ее трубного разравнивателя и лопастного ворошителя соответственно в зонах сушки и пирогенетического разложения реактора, а колосниковая решетка установлена с возможностью реверсивного вращения, и сам котел реактора выполнен пароводяным, а оба его кожуха выполнены в виде кольцевых теплообменных рубашек, секционно разделенных каждая по высоте на отдельные камеры: теплообменная рубашка внутреннего кожуха содержит сверху камеру для подогрева воды, охватывающую футерованные технологические зоны переработки сырья от зоны образования пара до начала зоны первичной газификации сырья, и расположенную под ней камеру для подогрева воздуха, охватывающую футерованную зону первичной газификации сырья, а теплообменная рубашка внешнего кожуха охватывает дно и по вертикали сверху содержит свою камеру для подогрева воды, опоясывающую теплообменную рубашку внутреннего кожуха на всю ее высоту и связанную с ее камерой для подогрева воды, а нижняя вертикальная часть этой рубашки наружного кожуха разделена, в свою очередь, по высоте на две связанные между собой камеры, охватывающие зону регенерации газов в реакторе: камеру перегрева пара, расположенную под камерой подогрева воды этой рубашки кожуха, и камеру парогенерации, причем соотношение внутренних диаметров наружного кожуха и выходного отверстия усеченного конуса, а также расстояние от выходного отверстия усеченного конуса до колосниковой решетки подобраны таким образом, чтобы скорость истечения газов из реагента на колосниковой решетке была ниже скорости витания твердых частиц размером не более 70 мкм.3. A gasification reactor containing a cylindrical vertically oriented boiler with two annular concentrically arranged one in another, covering various technological zones of raw materials processing with casings: internal and external with a bottom, with a gas duct between the casings and the associated outlet for the finished synthesis gas, with an adjacent to the inner casing of the reactor boiler with a truncated cone, tapering along the progress of the processed raw material and forming a technological zone for the decomposition of resins, with the lower hour located under it and the reactor with a grate, holding on its surface a reagent formed during the thermal processing of raw materials and forming a technological zone for gas regeneration, with a chamber for heating air, a steam generation chamber, with an ash removal mechanism fixed to the bottom of the boiler, with a hatch for igniting the raw materials, with in the technological lined zone of primary gasification by tuyeres for supplying heated air from the chamber for heating it to this zone, with trucks located between the truncated cone and the grate for supplying steam to the regeneration zone, characterized in that it is additionally equipped with a cover and a reversible drive mounted on it and a suction pipe connected to it with a pipe equalizer, with a paddle agitator mounted under it and with tuyeres mounted on the free end of the pipe for supplying vapor water from the zone of accumulation of steam into the zone of primary gasification of raw materials, a burner for supplying a mixture of synthesis gas with air to the zone of primary gasification of raw materials, synthesis gas swirls installed in the lower part of the gas duct to around its axis, as well as a steam superheating chamber associated with the steam generation chamber, an ash ejector connected to the grate, while the suction pipe is installed with the possibility of placing its end with tuyeres in the zone of primary gasification of raw materials for suction by a pipe equalizer in this zone of water vapor from the upper part of the boiler space free from raw materials and the placement of its pipe leveler and rotary agitator, respectively, in the drying and pyrogenetic decomposition zones of the reactor, and the grate is installed It can be reversibly rotated, and the reactor boiler itself is made of steam and water, and both of its shells are made in the form of ring heat-exchange jackets, each sectionally divided into separate chambers: the heat-exchange jacket of the inner shell contains a chamber for heating water on top, covering lined technological zones for processing raw materials from the steam formation zone to the beginning of the primary gasification zone of the feedstock, and the chamber for heating the air located below it, covering the lined zone of primary gasification raw materials, and the heat-exchange shirt of the outer casing covers the bottom and vertically from above contains its own chamber for heating water, encircles the heat-exchange shirt of the inner casing to its entire height and connected with its chamber for heating water, and the lower vertical part of this shirt of the outer casing is divided into in turn, in height, by two interconnected chambers covering the gas regeneration zone in the reactor: a steam superheating chamber located under the water heating chamber of this jacket jacket, and a steam generation chamber, moreover, the inner diameters of the outer casing and the outlet of the truncated cone, as well as the distance from the outlet of the truncated cone to the grate, are selected so that the gas outflow rate from the reagent on the grate is lower than the speed of solid particles no more than 70 μm in size. 4. Реактор газификации по п.3, отличающийся тем, что все фурмы и горелка установлены в реакторе с возможностью их регулировки и замены.4. The gasification reactor according to claim 3, characterized in that all the tuyeres and the burner are installed in the reactor with the possibility of adjustment and replacement. 5. Реактор газификации по п.3, отличающийся тем, что он оснащен программным пультом управления, связанными с ним разными клапанами подачи пара, воздуха и синтез-газа в технологические зоны реактора и разными датчиками: датчиком уровня загрузки сырья, температурными датчиками, установленными в технологических зонах реактора, в газоходе на участке выхода из него синтез-газа, и в камерах рубашек кожухов пароводяного котла, а также датчиком зеркала раздела воды и пара в камере парогенерации. 5. The gasification reactor according to claim 3, characterized in that it is equipped with a software control panel, various valves for supplying steam, air and synthesis gas to the technological zones of the reactor and various sensors associated with it: a feed level sensor, temperature sensors installed in technological zones of the reactor, in the flue at the site of the synthesis gas exit from it, and in the chambers of the shirts of the casings of the steam-water boiler, as well as the mirror sensor for the separation of water and steam in the steam generation chamber.
RU2008131824/04A 2008-08-04 2008-08-04 Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation RU2360949C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008131824/04A RU2360949C1 (en) 2008-08-04 2008-08-04 Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008131824/04A RU2360949C1 (en) 2008-08-04 2008-08-04 Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2360949C1 true RU2360949C1 (en) 2009-07-10

Family

ID=41045733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008131824/04A RU2360949C1 (en) 2008-08-04 2008-08-04 Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2360949C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2482164C1 (en) * 2011-11-21 2013-05-20 Лариса Яковлевна Силантьева Gasification reactor
RU2570456C2 (en) * 2010-08-20 2015-12-10 Тимо НЮЛАНДЕР Method of producing fuel from organic material and gasification installation
RU2664138C1 (en) * 2017-08-08 2018-08-15 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Compact reactor for producing synthesis gas from natural/associated gas during autothermal reforming
RU2692585C1 (en) * 2018-08-06 2019-06-25 Николай Борисович Болотин Gas generator
RU2693343C1 (en) * 2018-08-06 2019-07-02 Николай Борисович Болотин Gas generator
RU2695555C1 (en) * 2018-07-31 2019-07-24 Николай Борисович Болотин Gas generator
CN115197754A (en) * 2022-07-22 2022-10-18 呼伦贝尔金新化工有限公司 Gasifier coal dropping pipe with temperature control function and temperature control method thereof
RU2803703C1 (en) * 2022-12-31 2023-09-19 Общество с ограниченной ответственностью "ЛИМПЭК" (ООО ЛИМПЭК") Block plant for complete carbonization of organic substances

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570456C2 (en) * 2010-08-20 2015-12-10 Тимо НЮЛАНДЕР Method of producing fuel from organic material and gasification installation
RU2482164C1 (en) * 2011-11-21 2013-05-20 Лариса Яковлевна Силантьева Gasification reactor
WO2013077772A1 (en) 2011-11-21 2013-05-30 Silantyeva Larisa Jakovlevna Gasification reactor
RU2664138C1 (en) * 2017-08-08 2018-08-15 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Compact reactor for producing synthesis gas from natural/associated gas during autothermal reforming
RU2695555C1 (en) * 2018-07-31 2019-07-24 Николай Борисович Болотин Gas generator
RU2692585C1 (en) * 2018-08-06 2019-06-25 Николай Борисович Болотин Gas generator
RU2693343C1 (en) * 2018-08-06 2019-07-02 Николай Борисович Болотин Gas generator
CN115197754A (en) * 2022-07-22 2022-10-18 呼伦贝尔金新化工有限公司 Gasifier coal dropping pipe with temperature control function and temperature control method thereof
RU2803703C1 (en) * 2022-12-31 2023-09-19 Общество с ограниченной ответственностью "ЛИМПЭК" (ООО ЛИМПЭК") Block plant for complete carbonization of organic substances

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2360949C1 (en) Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation
Susastriawan et al. Small-scale downdraft gasifiers for biomass gasification: A review
CN1213129C (en) Method for gasifying organic materials and mixtures of materials
CN104456575B (en) One way of life refuse pyrolysis combustion furnace and operation process thereof
PL100439B1 (en) GAS FUEL PRODUCTION METHOD AND GAS FUEL PRODUCTION DEVICE
EP3475395B1 (en) Pyrogasification unit and process
RU2359011C1 (en) Method of solid fuel conversion and installation to this end (versions)
RU2520450C2 (en) Method for production of pyrolysis resin-free combustible gas during condensed fuel gasification and gas generators for method realisation
CN101050859B (en) Method and device for gasifying and burning domestic garbage
RU2631808C2 (en) Method of gasifying fuel biomass and device for its implementation
JP4620620B2 (en) Waste gasifier and operating method thereof
CN113166653A (en) Multi-layer furnace for the roasting of biomass comprising an arm carrying a stirring tooth of optimized profile
CN116406346A (en) Sewage sludge fuel catalytic combustion device
US4854861A (en) Process for calcining limestone
RU144018U1 (en) INSTALLATION OF THERMOCHEMICAL GENERATION OF ENERGY GASES FROM SOLID FUEL (OPTIONS)
RU116970U1 (en) PLANT FOR LOW-TEMPERATURE PYROLYSIS OF HOUSEHOLD, AGRICULTURAL AND INDUSTRIAL WASTE
RU2482164C1 (en) Gasification reactor
RU2703617C1 (en) Reactor for processing solid fuel to produce combustible gas
CN102311808A (en) Combustion gas generator of biomass
RU2657042C2 (en) Method for producing a combustible gas from a solid fuel and reactor for its implementation
WO2007097729A1 (en) Power-processing plant for solid fuel heat treatment
RU2237079C1 (en) Hydrocarbon-containing feedstock gasifier
CA2522384A1 (en) Biomass conversion by combustion
CN217302806U (en) Integrated device for treating VOCs (volatile organic compounds) and utilizing waste heat by gasifying biomass
RU55937U1 (en) LIQUID AND SOLID FUEL COMBUSTION DEVICE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100805

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110927

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

Effective date: 20120805

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130727

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

Effective date: 20190805