RU2364737C1 - Method of multipurpose solid fuel use at combined cycle power plants with cogeneration of power and secondary end products in form of liquid and solid fuels with improved consumer properties - Google Patents
Method of multipurpose solid fuel use at combined cycle power plants with cogeneration of power and secondary end products in form of liquid and solid fuels with improved consumer properties Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364737C1 RU2364737C1 RU2007141758/06A RU2007141758A RU2364737C1 RU 2364737 C1 RU2364737 C1 RU 2364737C1 RU 2007141758/06 A RU2007141758/06 A RU 2007141758/06A RU 2007141758 A RU2007141758 A RU 2007141758A RU 2364737 C1 RU2364737 C1 RU 2364737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- gas
- coal
- gasification
- products
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Abstract
Description
Изобретение относится к способу экологически чистого комплексного использования низкосортных высокореакционных углей (бурых и каменных с высоким выходом летучих) в экологически чистых энергетических установках комбинированного цикла с высокой тепловой экономичностью путем многостадийного процесса переработки, включающего высокоскоростной пиролиз углей с выделением смол и газификацию полукокса, и может быть использовано в энергетике для совместного производства энергии и побочных товарных продуктов в виде облагороженного твердого, жидкого котельного и высокочистых синтетических моторных топлив.The invention relates to a method for environmentally friendly integrated use of low-grade high-reactive coals (brown and stone with a high yield of volatile) in environmentally friendly power plants of a combined cycle with high thermal efficiency by a multi-stage processing process, including high-speed pyrolysis of coal with the release of resins and gasification of semi-coke, and can be used in energy for the joint production of energy and by-products in the form of ennobled firmly Go, liquid boiler and high-purity synthetic motor fuels.
Известен способ внутрицикловой термической переработки бурых углей методом термоконтактного коксования путем пиролиза твердым теплоносителем под низким давлением с получением тепловой и электрической энергии в парогазовой установке и побочного продукта в виде активированного угля из полукокса (патент РФ № RU 2211927).There is a method of in-cycle thermal processing of brown coal by thermocontact coking by pyrolysis with a solid heat carrier under low pressure to produce heat and electric energy in a combined cycle plant and a by-product in the form of activated carbon from semi-coke (RF patent No. RU 2211927).
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- Проведение процесса пиролиза и газификации полукокса при давлении, близком к атмосферному, что увеличивает габариты и стоимость установки и затрудняет эффективную интеграцию с парогазовым циклом.- The process of pyrolysis and gasification of semicoke at a pressure close to atmospheric, which increases the size and cost of the installation and complicates effective integration with the combined cycle.
- Трудность достижения однородного перемешивания угля с твердым сыпучим теплоносителем для крупных промышленных установок.- The difficulty of achieving uniform mixing of coal with a solid bulk coolant for large industrial plants.
- Большое количество и длина технологических связей для передачи сыпучего материала (полукокса, горячего теплоносителя) от агрегата к агрегату, что усложняет эксплуатацию и снижает надежность системы.- A large number and length of technological connections for the transfer of bulk material (semi-coke, hot fluid) from unit to unit, which complicates operation and reduces the reliability of the system.
- Производство только одного побочного продукта - активированного угля, емкость рынка для которого может быть ограничена, что определяет единичную мощность и потребность в подобных установках.- Production of only one by-product - activated carbon, the market capacity for which may be limited, which determines the unit capacity and the need for such plants.
Наиболее близким к предлагаемому в данном изобретении способу является известный способ использования высокосернистых зольных топлив в парогазовых установках (ПГУ), заключающийся в том, что все потребляемое ПГУ топливо подвергают газификации путем частичного окисления при температурах от 1000 до 1500°С под давлением сжатого горячего воздуха, часть которого отбирают за компрессором высокого давления ПГУ. Полученный низкокалорийный газ охлаждают, используя энергию для генерации водяного пара, служащего рабочим телом паровой турбины ПГУ, затем очищают от твердых частиц и соединений серы и сжигают очищенный газ в парогазовых установках (В.М.Масленников, С.А.Хримтианович и др.: авт. свид. СССР №263064, МПК C10B, Int. C1. F23C, патенты England №1104075, USA №3287902.. от 29.11.1966, FRG №1285088 от 25.01.1965, France №1427256, Japan №916736 - прототип).Closest to the method proposed in this invention is a known method of using high sulfur ash fuels in combined cycle plants (CCGT), which consists in the fact that all consumed CCGT fuel is gasified by partial oxidation at temperatures from 1000 to 1500 ° C under pressure of compressed hot air, part of which is taken after the CCGT high-pressure compressor. The resulting low-calorie gas is cooled using energy to generate water vapor, which serves as the working fluid of the steam turbine at a combined cycle power plant, then it is cleaned of solid particles and sulfur compounds and the purified gas is burned in combined-cycle plants (V.M. Maslennikov, S.A. Khrimtianovich et al.: author USSR certificate No. 263064, IPC C10B, Int. C1. F23C, England patents No. 1104075, USA No. 3287902 .. dated 11.29.1966, FRG No. 1285088 of 01.25.1965, France No. 1427256, Japan No. 916736 - prototype) .
Данный способ получил широкое признание в мире под названием «Технология внутрицикловой газификации» в отечественной технической литературе и integrated gasification combined cycle (IGCC) в зарубежной и вышел на стадию коммерческой реализации в ряде западных стран. Недостатком данного способа является то, что органическая масса топлива целиком конвертируется в низкокалорийный газа, без извлечения побочных продуктов, а полученный очищенный газ с достаточно высоким содержанием водорода и окиси углерода используют только для производства электроэнергии, хотя мог бы использоваться для каталитического синтеза ценных продуктов. Кроме того, несмотря на возможность достижения высокого КПД и высоких экологических стандартов, как показывает мировой опыт, сроки окупаемости инвестиций при производстве одной только электроэнергии относительно велики, что связано со сложностью и высокой капиталоемкостью оборудования для газификации и очистки газов.This method has been widely recognized in the world under the name “Intra-cycle gasification technology” in the domestic technical literature and integrated gasification combined cycle (IGCC) in the foreign and has entered the commercial implementation stage in a number of Western countries. The disadvantage of this method is that the organic mass of fuel is completely converted to low-calorie gas, without extraction of by-products, and the obtained purified gas with a sufficiently high content of hydrogen and carbon monoxide is used only for the production of electricity, although it could be used for the catalytic synthesis of valuable products. In addition, despite the possibility of achieving high efficiency and high environmental standards, as international experience shows, the payback period for investments in the production of electricity alone is relatively long, due to the complexity and high capital intensity of gasification and gas purification equipment.
Предлагаемое изобретение решает указанную техническую задачу, обеспечивая совместно с производством энергии возможность получения побочных товарных продуктов с высоким рыночным потенциалом и тем самым существенное улучшение технико-экономических показателей и гибкости к изменениям рыночной конъюнктуры.The present invention solves the indicated technical problem, providing, together with the production of energy, the possibility of obtaining by-product products with high market potential and thereby a significant improvement in technical and economic indicators and flexibility to changes in market conditions.
Поставленная техническая задача решается тем, что: в способе экологически чистого комплексного использования твердых топлив, преимущественно низкосортных высокореакционных углей (бурых и каменных с высоким выходом летучих), интегрированном в тепловой цикл парогазовой энергетической установки с целью совместного производства низкокалорийного очищенного газа для генерации энергии и побочных товарных продуктов в виде облагороженного твердого, жидкого котельного и высокочистых синтетических моторных топлив, включающем парогазовую энергетическую установку (ПГУ), дробление и сушку угля, окислительную газификацию с получением низкокалорийного генераторного газа с утилизацией тепла экзотермических реакций в цикле энергетической установки, очистку газа от твердых частиц и соединений серы и использование очищенного газа в качестве топлива парогазовой энергетической установки, часть воздуха после компрессора высокого давления ПГУ используют для трехступенчатого противоточного процесса термохимической переработки угля, в котором в первой ступени подсушенный и измельченный исходный уголь подвергают пиролизу за счет тепла продуктов газификации, поступающих из второй ступени, с образованием продуктов пиролиза в виде паров угольных смол и пирогаза, которые выводят из первой ступени вместе с продуктами газификации с последующим выделением жидких смол для получения побочных продуктов и очищенного энергетического газа для производства энергии в ПГУ, и полукокса, который направляют на переработку во вторую ступень путем окислительной газификации смесью воздуха и продуктов сгорания, поступающей из третьей ступени, полученный генераторный газ направляют в первую ступень на пиролиз, угольную золу, содержащую сульфиды металлов с остатками углерода, подвергают дожиганию в третьей ступени с использованием в качестве окислителя части воздуха из компрессора высокого давления ПГУ, в результате чего догорает углерод, при этом сульфиды металлов окисляют до экологически безопасных сульфатов, охлаждают и выводят из цикла золу с утилизацией физического и химического тепла в процессе газификации полукокса второй ступени, для интенсификации процессов газификации и пиролиза, а также для увеличения выхода жидких фракций во всех ступенях переработки используют технологию кипящего и циркулирующего кипящего слоя, очистку парогазовой смеси, полученной после трехступенчатой переработки угля, содержащей пары угольных смол, частицы золы и полукокса, осуществляют с охлаждением газа и конденсацией паров угольных смол путем двухстадийной промывки жидкими смолами, циркулирующими после промывки через теплообменники - охладители с различными уровнями температур при промывке, при этом в первой по ходу парогазовой смеси стадии при более высокой температуре конденсируют и извлекают более тяжелые фракции смол вместе с основной частью уловленных твердых частиц, которые направляют для использования в качестве связующего при производстве угольных брикетов, а во второй стадии, при более низкой температуре, конденсируют и извлекают более легкие и чистые фракции угольных смол, которые используют в качестве основы для производства жидких котельных топлив, при этом тепло от конденсации смол и охлаждения парогазовой смеси утилизируют в паротурбинном цикле ПГУ.The stated technical problem is solved in that: in a method for the environmentally friendly integrated use of solid fuels, mainly low-grade high-reaction coals (brown and stone with a high yield of volatile), integrated into the heat cycle of a combined cycle power plant with the aim of co-production of low-calorie purified gas for energy generation and by-products commercial products in the form of enriched solid, liquid boiler and high-purity synthetic motor fuels, including combined-cycle gas a power plant (CCGT), crushing and drying coal, oxidizing gasification to produce a low-calorie generator gas with heat recovery from exothermic reactions in a power plant cycle, purifying gas from solid particles and sulfur compounds and using purified gas as fuel for a combined cycle power plant, some of the air after The CCGT high-pressure compressor is used for a three-stage countercurrent process of thermochemical coal processing, in which the first stage is dried and The charcoal source coal is subjected to pyrolysis due to the heat of gasification products coming from the second stage, with the formation of pyrolysis products in the form of coal tar and pyrogas vapor, which are removed from the first stage together with gasification products, followed by the release of liquid resins to produce by-products and purified energy gas for energy production at CCGT, and semicoke, which is sent for processing to the second stage by oxidative gasification with a mixture of air and combustion products from of the third stage, the resulting generator gas is sent to the first stage for pyrolysis, coal ash containing metal sulfides with carbon residues, is subjected to afterburning in the third stage using part of the air from the CCGT high-pressure compressor as an oxidizing agent, as a result of which the carbon burns out, while the sulfides metals are oxidized to environmentally friendly sulfates, cooled and removed from the cycle ash with the utilization of physical and chemical heat in the process of gasification of the second stage semicoke, to intensify the The processes of gasification and pyrolysis, as well as to increase the yield of liquid fractions at all stages of processing, use the technology of a fluidized and circulating fluidized bed, the steam-gas mixture obtained after a three-stage processing of coal containing vapors of coal tar, particles of ash and semi-coke is purified with gas cooling and condensation coal tar vapors by two-stage washing with liquid resins circulating after washing through heat exchangers - coolers with different temperature levels during washing, while The first stage in the course of the gas-vapor mixture at the higher temperature is condensed and the heavier resin fractions are recovered, together with the main part of the trapped solid particles, which are sent for use as a binder in the production of coal briquettes, and in the second stage, at a lower temperature, they are condensed and recovered lighter and cleaner fractions of coal tar, which are used as the basis for the production of liquid boiler fuels, while the heat from the condensation of the tar and cooling of the gas mixture They are combined in the steam turbine cycle of a CCGT unit.
На фиг.1 и 2 представлены принципиальные схемы, поясняющие сущность предложенного способа комплексного использования низкосортных углей в энергетике.1 and 2 are schematic diagrams explaining the essence of the proposed method for the integrated use of low-grade coal in the energy sector.
Схема на фиг.1 включает блок подготовки угля (дробление, сортировка, сушка) 1, шлюз-бункерную систему подачи дробленого угля 2 в реактор многостадийной переработки угля 3, работающий под давлением, шлюз-бункерную систему вывода золы 4 из реактора, двухкаскадную систему фракционной конденсации смол пиролиза: 5 - тяжело-средних фракций с температурой начала кипения выше 320-350 С, 6 - легко-средних фракций с температурой начала кипения ниже 320 С, систему очистки газа от соединений серы 7, газотурбинную установку с цикловым воздушным компрессором 8 и бустерным (подкачивающим) компрессором 9, камерой сгорания 10, газовой турбиной 11, электрогенератором 12, паровую турбину 13, котел-утилизатор тепла выхлопных газов ГТУ 14, блок брикетирования 15, блок стабилизации и кондиционирования жидкого котельного топлива 16, блок каталитического синтеза 17.The scheme in figure 1 includes a coal preparation unit (crushing, sorting, drying) 1, a lock-bunker system for supplying crushed
Работа системы осуществляется следующим образом:The system operates as follows:
Дробленый и подсушенный до гигроскопической влажности уголь из системы углеподготовки 1 через шлюз-бункерную систему подачи 2 поступает в комбинированный реактор пиролиза-газификации 3. Реактор включает в себя 3 ступени в одном агрегате: пиролиза, газификации, дожигания. Каждая может осуществляться в кипящем или в циркулирующем кипящем слое. Уголь из шлюз-бункеров поступает в ступень пиролиза, греющей и псевдоожижаюшей средой в которой, главным образом, являются продукты газификации полукокса. Пиролиз идет при температурах 570-620°С (температура зависит от свойств конкретного угля). Паро-газовая фаза продуктов пиролиза смешивается с псевдоожижающим газом и выводится из реактора 3 в систему фракционной конденсации 5-6. Твердая фаза - полукокс в плотном потоке - при указанной температуре полностью или частично поступает в ступень газификации. Предусматривается возможность дозирования в ступень газификации кальциевого сорбента для поглощения серы. Минеральная часть угля с остатками полукокса от газификации поступает в ступень дожигания, где оставшийся углерод дожигают в воздухе. В качестве окислителя и псевдоожижающей среды используют сжатый в компрессоре ГТУ 8 и в бустерном компрессоре 9 воздух, подогретый за счет сжатия до температуры 300-400°С. Продукты сгорания вместе с воздухом являются окислителем и псевдоожижающей средой ступени газификации. Зольный остаток из ступени дожигания представляет собой смесь окислов, не содержащую сульфидов и не образующую токсичных стоков при захоронении в отвалах. Вывод золы из реактора осуществляют через шлюз-бункерную систему 4.The coal, crushed and dried to hygroscopic humidity, from the
Парогазовую смесь из реактора выводят через систему циклонных сепараторов для отделения основной массы твердых частиц. Отсепарированные частицы возвращают в ступень газификации. Парогазовую смесь промывают жидкой смолой пиролиза в контактных конденсаторах 5 и 6. Каждый из них представляет собой скруббер с циркуляционным контуром, включающим насосы для прокачки смолы в контуре, теплообменники для охлаждения смолы и орошающие устройства для организации эффективного прямого контакта капель с парогазовой смесью. Парогазовая смесь движется снизу вверх, контактируя с каплями охлажденной смолы, движущимися под действием силы тяжести противотоком. При этом на поверхности капель происходит конденсация паров смолы. Параллельно осуществляется очистка газа от твердых частиц. В теплообменнике конденсатора 5 тепло передают на генерацию насыщенного пара с давлением около 1,2 МПа и температурой 320°С для паровой турбины ПГУ. При этом конденсируются тяжелые фракции смол с ТНК выше 320°С. Эти фракции, загрязненные золой и частицами кокса, выводят из контура в блок производства угольных брикетов 15, где их используют в качестве связующего.The gas-vapor mixture from the reactor is discharged through a system of cyclone separators to separate the bulk of the solid particles. The separated particles are returned to the gasification stage. The gas-vapor mixture is washed with liquid pyrolysis resin in
В теплообменнике конденсатора 6 охлаждающей средой служит питательная вода паротурбинного цикла с температурой 120-150°С. В нем конденсируются легкие и средние фракции смол пиролиза, которые выводят из контура в блок производства жидкого котельного топлива 16, где производят дегазацию смол и их стабилизацию.In the heat exchanger of the
После конденсаторов, если это необходимо, газ подвергают очистке от сероводорода и других соединений серы в системе сероочистки 7. Наиболее целесообразно для этого использовать хемосрбционный процесс типа процесса Стретфорда, где сорбентом служит раствор поташа в воде. Очистку производят при температуре в абсорбере около 120°С, при которой не происходит конденсации водяных паров, и в результате не образуются жидкие стоки, очистка которых требует дополнительных затрат.After the condensers, if necessary, the gas is purified from hydrogen sulfide and other sulfur compounds in the
Очищенный газ поступает либо непосредственно на сжигание в камеру сгорания 10 газотурбинной установки ПТУ, либо сперва в блок однопроходного каталитического синтеза метанола (диметилового эфира, бензина) 17, отработанный синтез-газ после которого поступает на сжигание в камеру сгорания ГТУ 10.The purified gas is either supplied directly to combustion in the
Предлагаемый способ обеспечивает эффективное использование физического и химического тепла топлива и энергии избыточного давления газовых потоков в цикле парогазовой установки.The proposed method provides the effective use of physical and chemical heat of fuel and energy of excess pressure of gas flows in the cycle of a combined cycle plant.
На фиг.2 представлен пример реализации предлагаемого способа организации процессов пиролиза-газификации в кипящем слое, в котором 3 стадии процесса: пиролиз угля, газификация полукокса и дожигание коксового остатка с окислением сульфидов, скомпонованы в общем силовом корпусе и осуществляют в трех кипящих слоях, расположенных последовательно по ходу газа с общим противотоком по отношению к потоку угля.Figure 2 presents an example implementation of the proposed method of organizing the processes of pyrolysis-gasification in a fluidized bed, in which 3 stages of the process: pyrolysis of coal, gasification of semicoke and afterburning of coke residue with the oxidation of sulfides, are arranged in a common power casing and are carried out in three fluidized beds located sequentially along the gas with a common countercurrent with respect to the coal flow.
Режимы псевдоожижения выбирают оптимальными для каждой ступени. Преимущества использования технологии кипящего слоя:Fluidization modes are selected optimal for each stage. Benefits of using fluidized bed technology:
- Высокая интенсивность тепло-массообмена частиц с газом обеспечивает условия для организации высокоскоростного пиролиза угля, приближающиеся к условиям термоконтактного коксования, а следовательно, хороший выход смол легких фраций.- The high intensity of heat and mass transfer of particles with gas provides conditions for the organization of high-speed coal pyrolysis, approaching the conditions of thermal contact coking, and therefore, a good yield of light fractions.
- Высокая скорость перемешивания частиц по высоте слоя обеспечивает минимальную неоднородность по составу, что благоприятствует эффективной работе сорбентов сероочистки.- The high speed of mixing the particles along the height of the layer ensures minimal heterogeneity in composition, which favors the efficient operation of desulfurization sorbents.
- Возможность регулирования в широких пределах времени пребывания твердой и газовой фазы в каждой ступени.- The ability to control over a wide range of residence times of the solid and gas phases in each stage.
Способ реализуют следующим образом (фиг.2):The method is implemented as follows (figure 2):
Уголь, подсушенный до гигроскопической влажности, молотый до размера частиц минус 2 мм, через шлюз-бункер 1 поступает в кипящий слой ступени пиролиза 2. Псевдожижающей средой являются продукты газификации полукокса, поступающие снизу через газораспределительную решетку с температурой от 1000 до 1200°С, содержащие водород, окись углерода, азот, водяной пар и двуокись углерода и, практически не содержащие кислорода. Частицы угля попадают в кипящий слой, быстро перемешиваются с разогретым полукоксом и разогреваются со скоростью несколько тысяч град./с, в основном за счет столкновений с горячими частицами. Выбор объема данной секции, высоты кипящего слоя скорости и температуры газа на входе производят таким образом, чтобы средняя температура в слое составляла 570-620°С (зависит от типа угля), время пребывания парогазовой смеси в секции составляла около 0,8-1 с, время пребывания твердой фазы в слое, необходимое для требуемой степени выгазовывания - несколько минут.The coal, dried to hygroscopic humidity, ground to a particle size of minus 2 mm, enters the fluidized bed of the
В процессе быстрого разогрева и выделения пирогаза частицы подвергаются дальнейшему измельчению за счет повышения давления во внутренних порах. Продукты пиролиза выводят из реактора через сепаратор частиц 9 в систему конденсации смол.In the process of rapid heating and release of pyrogas, the particles are subjected to further grinding due to an increase in pressure in the internal pores. The pyrolysis products are removed from the reactor through a
Высоту слоя поддерживют постоянной за счет выгрузки избыточного полукокса в ступень газификации через канал 3. Уловленную мелкую фракцию частиц направляют в ступень газификации полукокса через специальный канал ПК.The layer height is kept constant by unloading the excess semicoke to the gasification stage through
В ступени газификации полукокса 4 происходит окислительная газификация полукокса в кипящем слое. Окислителем и псевдоожижающей средой служит горячий воздух с добавкой водяного пара и продуктов сгорания кокса из нижней ступени реактора. Процесс газификации путем частичного окисления полукокса происходит при средней температуре кипящего слоя 800-850°С. Количество окислителя при этом должно составлять около 33-36% от стехиометрического расхода. В результате производится генераторный газ с теплотой сгорания около 1300 ккал/нм3. Высоту слоя и время пребывания частиц в кипящем слое выбирают таким образом, чтобы степень конверсии органической массы частиц в газ составляла не менее 95%, что зависит от реакционной способности угля. Выше уровня кипящего слоя организуют дополнительный ярус подвода воздуха. При сгорании в нем части генераторного газа температура перед газораспределительной тарелкой ступени пиролиза 2 повышается до 1000-1200°С. При этом выгорает значительная часть мелкодисперсных частиц кокса, уносимых потоком газа из кипящего слоя. В установившемся процессе в составе материала кипящего слоя ступени газификации 4 преобладает минеральная часть угля, в то время как концентрация кокса не превышает 5-6% от общей массы частиц в слое.In the gasification stage of
Содержащаяся в угле сера превращается в процессе газификации, главным образом, в сероводород, а металлы минеральной части угля - в сульфиды, которые при захоронении золы в золоотвалах могут загрязнять подпочвенные воды токсичными соединениями. Поэтому перед выводом золы из установки, она должна быть подвергнута окислительной переработке с целью превращения сульфидов в безвредные сульфаты.Sulfur contained in coal is converted during gasification, mainly to hydrogen sulfide, and the metals of the mineral part of coal are converted to sulfides, which, when ash is buried in ash dumps, can contaminate subsoil water with toxic compounds. Therefore, before the ash is removed from the plant, it must be subjected to oxidative processing in order to convert sulfides into harmless sulfates.
Для этого, а также для более полного использования углерода топлива сыпучую массу из ступени газификации 4 по каналу перегрузки 5 пересыпают в нижнюю часть кипящего слоя дожигания 6. Окислителем и псевдоожижающей средой служит горячий (порядка 400°С) воздух, поступающий через газораспределительную тарелку. Окисленную золу выводят через канал выгрузки золы 7, в который противотоком подают воздух и пар. Количество воздуха и пара подбирают таким, чтобы окончательное выгорание кокса и охлаждение золы происходило в плотном потоке. Продукты сгорания кокса, смешиваясь с воздухом, движутся вверх и через газораспределительную тарелку кипящего слоя 4 поступают в кипящий слой газификации полукокса.For this, as well as for a more complete use of carbon fuel, the bulk material from the
Все каналы перегрузки сыпучих материалов: ПК, 3, 5, 7, должны иметь уровень плотной фазы, который служит в качестве гидрозатвора, препятствующего прорыву газа через канал. Высоту указанного уровня регулируют так, чтобы вес столба твердой фазы был достаточен для преодоления перепада давлений газа между соответствующими тарелками или иными газораспределительными устройствами, обеспечивая непрерывное перетекание сыпучей массы. Расстояние между слоями по высоте должно выбираться с учетом данного требования.All channels for loading bulk materials: PC, 3, 5, 7, should have a level of dense phase, which serves as a water seal, preventing the breakthrough of gas through the channel. The height of the specified level is adjusted so that the weight of the solid phase column is sufficient to overcome the differential pressure of gas between the respective plates or other gas distribution devices, providing continuous flow of bulk material. The distance between the layers in height should be selected taking into account this requirement.
Каналы перегрузки в высокотемпературной зоне должны быть теплоизолированы, при необходимости снабжены устройствами для охлаждения.Overload channels in the high-temperature zone should be insulated, if necessary equipped with cooling devices.
Преимущества данного предложения состоят в том, что:The advantages of this proposal are that:
- Добавление блоков брикетирования угля и каталитического синтеза жидких углеводородов обеспечивает возможность производства широкой гаммы товарных продуктов совместно с энергией: жидких котельных топлив на базе легких фракций угольных смол, бытовых и промышленных угольных брикетов, пригодных для дальней транспортировки, и синтетических моторных топлив, в результате чего существенно повышаются технико-экономические показатели и гибкость к колебаниям рыночной конъюнктуры.- The addition of coal briquetting and catalytic synthesis of liquid hydrocarbon blocks provides the possibility of producing a wide range of marketable products together with energy: liquid boiler fuels based on light fractions of coal tar, domestic and industrial coal briquettes suitable for long-distance transportation, and synthetic motor fuels, resulting in technical and economic indicators and flexibility to fluctuations in market conditions are significantly increased.
- Объединение ряда стадий (пиролиза, газификации, дожигания остатков) в одном агрегате с общим силовым корпусом исключает длинные технологические коммуникации для передачи сыпучей фазы между агрегатами и сокращает потери тепла в окружающую среду. При этом твердая фаза перемещается от ступени пиролиза к последующим ступеням газификации полукокса и дожигания остаточного углерода сверху вниз, а парогазовая фаза противотоком снизу вверх, обеспечивая требуемые режимы псевдоожижения, частичного окисления и быстрого подогрева частиц угля для пиролиза. В результате может быть достигнута максимальная эффективность использования топлива.- The combination of a number of stages (pyrolysis, gasification, afterburning of residues) in one unit with a common power building eliminates long technological communications for transferring the bulk phase between units and reduces heat loss to the environment. In this case, the solid phase moves from the pyrolysis stage to the subsequent stages of semicoke gasification and afterburning of residual carbon from top to bottom, and the vapor-gas phase counter-flow from bottom to top, providing the required modes of fluidization, partial oxidation and rapid heating of coal particles for pyrolysis. As a result, maximum fuel efficiency can be achieved.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141758/06A RU2364737C1 (en) | 2007-11-13 | 2007-11-13 | Method of multipurpose solid fuel use at combined cycle power plants with cogeneration of power and secondary end products in form of liquid and solid fuels with improved consumer properties |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141758/06A RU2364737C1 (en) | 2007-11-13 | 2007-11-13 | Method of multipurpose solid fuel use at combined cycle power plants with cogeneration of power and secondary end products in form of liquid and solid fuels with improved consumer properties |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007141758A RU2007141758A (en) | 2009-05-20 |
RU2364737C1 true RU2364737C1 (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=41021353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007141758/06A RU2364737C1 (en) | 2007-11-13 | 2007-11-13 | Method of multipurpose solid fuel use at combined cycle power plants with cogeneration of power and secondary end products in form of liquid and solid fuels with improved consumer properties |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2364737C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA025090B1 (en) * | 2013-04-23 | 2016-11-30 | ТОО "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНЖИНИРИНГОВЫЙ ЦЕНТР ИАрДжи" | Coal conversion method |
RU2637343C2 (en) * | 2016-01-15 | 2017-12-04 | Валентин Игоревич Ковбасюк | Device for intensive energy saving drying and thermal processing |
RU2651918C1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-04-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Method and plant for mechanical and thermal energy generation |
RU2665794C1 (en) * | 2017-09-11 | 2018-09-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Method and plant for mechanical and thermal energy generation |
RU2666420C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of obtaining restorer for production of technical silicon |
-
2007
- 2007-11-13 RU RU2007141758/06A patent/RU2364737C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA025090B1 (en) * | 2013-04-23 | 2016-11-30 | ТОО "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНЖИНИРИНГОВЫЙ ЦЕНТР ИАрДжи" | Coal conversion method |
RU2637343C2 (en) * | 2016-01-15 | 2017-12-04 | Валентин Игоревич Ковбасюк | Device for intensive energy saving drying and thermal processing |
RU2651918C1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-04-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Method and plant for mechanical and thermal energy generation |
RU2665794C1 (en) * | 2017-09-11 | 2018-09-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Method and plant for mechanical and thermal energy generation |
RU2666420C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of obtaining restorer for production of technical silicon |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007141758A (en) | 2009-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5877237B2 (en) | Method and apparatus for producing low tar synthesis gas from biomass | |
CN107418634B (en) | Multistage cooling and dedusting process and device for circulating fluidized bed coal gasification | |
CN108026459B (en) | All-steam gasification with carbon capture | |
CN103897743B (en) | Solid fuel classification gasification-burning double bed polygenerations systeme and method | |
CN103740389B (en) | The multi-production process of low-rank coal cascade utilization | |
CN102358840B (en) | Single-stage fine coal multi-pipe rotary low-temperature destructive distillation technology and system | |
EP0020607A1 (en) | Process for gasification of coal | |
WO2015010448A1 (en) | Method for preparing hydrogen-rich gas by gasification of solid organic substance and steam | |
KR20140131332A (en) | Partial oxidation reaction with closed cycle quench | |
CN102010738B (en) | Coal or biomass medium low temperature pyrolysis quality improving system and method for producing quality improved coal, high calorific value pyrolysis gas and tar or liquefied synthetic oil by utilizing same | |
RU2364737C1 (en) | Method of multipurpose solid fuel use at combined cycle power plants with cogeneration of power and secondary end products in form of liquid and solid fuels with improved consumer properties | |
CN103409171A (en) | Biomass pressurized fluidized bed gasification gas turbine combined cycle power generation system | |
CN107474859B (en) | Coal pyrolysis gasification process coupling device and method thereof | |
CN102839001B (en) | Pyrolysis apparatus and method for production of light tar | |
CN203403070U (en) | Biomass pressurized fluidized-bed gasification gas turbine combined cycle power generation system | |
CN114729275A (en) | Coke making system and gasifier for all-steam gasification with carbon capture | |
CN103113905A (en) | Composite pulverized coal destructive distillation device and method | |
Wei et al. | Process simulation and economic analysis of calcium looping gasification for coal to synthetic natural gas | |
CN107325832A (en) | A kind of system and method for step-by-step processing lignite | |
CN201517093U (en) | Circulating fluidized bed coal grading conversion coal gas tar semi-coke poly-generation device | |
KR20140080453A (en) | Circulating Fluidized Bed Gasifier Equipped with Heat Exchanger Therein | |
AU2013201098A1 (en) | Fluid bed drying apparatus, gasification combined power generating facility, and drying method | |
JP5896821B2 (en) | Gasification combined cycle system using fluidized bed drying equipment and coal | |
JP4155507B2 (en) | Biomass gasification method and gasification apparatus | |
CN110016366B (en) | Domestic waste gasification methanation power generation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101114 |