RU2471000C1 - Способ получения восстановительных газов - Google Patents
Способ получения восстановительных газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471000C1 RU2471000C1 RU2011125445/02A RU2011125445A RU2471000C1 RU 2471000 C1 RU2471000 C1 RU 2471000C1 RU 2011125445/02 A RU2011125445/02 A RU 2011125445/02A RU 2011125445 A RU2011125445 A RU 2011125445A RU 2471000 C1 RU2471000 C1 RU 2471000C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- carbon
- flow
- gases
- gasification
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения восстановительных газов. Способ включает газификацию мелкодисперсного пылевидного углеродсодержащего материала в вихревом потоке путем тангенциальной подачи углеродсодержащего материала и газового потока окислителя, перемещение материала и газов в вихревом потоке и разделение восстановительного газа и зольного остатка, при этом газификацию осуществляют последовательно в две стадии в двух реакторах, в отдельном реакторе отделяют летучие в режиме пиролиза по схеме противотока, пиролизные газы отводят из реактора в отдельную топку, сжигают с остаточным кислородом 0-5%, а образовавшиеся газы подают в реактор и нагревают материал до 500-900°С, затем нагретый углеродсодержащий материал перегружают во второй реактор, в котором его обрабатывают потоком воздуха в режиме прямотока, образовавшийся высокотемпературный газ СО направляют к потребителю, а зольный остаток выгружают из реактора, причем движение материала в реакторах осуществляют механическим путем. Обеспечивается непрерывный процесс переработки мелкодисперсного углеводородного материала с получением углеродсодержащего материала за счет использования тепла продуктов пиролиза и газификации углерода до оксида (СО). 2 ил.
Description
Изобретение относится к области переработки углеродсодержащего сырья, в частности к получению восстановительного газа из мелкодисперсных (пылевидных) углеродсодержащих материалов путем газификации углерода воздухом, и может быть использовано в черной и цветной металлургии, энергетике и химии.
Известны способы переработки угольной и торфяной мелочи в кипящем слое, в вихревом потоке или по циклонному способу. Так, известен способ получения восстановительных газов по технологии «Рургаз» (Шиллинг Г.Д., Бонн Б, Краус У. Газификация угля: Горное дело-сырье-энергия / Пер. с нем. - М.: Недра, 1986. 175 с.) [1], (Химические вещества из угля. Пер. с нем. / Под ред. И.В.Калечица - М.: Химия, 1980. С.189 - 190) [2]. В известном способе используются все типы углей с крупностью до 90% <0,6 мм. Подача угля и окислителя производится тангенциально, в закрученном потоке. При осуществлении известного процесса возникают следующие проблемы. Так как материал перерабатывается в одну стадию в одном реакторе, то для получения качественного восстановительного газа необходимо вести процесс при высокой температуре (>1500°C), использовать для дутья кислород, что позволит все образующиеся в результате пиролиза газообразные продукты преобразовать в окись углерода CO и водород H2.
Таким образом, при использовании известного способа возникает необходимость иметь кислородную станцию, что усложняет организацию производства восстановительных газов и увеличивает затраты на получение конечного продукта. Время пребывания материала в циклонном агрегате составляет доли секунды, поэтому для полного завершения реакции газификации необходимо сооружать устройства больших габаритов. Здесь возникают трудности по управлению процессом. Кроме того, циклонные реакторы работают с жидким шлакоудалением, на гарнисаже, следовательно, необходимо водяное охлаждение и использование подогретой воды в системе теплоутилизации предприятия. Все эти технологические и конструктивные проблемы серьезно усложняют реализацию метода, требуют больших капитальных вложений и текущих затрат.
Задача данного изобретения заключается в создании мобильного, экономичного способа получения восстановительных газов из мелкодисперсного углеродсодержащего материала.
Для решения поставленной задачи способ получения восстановительных газов включает подачу материала в циклонный реактор и тангенциальный ввод газового потока, перемещение материала и газов в циклонном реакторе в вихревом потоке и разделение восстановительного газа и зольного остатка. Способ отличается тем, что процесс осуществляется последовательно в две стадии в двух реакторах, в отдельном реакторе отделяют летучие в режиме пиролиза по схеме противотока, пиролизные газы отводят из реактора в отдельную топку, сжигают с остаточным кислородом 0-5%, а образовавшиеся газы подают в реактор и нагревают материал до 500-900°C, нагретый углеродсодержащий материал перегружают во второй реактор, где его обрабатывают потоком воздуха в режиме прямотока, образовавшийся высокотемпературный газ (CO) направляют к потребителю, а зольный остаток выгружают из реактора, причем движение материала в реакторах осуществляют механическим путем.
Сущность изобретения заключается в следующем.
На первой стадии в реакторе из мелкодисперсного материала удаляют летучие, происходит коксование материала. Летучие содержат значительное количество горючих компонентов, пары смолистых соединений. Их отводят в отдельную топку и сжигают с коэффициентом расхода воздуха, близким к единице, чтобы снизить содержание свободного кислорода в продуктах сгорания. Полученный в топке теплоноситель направляют в реактор, и за счет его теплоты проводят удаление летучих и нагрев материала до определенной температуры, которая зависит от свойств конкретного материала, избыточное количество теплоносителя от сжигания летучих отводят по отдельному дымовому тракту. Подачу потока теплоносителя в реактор производят тангенциально с высокой скоростью. Схема теплообмена в реакторе - противоток. Затем нагретый коксовый остаток через шлюзовой затвор загружают во второй реактор, где осуществляют газификацию углерода (вторая стадия), для чего в реактор также вводят тангенциально поток воздушного дутья. Обладающий высокой реакционной способностью нагретый углеродистый материал взаимодействует с кислородом воздуха по реакции
C+0,5O2=CO.
Высокие активность и температура (1300-1400°C) процесса газификации обеспечивают практически полное использование углерода для получения высокотемпературного восстановителя (CO). Восстановительный газ под давлением, которое создается потоком воздуха, отводят и используют для металлизации, а золу выгружают в контейнер. Воздух для дутья нагревают или в отдельном рекуператоре, или в системе охлаждения реакторов.
Таким образом, новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в применении непрерывного процесса переработки мелкодисперсного углеводородного материала с получением углеродсодержащего материала за счет использования тепла продуктов пиролиза и газификации углерода до оксида (CO).
Для реализации заявляемого способа используется устройство, изображенное на фиг.1, 2. Устройство содержит два наклонных реактора 1 и 2, в которых происходит пиролиз (1) и газификация углеродного остатка (2), и топку (3) для сжигания пиролизных газов. Конструкция реакторов показана на фиг.2. Реакторы имеют неподвижный корпус (1), футерованный огнеупорным кирпичом, корпус закрыт торцевыми крышками (2) с отверстиями под вал ротора с сальниковыми уплотнениями. За счет вращения ротора (3), установленного на опорах (4), и наклона реактора происходит перемещение материала. Подвод теплоносителя или воздуха для окисления производят тангенциально, через сопло (5) со скоростью до 100 м/с.
Способ осуществляют следующим образом (см. фиг.1). Уголь фракции 2-0 мм, например кузнецкий слабоспекающийся уголь CC 18-22 влажностью w=6% и зольностью A=10,3% загружают шнековым питателем в реактор (1) и материал перемещается навстречу теплоносителю, поступающему из топки (3), нагревают материал до температуры 800°C. При этой температуре ~90% летучих переходит в пиролизный газ и сжигается в топке (3). Часть теплоносителя направляется на нагрев и пиролиз загруженного угля, остальной объем сбрасывается на трубу. Процесс транспортировки пиролизных газов и продуктов их сгорания с конечным содержанием кислорода не более 5% осуществляют за счет эжекторной установки (4). Из реактора (1) материал через шлюзовые затворы передают в реактор (2). В область подачи материала тангенциально подают воздух. Давление воздуха и, соответственно, давление в реакторе определяют по требованию потребителя восстановительного газа.
За счет теплоты реакции газификации C+0,5O2=CO происходит разогрев реактора. При повышении температуры выше температуры размягчения золы угля в реактор (2) вместе с воздухом подают определенное количество водяного пара.
Время пребывания материала в реакторах по ходу процесса регулируют изменением числа оборотов ротора. Процесс газификации в реакторе (2) осуществляют по схеме прямотока.
Для уменьшения содержания серы в газовой фазе в реактор (2) присаживают известь.
Высокотемпературный восстановительный газ из реактора (2) подают потребителю, например, для металлизации железорудных концентратов, а зольный остаток разгружают в бункер. В случае технологической необходимости часть восстановительного газа направляют в топку. Процесс осуществляют в непрерывном режиме.
Температура нагрева материала в пиролизном реакторе (1) определяется видом исходного сырья: для торфа ~500°C, для бурых углей 600-700°C, для каменных углей - до 900°C. В интервале температур 500-900°C могут использоваться отходы лесопереработки (опил, стружка), а также отходы сельхозпереработки - шелуха подсолнечника, гречихи, измельченная солома и т.п. При необходимости при высокой влажности исходного продукта проводят предварительную сушку.
Высокотемпературные дымовые газы из топки, сбрасываемые на трубу, используют для нагрева воздуха, который подают на газификацию в реактор (2), а часть в топку. Роторы реакторов (1) и (2) охлаждают воздухом.
Claims (1)
- Способ получения восстановительных газов, включающий газификацию мелкодисперсного пылевидного углеродсодержащего материала в вихревом потоке путем тангенциальной подачи углеродсодержащего материала и газового потока окислителя, перемещение материала и газов в вихревом потоке и разделение восстановительного газа и зольного остатка, отличающийся тем, что газификацию осуществляют последовательно в две стадии в двух реакторах, в отдельном реакторе отделяют летучие в режиме пиролиза по схеме противотока, пиролизные газы отводят из реактора в отдельную топку, сжигают с остаточным кислородом 0-5%, а образовавшиеся газы подают в реактор и нагревают материал до 500-900°С, затем нагретый углеродсодержащий материал перегружают во второй реактор, в котором его обрабатывают потоком воздуха в режиме прямотока, образовавшийся высокотемпературный газ СО направляют к потребителю, а зольный остаток выгружают из реактора, причем перемещение материала в реакторах осуществляют механическим путем.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011125445/02A RU2471000C1 (ru) | 2011-06-20 | 2011-06-20 | Способ получения восстановительных газов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011125445/02A RU2471000C1 (ru) | 2011-06-20 | 2011-06-20 | Способ получения восстановительных газов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2471000C1 true RU2471000C1 (ru) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011125445/02A RU2471000C1 (ru) | 2011-06-20 | 2011-06-20 | Способ получения восстановительных газов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471000C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2520617C1 (ru) * | 2013-02-26 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" | Способ получения мелкодисперсного железосодержащего продукта из разделенных водомаслоокалиносодержащих отходов |
RU2782579C1 (ru) * | 2019-03-15 | 2022-10-31 | Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ | Способ прямого восстановления в псевдоожиженном слое |
US11685961B2 (en) | 2019-03-15 | 2023-06-27 | Primetals Technologies Austria GmbH | Method for direct reduction in a fluidized bed |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU959632A3 (ru) * | 1976-09-07 | 1982-09-15 | Проектирунг Хемише Ферфаренстехник Гмбх (Фирма) | Способ газификации твердого топлива с различной величиной зерен и устройство дл его осуществлени |
RU2293108C1 (ru) * | 2005-09-30 | 2007-02-10 | ООО "Вихревые системы" | Способ получения генераторного газа и устройство для его осуществления |
RU2324110C2 (ru) * | 2006-03-17 | 2008-05-10 | Евгений Владимирович Гайслер | Способ двухстадийного сжигания топлива и топка для его осуществления |
RU2359011C1 (ru) * | 2008-02-27 | 2009-06-20 | Валерий Григорьевич Лурий | Способ конверсии твердого топлива и установка для его осуществления (варианты) |
CA2699763A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-07 | Christian Wix | Process for the production of substitute natural gas |
-
2011
- 2011-06-20 RU RU2011125445/02A patent/RU2471000C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU959632A3 (ru) * | 1976-09-07 | 1982-09-15 | Проектирунг Хемише Ферфаренстехник Гмбх (Фирма) | Способ газификации твердого топлива с различной величиной зерен и устройство дл его осуществлени |
RU2293108C1 (ru) * | 2005-09-30 | 2007-02-10 | ООО "Вихревые системы" | Способ получения генераторного газа и устройство для его осуществления |
RU2324110C2 (ru) * | 2006-03-17 | 2008-05-10 | Евгений Владимирович Гайслер | Способ двухстадийного сжигания топлива и топка для его осуществления |
RU2359011C1 (ru) * | 2008-02-27 | 2009-06-20 | Валерий Григорьевич Лурий | Способ конверсии твердого топлива и установка для его осуществления (варианты) |
CA2699763A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-07 | Christian Wix | Process for the production of substitute natural gas |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Шиллинг Г.Д. и др. Газификация угля. Горное дело-сырье-энергия. - М.: Недра, 1986, с.175. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2520617C1 (ru) * | 2013-02-26 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" | Способ получения мелкодисперсного железосодержащего продукта из разделенных водомаслоокалиносодержащих отходов |
RU2782579C1 (ru) * | 2019-03-15 | 2022-10-31 | Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ | Способ прямого восстановления в псевдоожиженном слое |
US11685961B2 (en) | 2019-03-15 | 2023-06-27 | Primetals Technologies Austria GmbH | Method for direct reduction in a fluidized bed |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2430127B1 (en) | Two stage dry feed gasification system and process | |
KR101677719B1 (ko) | 수소 및 일산화탄소를 포함하는 가스 저감 소스를 이용하여 직접환원철을 생산하기 위한 방법 및 장치 | |
US20060027043A1 (en) | Method and apparatus for producing clean reducing gases from coke oven gas | |
AU2006201957B2 (en) | Process and plant for producing char and fuel gas | |
US20120210645A1 (en) | Multi-ring Plasma Pyrolysis Chamber | |
CN106554826B (zh) | 带细粉灰熔融的循环流化床煤气化方法及装置 | |
US9175226B2 (en) | Process and plant for producing char and fuel gas | |
EA016472B1 (ru) | Способ восстановления твёрдых веществ, содержащих оксид железа, и установка для его осуществления | |
CA2563375A1 (en) | Method and apparatus for gasifying waste automotive tires to produce high quality solid carbon and non-condensable synthesis gas | |
CN113025388B (zh) | 一种城市固废和二氧化碳共资源化利用的方法 | |
AU5405000A (en) | Method and device for disposing of waste products | |
RU2471000C1 (ru) | Способ получения восстановительных газов | |
JP4250472B2 (ja) | 高炉装入原料用還元鉄及び還元性ガスの製造方法、還元鉄の利用方法、並びに還元性ガスの利用方法 | |
CN113336207A (zh) | 黄磷与合成气的联合生产系统 | |
JP4397783B2 (ja) | 成形塊状物を利用した廃棄物の処理方法 | |
US4309197A (en) | Method for processing pulverized solid fuel | |
US4305788A (en) | Process for the production of molded metallurgical coke from coal briquettes | |
KR101607254B1 (ko) | 복합 용철 제조 장치 | |
EP2834564A1 (en) | Treatment of a feedstock material | |
JP2005249310A (ja) | 塊状バイオマスを利用する廃棄物溶融処理方法 | |
RU2733777C2 (ru) | Способ получения свободного от пиролизных смол горючего газа при газификации конденсированного топлива и устройство для его осуществления | |
CN205838931U (zh) | 一种气基竖炉用还原气的制备系统 | |
JP2002371307A (ja) | 有機系又は炭化水素系廃棄物のリサイクル方法及びリサイクルに適した高炉設備 | |
KR101610286B1 (ko) | 환원철 제조 방법 및 이의 제조 설비 | |
GB679095A (en) | Method of and apparatus for effecting thermal processes with finely granular or pulverulent carbonaceous substances with the production of active carbon |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200621 |