RU2482164C1 - Gasification reactor - Google Patents

Gasification reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2482164C1
RU2482164C1 RU2011146926/05A RU2011146926A RU2482164C1 RU 2482164 C1 RU2482164 C1 RU 2482164C1 RU 2011146926/05 A RU2011146926/05 A RU 2011146926/05A RU 2011146926 A RU2011146926 A RU 2011146926A RU 2482164 C1 RU2482164 C1 RU 2482164C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
zone
reactor
gasification
cone
Prior art date
Application number
RU2011146926/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лариса Яковлевна Силантьева
Original Assignee
Лариса Яковлевна Силантьева
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 Лариса Яковлевна Силантьева filed Critical Лариса Яковлевна Силантьева
Priority to RU2011146926/05A priority Critical patent/RU2482164C1/en
Priority to PCT/RU2012/000949 priority patent/WO2013077772A1/en
Priority to EP12851812.3A priority patent/EP2784145A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2482164C1 publication Critical patent/RU2482164C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • C10J3/32Devices for distributing fuel evenly over the bed or for stirring up the fuel bed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • C10J3/34Grates; Mechanical ash-removing devices
    • C10J3/40Movable grates
    • C10J3/42Rotary grates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08Production of synthetic natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B13/00Steam boilers of fire-box type, i.e. the combustion of fuel being performed in a chamber or fire-box with subsequent flue(s) or fire tube(s), both chamber or fire-box and flues or fire tubes being built-in in the boiler body
    • F22B13/02Steam boilers of fire-box type, i.e. the combustion of fuel being performed in a chamber or fire-box with subsequent flue(s) or fire tube(s), both chamber or fire-box and flues or fire tubes being built-in in the boiler body mounted in fixed position with the boiler body disposed upright
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15Details of feeding means
    • C10J2200/156Sluices, e.g. mechanical sluices for preventing escape of gas through the feed inlet
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0956Air or oxygen enriched air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0973Water
    • C10J2300/0976Water as steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/12Heating the gasifier
    • C10J2300/1246Heating the gasifier by external or indirect heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1662Conversion of synthesis gas to chemicals to methane (SNG)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1687Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with steam generation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1892Heat exchange between at least two process streams with one stream being water/steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/02Combustion or pyrolysis

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: gasification reactor can be used for production of utilities in the form of hot water, steam and combustible synthesis gas for electric energy generation. The gasification reactor includes boiler 23 with cover plate 2, with two internal and external casings, which are concentrically located in each other and made in the form of annular heat exchange jackets, gas duct 35 between them, raw material paddle agitator 5, flattened cone 11, zone of primary gasification 9 and gas regeneration 10, and burner 12. In addition, the reactor is equipped with lower agitation system 13, with paddle agitator 14 located in flattened cone 11 tightly fixed in the housing, heat removal water bars 24 located in gas duct 35, methane synthesis zone 17 located at the inlet of gas duct 35. Nozzle of burner 12 is located in a tight cavity between walls of cone 11 and its housing 32. The reactor is coated on the outside with heat insulating materials 33, and inner surface of the primary gasification zone is lined with thermal insulating materials.
EFFECT: invention allows increasing calorific capacity of the produced synthesis gas without increasing the plant dimensions.
2 cl, 1 dwg

Description

Реактор газификации относится к области энергетического машиностроения, а именно к способам и устройствам для производства энергоносителей в виде горячей воды, пара и горючего синтез-газа для производства электроэнергии.The gasification reactor 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 for electricity production.

Известен «Газогенератор» по патенту RU №2303050 от 29.06.2006, опубл. 20.07.2007, МПК C10J 3/20, F23B 99/00, который содержит камеру горения с зоной сушки и пирогенетического разложения, с зонами сгорания смол, регенерации и очистки генераторного газа, газоходы водяного котла, камеру парогенерации, камеру подогрева и подачи воздуха, при этом газогенератор дополнительно снабжен сепаратором-дымососом, охладителем-стабилизатором газа и камерой подогрева генераторного газа, которые присоединены последовательно между зоной отбора генераторного газа и камерой горения, камера парогенерации соединена с выходом зоны очистки генераторного газа, с входом зоны регенерации и через камеру подогрева атмосферного воздуха с камерой горения.The well-known "Gas Generator" according to patent RU No. 2303050 from 06/29/2006, publ. 07/20/2007, IPC C10J 3/20, F23B 99/00, which contains a combustion chamber with a drying and pyrogenetic decomposition zone, with resin combustion zones, regeneration and purification of the generator gas, water boiler ducts, a steam generation chamber, a heating and air supply chamber, the gas generator is additionally equipped with a smoke separator, gas cooler-stabilizer and a generator gas heating chamber, which are connected in series between the generator gas extraction zone and the combustion chamber, the steam generation chamber is connected to the outlet of the cleaning zone eneratornogo gas from entering the regeneration zone and through the air heating chamber with a combustion chamber.

Но данное устройство не обеспечивает получение газа теплотворной способностью выше 1560 ккал.But this device does not provide gas with a calorific value above 1560 kcal.

Наиболее близким техническим решением является реактор газификации по патенту RU №2360949 «Способ получения синтез-газа и реактор газификации для его осуществления» от 04.08.2008, опубл. 10.07.2009, МПК C10J 3/32, C10J 3/40, C10J 3/68.The closest technical solution is the gasification reactor according to patent RU No. 2360949 "Method for producing synthesis gas and gasification reactor for its implementation" from 08/04/2008, publ. 07/10/2009, IPC C10J 3/32, C10J 3/40, C10J 3/68.

Реактор газификации, содержащий котел с двумя концентрично расположенными один в другом внутренним и внешним кожухами, выполненными в виде кольцевых теплообменных рубашек, с газоходом между ними, с лопастным ворошителем сырья и усеченным конусом, зоны первичной газификации и регенерации газов, горелку, колосниковой решеткой фурмы для подачи пара в зону регенерации, 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.A gasification reactor containing a boiler with two inner and outer shells concentrically arranged in one another, made in the form of ring heat-exchange jackets, with a gas duct between them, with a paddle agitator of raw materials and a truncated cone, zones of primary gasification and gas regeneration, a burner, grate grate for steam supply to the regeneration zone, 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 installed at the free end of the pipe to supply water vapor from the zone of accumulation of steam into the zone of primary gasification of raw materials.

Но данное устройство обеспечивает двухстадийное получение газа теплотворной способностью не выше 1560 ккал, поскольку снижению калорийности газа способствует и горение излишне вырабатываемого синтез-газа в зоне горения первичной газификации, ввиду того, что в составе синтез-газа уже присутствует большое количество азота, а его горение в этой зоне обуславливает увеличение количества азота, сначала в первичной зоне газификации, а затем и в получаемом синтез-газе. К тому же, горение синтез-газа в первичной зоне поддерживает температуру горения 1500°С для того, чтобы в зоне регенерации поднять до максимально возможной температуры синтеза, в то же время, эта температура способствует началу образования NOx в синтезируемом газе, а при применении полученного газа в газопоршневых электростанциях либо в горелках отопительных систем, где температура горения превышает 1500°С, вырабатывается дополнительное NOx, что приводит к загрязнению окружающей среды.But this device provides a two-stage gas production with a calorific value of no higher than 1560 kcal, since the burning of excessively produced synthesis gas in the primary gasification combustion zone also contributes to a decrease in the calorific value of the gas, since a large amount of nitrogen is already present in the synthesis gas, and its combustion in this zone causes an increase in the amount of nitrogen, first in the primary gasification zone, and then in the resulting synthesis gas. In addition, the combustion of synthesis gas in the primary zone maintains a combustion temperature of 1500 ° C in order to raise the synthesis temperature to the maximum possible temperature in the regeneration zone, at the same time, this temperature contributes to the onset of NOx formation in the synthesis gas, and when using the obtained gas in gas piston power plants or in burners of heating systems, where the combustion temperature exceeds 1500 ° C, additional NOx is produced, which leads to environmental pollution.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение теплотворной способности вырабатываемого синтез-газа, без увеличения габаритов установки.The objective of the proposed technical solution is to increase the calorific value of the generated synthesis gas, without increasing the dimensions of the installation.

Задача решена за счет реактора газификации, содержащего котел с крышкой, с двумя концентрично расположенными один в другом внутренним и внешним кожухами, выполненными в виде кольцевых теплообменных рубашек, с газоходом между ними, с лопастным ворошителем сырья и усеченным конусом, зоны первичной газификации и регенерации газов, горелку, при этом реактор дополнительно снабжен системой нижнего ворошения, с лопастным ворошителем, расположенным в усеченном конусе, закрепленном в корпусе герметично; теплосъемными водяными стержнями, расположенными в газоходе; зоной синтеза метана, расположенной на входе в газоход; сопло горелки расположено в герметичной полости между стенками конуса и его корпуса; реактор снаружи покрыт теплоизоляционными материалами, а внутренняя поверхность зоны первичной газификации футерована термоизоляционными материалами; реактор дополнительно снабжен воздухозаборной трубой со счетчиком газа и управляемой задвижкой с электроприводом.The problem is solved by a gasification reactor containing a boiler with a lid, with two inner and outer shells concentrically arranged in one another, made in the form of ring heat-exchange jackets, with a gas duct between them, with a paddle agitator of raw materials and a truncated cone, zones of primary gasification and gas recovery , a burner, while the reactor is additionally equipped with a bottom tedding system, with a paddle tedder located in a truncated cone, sealed in the housing hermetically; heat-removing water rods located in the flue; a methane synthesis zone located at the entrance to the gas duct; the burner nozzle is located in a sealed cavity between the walls of the cone and its body; the reactor is covered with heat-insulating materials from the outside, and the inner surface of the primary gasification zone is lined with heat-insulating materials; The reactor is additionally equipped with an air intake pipe with a gas meter and an electrically operated valve.

Снабжение реактора дополнительной системой нижнего ворошения, с лопастным ворошителем, расположенным в усеченном конусе, закрепленном в корпусе, расположение сопла горелки в полости между стенками конуса и его корпуса, способствует дополнительному равномерному прогреванию реагента в конусе, что увеличивает химический коэффициент выхода горючих газов, без увеличения габаритов самого реактора газификации.Providing the reactor with an additional bottom tedding system, with a paddle agitator located in a truncated cone fixed in the casing, the location of the burner nozzle in the cavity between the walls of the cone and its casing contributes to an additional uniform heating of the reagent in the cone, which increases the chemical coefficient of output of combustible gases without increasing dimensions of the gasification reactor itself.

Расположение в газоходе теплосъемных водяных стержней позволяет рационально использовать пространство водяного котла и увеличить площадь теплосъема, без увеличения габаритов самого реактора газификации.The location in the flue of heat-removing water rods makes it possible to rationally use the space of the water boiler and increase the area of heat removal without increasing the dimensions of the gasification reactor itself.

Снабжение реактора дополнительно зоной синтеза метана, расположенной на входе в водяной котел газохода, позволяет повысить теплотворную способность синтез-газа в 1,5-2,5 раза, без увеличения габаритов самого реактора газификации.Providing the reactor with an additional methane synthesis zone located at the inlet to the gas boiler’s water boiler allows one to increase the calorific value of the synthesis gas by 1.5–2.5 times, without increasing the dimensions of the gasification reactor itself.

Реактор газификации изображен на чертеже, где затвор 1 подачи топлива, крышка 2 реактора, датчики 3 верхнего уровня, датчики 4 нижнего уровня, система 5 верхнего ворошения, мотор-редуктор 6, фурмы 7, топливная камера 8, зона 9 первичной газификации, зона 10 регенерации, подогреваемый конус 11, горелка 12 с соплом, система 13 нижнего ворошения, лопастной ворошитель 14, колосниковая решетка 15, зона 16 синтеза метана, зона 17 синтеза метана, лопасти 18 сброса зольного остатка, мотор 19 редуктора, золоприемник 20, устройство 21 золовыводящее, паровой котел 22, водяной котел 23, водяные стержни 24 теплосъемные, камера 25 подачи пара, камера 26 подогрева воздуха и смешения его с паром, фурмы 27 подачи пара, воздухозаборная труба 28, счетчик 29 газа, задвижка 30 с электроприводом, датчики 31 уровня горячей воды, корпус 32 конуса, теплоизоляционный материал 33 «Корунд», синтез-газ 34 потребителю, газоход 35, горячая вода 36 потребителю, полая труба 37 системы верхнего ворошения.The gasification reactor is shown in the drawing, where the fuel supply shutter 1, reactor cover 2, upper level sensors 3, lower level sensors 4, top tedding system 5, gear motor 6, tuyeres 7, fuel chamber 8, primary gasification zone 9, zone 10 regeneration, heated cone 11, burner 12 with nozzle, bottom tedding system 13, paddle agitator 14, grate 15, methane synthesis zone 16, methane synthesis zone 17, ash residue blades 18, gear motor 19, ash collector 20, ash collecting device 21 , steam boiler 22, dropsy 1st boiler 23, water rods 24 heat-removing, chamber 25 for supplying steam, chamber 26 for heating the air and mixing it with steam, tuyeres 27 for supplying steam, intake pipe 28, gas meter 29, valve 30 with electric actuator, sensors 31 for hot water level, housing 32 cone, insulation material 33 “Corundum”, synthesis gas 34 to the consumer, gas duct 35, hot water 36 to the consumer, hollow tube 37 of the top tedding system.

Реактор газификации выполнен следующим образом.The gasification reactor is as follows.

Реактор содержит котел 23 с двумя концентрично расположенными один в другом внутренним и внешним кожухами, выполненными в виде кольцевых теплообменных рубашек, с газоходом 35 между ними, с лопастным ворошителем сырья 5 и усеченным конусом 11, зону первичной газификации 9 и зону 10 регенерации газов, горелку 12.The reactor contains a boiler 23 with two inner and outer shells concentrically arranged in one another, made in the form of ring heat-exchange jackets, with a gas duct 35 between them, with a paddle agitator of raw materials 5 and a truncated cone 11, a primary gasification zone 9 and a gas regeneration zone 10, a burner 12.

Реактор газификации снабжен верхней крышкой 2, с расположенным на ней затвором 1 подачи топлива, и мотор-редуктором 6, системой верхнего ворошения 5, расположенной под крышкой 2 в топливной камере 8.The gasification reactor is equipped with a top cover 2, with a fuel supply shutter 1 located on it, and a gear motor 6, a top tedding system 5, located under the cover 2 in the fuel chamber 8.

К крышке прикреплены два дублирующих датчика 3 верхнего уровня топлива разновеликой длины, два дублирующих датчика 4 нижнего уровня топлива, также разновеликой длины.Two duplicate sensors 3 of the upper fuel level of different lengths are attached to the lid, two duplicate sensors 4 of the lower fuel level, also of different lengths.

В реакторе газификации под топливной камерой 8 расположены зоны горения, первичной газификации 9, зоны регенерации 10, расположенной в подогреваемом дымовыми газами от сопла горелки 12 конусе 11.In the gasification reactor under the fuel chamber 8 there are combustion zones, primary gasification 9, and regeneration zone 10 located in the cone 11, heated by flue gases from the nozzle of the burner 12.

Фурмы 7 расположены по периметру зоны 9 первичной газификации и на полой трубе 37 системы 5 верхнего ворошения.The lances 7 are located around the perimeter of the zone 9 of the primary gasification and on the hollow pipe 37 of the top tedding system 5.

Реактор снабжен системой нижнего ворошения 13, содержащей лопастной ворошитель 14, расположенный в усеченном конусе 11, установленном герметично в своем корпусе 32, под конусом расположены колосниковая решетка 15 с мотор-редуктором 19 и лопастями сброса зольного остатка 18, золоприемник 20, золовыводящее устройство 21.The reactor is equipped with a lower agitating system 13, containing a blade agitator 14, located in a truncated cone 11, which is sealed in its housing 32, under the cone there are a grate 15 with a gear motor 19 and ash residue blades 18, an ash collector 20, an ash removal device 21.

Зона 16 синтеза метана переходит в начале газохода 35 в дополнительную зону синтеза метана 17 и далее потребителю в виде синтез-газа 34.The methane synthesis zone 16 passes at the beginning of the gas duct 35 into the additional methane synthesis zone 17 and then to the consumer in the form of synthesis gas 34.

В герметичную полость, образованную между стенками конуса 11 и его корпуса 32, подведено сопло горелки 12 для подогрева конуса 11 сгорающей газовоздушной смесью.In the sealed cavity formed between the walls of the cone 11 and its housing 32, the nozzle of the burner 12 is supplied for heating the cone 11 with a combustible gas-air mixture.

Водяной котел 23 с двумя концентрично расположенными один в другом внутренним и внешним кожухами, выполненными в виде кольцевых теплообменных рубашек, с газоходом 35 между ними, снабжен: воздухозаборной трубой 28 с расположенным на ней счетчиком газа 29 и автоматически управляемой задвижкой 30 с электроприводом; камерой 25 подачи пара, камерой 26 подогрева воздуха и смешения его с паром, для осуществления паровоздушного дутья через фурмы 7 в зону 9 первичной газификации; фурмами 27 подачи пара в зону 16 синтеза метана.The water boiler 23 with two inner and outer casings concentrically arranged in one another, made in the form of ring heat-exchange jackets, with a gas duct 35 between them, is equipped with: an air intake pipe 28 with a gas meter 29 located on it and an automatically controlled valve 30 with an electric actuator; a chamber 25 for supplying steam, a chamber 26 for heating the air and mixing it with steam, for effecting steam-air blasting through lances 7 to the primary gasification zone 9; tuyeres 27 steam supply to zone 16 of methane synthesis.

Водяной котел 23 снабжен дополнительными теплосъемными водяными стержнями 24, размещенными в газоходе 35, и датчиками уровня горячей воды 31.The water boiler 23 is equipped with additional heat-removing water rods 24 located in the duct 35, and hot water level sensors 31.

Для осуществления теплоизоляции наружных поверхностей реактор газификации покрывается теплоизоляционным материалом «Корунд» 33 одним антикоррозионным теплоизоляционным слоем, вторым классическим теплоизоляционным слоем, где каждый 1 мм слоя заменяет 50 мм традиционного теплоизоляционного материала. Внутренняя поверхность первичной зоны газификации футерована термоизоляционными материалами, обеспечивающими теплостойкость до 1800°С.To insulate the external surfaces, the gasification reactor is coated with the Corund 33 thermal insulation material with one anti-corrosion thermal insulation layer, the second classic thermal insulation layer, where each 1 mm layer replaces 50 mm of the traditional thermal insulation material. The inner surface of the primary gasification zone is lined with heat-insulating materials providing heat resistance up to 1800 ° C.

Реактор газификации работает следующим образом.The gasification reactor operates as follows.

Топливо для газификации подается через затвор 1 в топливную камеру и заполняет топливную камеру до срабатывания датчика верхнего уровня топлива 3.Fuel for gasification is supplied through the shutter 1 to the fuel chamber and fills the fuel chamber until the upper fuel level sensor 3 triggers.

Мотор-редуктор 6, вращающийся по заданному алгоритму, приводит в движение систему 5 верхнего ворошения, которая своими лопастями, от затвора 1 крышки 2 продвигает топливо через топливную камеру горения 8, со скоростью горения топлива.The motor reducer 6, rotating according to a predetermined algorithm, drives the top tedding system 5, which with its blades, from the shutter 1 of the cover 2, propels the fuel through the fuel combustion chamber 8, with the fuel burning speed.

Когда топливо опускается до датчика нижнего уровня топлива 4, датчик срабатывает и происходит досыпка топлива в топливную камеру, до тех пор, пока не сработает датчик верхнего уровня топлива 3. Топливо проходит через зоны сушки, предварительного подогрева, в зону 9 первичной газификации, куда через фурмы 7 подают паровоздушную смесь.When the fuel drops to the lower fuel level sensor 4, the sensor is triggered and fuel is added to the fuel chamber until the upper fuel level sensor 3 is activated. The fuel passes through the drying, preheating zone to the primary gasification zone 9, where tuyeres 7 supply a steam-air mixture.

В свою очередь, атмосферный воздух, необходимый для проведения процесса газификации, подают через воздухозаборную трубу 28. Количество воздуха регулируется счетчиком газа 29, управляющим автоматически задвижкой 30 с электроприводом.In turn, the atmospheric air necessary for carrying out the gasification process is supplied through an intake pipe 28. The amount of air is regulated by a gas meter 29, which automatically controls the valve 30 with an electric actuator.

По воздухозаборной трубе 28 воздух поступает в камеру 26 подогрева воздуха и смешивается с паром, поступающим из камеры 25 подачи пара. В свою очередь пар, вырабатываемый в паровом котле 22 через фурмы подачи пара 27, подается в камеру 25 подачи пара. Пар в паровом котле 22 образуется при подаче в него горячей воды, вырабатываемой в водяном котле 23 и регламентируемой датчиком 31 уровня горячей воды.Through the intake pipe 28, air enters the air heating chamber 26 and is mixed with steam coming from the steam supply chamber 25. In turn, the steam generated in the steam boiler 22 through the tuyeres of steam supply 27, is fed into the chamber 25 of the steam supply. Steam in the steam boiler 22 is generated when hot water is generated therein, generated in the water boiler 23 and regulated by the hot water level sensor 31.

Топливо, попадая в зону 9 первичной газификации, или иначе зону первичного горения, где окислителем выступает паровоздушная смесь, поступающая из фурм 7, и где в условиях недостатка кислорода, то есть не полного окисления углерода, протекает автотермическая реакция окисления водорода, серы и углерода, температурой, не превышающей 1450°С, что позволяет уменьшить образование оксидов азота.Fuel, falling into the primary gasification zone 9, or otherwise the primary combustion zone, where the vapor-air mixture coming from the tuyeres 7 acts as an oxidizing agent, and where, under conditions of lack of oxygen, i.e., not complete oxidation of carbon, an autothermal oxidation reaction of hydrogen, sulfur and carbon proceeds, temperature not exceeding 1450 ° C, which allows to reduce the formation of nitrogen oxides.

Зона регенерации 10, находящаяся внутри конуса 11, подогревается дымовыми газами, образующимися при сгорании газовоздушной смеси, полученной из излишков вырабатываемого синтез-газа и сгоревшей в горелке 12, расположенной в полости, находящейся между стеной корпуса 32 и стенкой конуса 11.The regeneration zone 10, located inside the cone 11, is heated by the flue gases generated by the combustion of the gas-air mixture obtained from the excess produced syngas and burned in the burner 12 located in the cavity located between the wall of the housing 32 and the wall of the cone 11.

Система 13 нижнего ворошения, с мотором-редуктором 19 и лопастным ворошителем 14, перемешивает находящийся в конусе 11 в зоне регенерации 10 газ с золой, откидывая их к подогреваемым стенкам конуса 11, что способствует образовавшейся золе через колосниковую решетку 15 падать на днище парового котла 22, где лопастями 18 она сбрасывается в золоприемник 20 и удаляется золовыводящим устройством 21.The lower agitating system 13, with a gear motor 19 and a rotary agitator 14, mixes the gas with ash located in the cone 11 in the regeneration zone 10, folding them to the heated walls of the cone 11, which contributes to the resulting ash through the grate 15 to fall on the bottom of the steam boiler 22 where the blades 18, it is discharged into the ash pan 20 and is removed by the ash removal device 21.

В зоне 10 регенерации реакция протекает с поглощением тепла, в результате чего газ резко охлаждается до температуры 350-500°С, мгновенно проскакивая температуры восстановления токсинов.In the regeneration zone 10, the reaction proceeds with the absorption of heat, as a result of which the gas is rapidly cooled to a temperature of 350-500 ° C, instantly skipping the temperature of reduction of toxins.

Далее, газ, выходя из зоны регенерации 10, попадает в зону 16, обусловленную технологическими параметрами, температурой газа на данном участке, скоростью газа, дополнительным паровым дутьем, где газ резко теряет скорость, до скорости витания частиц размером менее 50 микрон, так как попадает в зону расширения. С потерей скорости температура газа также падает. Недостаток водорода, необходимый для синтеза, подается через паровые фурмы 27 от парового котла 22, в виде пара.Further, the gas, leaving the regeneration zone 10, enters zone 16, due to the technological parameters, the temperature of the gas in this section, the gas velocity, additional steam blasting, where the gas loses its speed dramatically, to the speed of particles soaring less than 50 microns, since into the expansion zone. With a loss of speed, the gas temperature also drops. The hydrogen deficiency necessary for synthesis is supplied through the steam lances 27 from the steam boiler 22, in the form of steam.

Далее газ, проходя через зону 17, где его температура достигает температуры синтеза метана, а пары воды, образовавшиеся в зоне 16, в свою очередь способствуют поставке водорода для протекания реакции, одновременно очищается от механических примесей.Further, the gas passing through zone 17, where its temperature reaches the methane synthesis temperature, and water vapor formed in zone 16, in turn, contribute to the supply of hydrogen for the reaction, is simultaneously cleaned of mechanical impurities.

Тепло, выделяющееся в реакции получения метана, отбирается паровым котлом 22, в который подается часть, нагретой до 90°С в водяном котле 23, воды.The heat released in the methane production reaction is taken away by a steam boiler 22, into which a part is heated to 90 ° C in a water boiler 23, water.

Полученный синтез-газ 34 протягивается на выход, через газоход 35, отдавая тепло кольцевым теплообменным рубашкам водяного котла 23 и теплосъемным водяным стержням 24, позволяющим значительно увеличить площадь теплообмена и, за счет размещения в газоходе 35, сократить размеры реактора газификации. В газоходе 35 газ охлаждается до температуры начала конденсации смол и далее подается на очистку от смоловодяного конденсата.The resulting synthesis gas 34 is pulled out through the gas duct 35, transferring heat to the annular heat-exchange shirts of the water boiler 23 and heat-removing water rods 24, which can significantly increase the heat exchange area and, due to the placement in the gas duct 35, reduce the size of the gasification reactor. In the duct 35, the gas is cooled to the temperature of the onset of condensation of the resins and then fed to the purification from tar water condensate.

Полученная из кольцевых теплообменных рубашек водяного котла 23 и теплосъемных водяных стержней 24 горячая вода распределяется следующим образом, часть подается в паровой котел, где догревается до 114,7°С, а основная часть идет на нужды потребителя.The hot water obtained from the annular heat-exchange shirts of the water boiler 23 and heat-removing water rods 24 is distributed as follows, part is supplied to the steam boiler, where it is heated to 114.7 ° C, and the main part is used for consumer needs.

Техническим эффектом является повышение теплотворной способности вырабатываемого синтез-газа, без увеличения габаритов установки, за счет снабжения реактора дополнительно системой нижнего ворошения, с лопастным ворошителем, расположенным в усеченном конусе, закрепленном герметично в корпусе; теплосъемными водяными стержнями, расположенными в газоходе; зоной синтеза метана, расположенной на входе в газоход, расположения сопла горелки в герметичной полости между стенками конуса и его корпуса, а также выполнения наружного покрытия реактора теплоизоляционными материалами, и футеровки внутренней поверхности зоны первичной газификации термоизоляционными материалами.The technical effect is to increase the calorific value of the generated synthesis gas, without increasing the dimensions of the installation, by supplying the reactor with an additional bottom tedding system, with a paddle tedder located in a truncated cone, mounted tightly in the housing; heat-removing water rods located in the flue; the zone of methane synthesis located at the entrance to the gas duct, the location of the burner nozzle in the sealed cavity between the walls of the cone and its body, as well as the outer coating of the reactor with heat-insulating materials, and the lining of the inner surface of the primary gasification zone with heat-insulating materials.

Claims (2)

1. Реактор газификации, содержащий котел с крышкой, с двумя концентрично расположенными один в другом внутренним и внешним кожухами, выполненными в виде кольцевых теплообменных рубашек, с газоходом между ними, с лопастным ворошителем сырья и усеченным конусом, зоны первичной газификации и регенерации газов, горелку, отличающийся тем, что реактор дополнительно снабжен системой нижнего ворошения с лопастным ворошителем, расположенным в усеченном конусе, закрепленном в корпусе герметично, теплосъемными водяными стержнями, расположенными в газоходе, зоной синтеза метана, расположенной на входе в газоход, сопло горелки расположено в герметичной полости между стенками конуса и его корпуса, реактор снаружи покрыт теплоизоляционными материалами, а внутренняя поверхность зоны первичной газификации футерована термоизоляционными материалами.1. Gasification reactor, comprising a boiler with a lid, with two inner and outer shells concentrically arranged in one another, made in the form of ring heat-exchange jackets, with a gas duct between them, with a paddle agitator of the raw materials and a truncated cone, zones of primary gasification and gas regeneration, a burner characterized in that the reactor is additionally equipped with a bottom tedding system with a blade tedder located in a truncated cone, sealed in a housing hermetically, by heat-removing water rods located flue methane synthesis zone located at the entrance to the flue, the burner nozzle is located in the sealed cavity between the walls of the cone and the housing, outside the reactor is coated with insulating materials, and the inner surface of the primary gasification zone is lined with thermal insulating material. 2. Реактор газификации по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен воздухозаборной трубой со счетчиком газа и управляемой задвижкой с электроприводом. 2. The gasification reactor according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with an air intake pipe with a gas meter and a controlled valve with an electric actuator.
RU2011146926/05A 2011-11-21 2011-11-21 Gasification reactor RU2482164C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146926/05A RU2482164C1 (en) 2011-11-21 2011-11-21 Gasification reactor
PCT/RU2012/000949 WO2013077772A1 (en) 2011-11-21 2012-11-16 Gasification reactor
EP12851812.3A EP2784145A1 (en) 2011-11-21 2012-11-16 Gasification reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146926/05A RU2482164C1 (en) 2011-11-21 2011-11-21 Gasification reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2482164C1 true RU2482164C1 (en) 2013-05-20

Family

ID=48470120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011146926/05A RU2482164C1 (en) 2011-11-21 2011-11-21 Gasification reactor

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2784145A1 (en)
RU (1) RU2482164C1 (en)
WO (1) WO2013077772A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745273C2 (en) * 2015-10-12 2021-03-22 Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. Cooling device for gasification reactor burner

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201700107615A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-12 Riccardo Nobile REACTOR FOR THE GASIFICATION OF BIOMASS AND SECONDARY SOLID FUELS
CN113892470B (en) * 2021-11-03 2023-01-31 益阳市金十三电子科技有限公司 Multifunctional sterilizing mosquito-repellent machine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2147601C1 (en) * 1995-02-27 2000-04-20 Институт проблем использования природных ресурсов и экологии АН Беларуси Solid-fuel gas generator
WO2003040267A2 (en) * 2001-11-05 2003-05-15 Biosynergi Proces Aps A process and gasifier for gasification of solid biofuel
RU2303050C1 (en) * 2006-06-29 2007-07-20 Закрытое акционерное общество Акционерная фирма "Перспектива" Опытно-механический завод Gas generator
RU2360949C1 (en) * 2008-08-04 2009-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научное производственное предприятие "Синтез" Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9812984D0 (en) * 1998-06-16 1998-08-12 Graveson Energy Management Ltd Gasification reactor apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2147601C1 (en) * 1995-02-27 2000-04-20 Институт проблем использования природных ресурсов и экологии АН Беларуси Solid-fuel gas generator
WO2003040267A2 (en) * 2001-11-05 2003-05-15 Biosynergi Proces Aps A process and gasifier for gasification of solid biofuel
RU2303050C1 (en) * 2006-06-29 2007-07-20 Закрытое акционерное общество Акционерная фирма "Перспектива" Опытно-механический завод Gas generator
RU2360949C1 (en) * 2008-08-04 2009-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научное производственное предприятие "Синтез" Method for production of synthesis gas and gasification reactor for its implementation

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПОЛИНГ Л. Общая химия. - М.: Мир, 1964, с.94. *
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ. / Под ред. Ишлинского А.Ю., 3 изд. - М.: Большая Российская Энциклопедия, 2000, с.232. *
ХИМИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ. / Под ред. Кнунянца И.Л., т.3. - М.: Советская Энциклопедия, 1990, с.55, с.207. *
ХИМИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ. / Под ред. Кнунянца И.Л., т.3. - М.: Советская Энциклопедия, 1990, с.55, с.207. ХИМИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ. / Под ред. Кнунянца И.Л., т.4. - М.: Советская Энциклопедия, 1995, с.353. ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ. / Под ред. Ишлинского А.Ю., 3 изд. - М.: Большая Российская Энциклопедия, 2000, с.232. ПОЛИНГ Л. Общая химия. - М.: Мир, 1964, с.94. *
ХИМИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ. / Под ред. Кнунянца И.Л., т.4. - М.: Советская Энциклопедия, 1995, с.353. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745273C2 (en) * 2015-10-12 2021-03-22 Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. Cooling device for gasification reactor burner

Also Published As

Publication number Publication date
EP2784145A1 (en) 2014-10-01
WO2013077772A1 (en) 2013-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102322630A (en) The macromolecular substances high-efficiency cleaning uses method and device
RU2010153610A (en) METHOD FOR PRODUCING A CEMENT CLINKER AND INSTALLATION FOR ITS PRODUCTION
CN105674232B (en) A kind of biomass micron fuel hot industry boiler of clean and effective
CN208200391U (en) The system for preparing coupling synthesis gas power generation for active carbon
RU2405025C1 (en) Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide
WO2018052337A1 (en) Pyrolysis boiler
JP6759492B2 (en) Carbide production equipment, carbide production methods, and carbide production systems
RU2482164C1 (en) Gasification reactor
CN102796568B (en) Device and technology for producing blau-gas and carbon monoxide
CN105670694A (en) Biomass gasifying furnace
CN108841424A (en) A kind of method and device of photocatalysis production alkane
CN201074801Y (en) Vertical steam boiler heating water by combusting biomass fuel
CN106701118B (en) A kind of cyclone biomass melt pyrolysis gasification furnace
RU2303203C1 (en) Gas generator with water boiler
RU169609U1 (en) Installation for producing synthesis gas from coal-water fuel
CN105066110B (en) The chain furnace compound combustion system that the combustion of coal cinder layer is combined with gasification of biomass spray combustion
RU2313725C2 (en) Power installation
CN2808912Y (en) Wholly water-jacketed industrial gas generator
RU2527552C1 (en) Gas generator
RU2434928C2 (en) Pyrolysis plant for urban ore utilisation
CN103788978B (en) Internal combustion heating Spiralism type biomass pyrolysis liquefaction device
CN201391907Y (en) Straw gasifying furnace
CN205347345U (en) Biologic material gasification furnace
CN100413945C (en) Full water jacket industrial gas producer
WO2011156871A1 (en) Indirectly fired gas turbine assembly

Legal Events

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

Effective date: 20171122

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190312