RU2516651C1 - Method of coal gasification - Google Patents

Method of coal gasification Download PDF

Info

Publication number
RU2516651C1
RU2516651C1 RU2012146765/05A RU2012146765A RU2516651C1 RU 2516651 C1 RU2516651 C1 RU 2516651C1 RU 2012146765/05 A RU2012146765/05 A RU 2012146765/05A RU 2012146765 A RU2012146765 A RU 2012146765A RU 2516651 C1 RU2516651 C1 RU 2516651C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal
temperature
gasification
hour
flow rate
Prior art date
Application number
RU2012146765/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012146765A (en
Inventor
Леонид Анатольевич Ярыгин
Геннадий Яковлевич Клепиков
Леонид Павлович Грош
Original Assignee
Леонид Анатольевич Ярыгин
Геннадий Яковлевич Клепиков
Леонид Павлович Грош
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 Леонид Анатольевич Ярыгин, Геннадий Яковлевич Клепиков, Леонид Павлович Грош filed Critical Леонид Анатольевич Ярыгин
Priority to RU2012146765/05A priority Critical patent/RU2516651C1/en
Publication of RU2012146765A publication Critical patent/RU2012146765A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516651C1 publication Critical patent/RU2516651C1/en

Links

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: coal is ground and mixed with red clay and limestone. Then wetted with liquid fuel, and upper and lower layers of coal are burnt to produce carbon residue. The upper layer is burnt by burning the layer and supply of air by blowing with specific flow rate of 75-150 m3/m2hour. The produced zone of gasification is moved downwards. The lower layer is burnt by supply of air by blowing containing 1-3 wt % of ozone, with specific flow rate of air equal to 75-150 m3/m2hour. The produced zone of gasification is moved bottom-up. Catalytic coal gasification takes place at the temperature of the gasification zone equal to 600-800°C and is implemented into two stages. The first stage includes supply of air by blowing containing 1-3 wt % of ozone, with specific flow rate of 700-900 m3/m2hour and reheated water steam with temperature of 250-450°C with specific flow rate of up to 150 kg/m2hour. As temperature of the layer increases above 800°C, supply of compressed air is stopped. The second stage includes supply of air by blowing containing 1-3 wt % of ozone, with specific flow rate of 1600-1800 m3/m2hour and reheated steam with temperature of 250-450°C, with specific flow rate of up to 450 kg/m2hour. As temperature of the gasification zone drops below 600°C, supply of steam is stopped.
EFFECT: invention will make it possible to produce combustible gas of higher calorie content, not containing condensed products of pyrolysis, without sintering and liquefaction of a gasification zone.
2 ex

Description

Изобретение относится к области получения энергетического, технологического газа из угля и может быть использовано в энергетике, химической и металлургической промышленности.The invention relates to the field of producing energy, process gas from coal and can be used in energy, chemical and metallurgical industries.

Наиболее близким к заявленному способу по технической сущности является способ слоевой газификации угля, включающий загрузку угля класса 5-50 мм, подачу воздушного дутья снизу с удельным расходом от 150-600 м32час, поджигание слоя угля со стороны противоположной подачи дутья снизу, фронт реагирования со смещением с постоянной скоростью навстречу потоку воздуха. Уголь при прохождении через фронт реагирования последовательно подвергается нагреву, сушке и пиролизу, температура во фронте 1000-1200°C, удельная теплота сгорания газа 1000-1200 ккал/нм3.Closest to the claimed method according to the technical essence is a method of layer-by-layer gasification of coal, including loading coal of a class of 5-50 mm, supplying air blast from below with a specific flow rate of 150-600 m 3 / m 2 hour, burning a layer of coal from the side of the opposite blast supply from below , response front with displacement at a constant speed towards the air flow. Coal passing through the reaction front is subsequently subjected to heating, drying and pyrolysis, the temperature in the front is 1000-1200 ° C, the specific heat of gas combustion is 1000-1200 kcal / nm 3 .

После достижения фронтом реагирования со стороны слоя, противоположной стороне розжига, к дутью добавляют водяной пар в количестве до 100 кг/м2час, при этом происходит полная паровоздушная газификация углерода в коксовом остатке. Фронт газификации проходит в сторону первичного розжига слоя. Удельная теплота сгорания газа составляет 1000-1200 ккал/нм3 (Патент РФ №2287011, M.кл. C10J 3/68, 2005 г.).After the reaction front reaches the side opposite the ignition side, water vapor in the amount of up to 100 kg / m 2 hour is added to the blast, with complete vapor-air gasification of carbon in the coke residue. The gasification front passes towards the primary ignition of the layer. The specific heat of gas combustion is 1000-1200 kcal / nm 3 (RF Patent No. 2287011, M.cl. C10J 3/68, 2005).

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- необходимость использования дорогостоящего сортированного угля фракции 5-20 мм;- the need to use expensive sorted coal fractions of 5-20 mm;

- низкая производительность способа, обусловленная низкой скоростью газификации угля в диапазоне 0,1-0,4 м/час при воздушном дутье, противоположном розжигу слоя, т.е. при газификации угля «обратной тепловой волной», а также узким фронтом реагирования толщиной порядка калибра частиц угля в силу преобладания радиационного механизма передачи тепла во фронте: процесс газификации лимитируется скоростью прогрева частиц угля во фронте;- low productivity of the method due to the low rate of gasification of coal in the range of 0.1-0.4 m / h with air blasting opposite to the ignition of the layer, i.e. during coal gasification by “reverse heat wave”, as well as a narrow response front with a thickness of the order of the caliber of coal particles due to the predominance of the radiation mechanism of heat transfer in the front: the gasification process is limited by the rate of heating of the coal particles in the front;

- малая калорийность получаемого газа 1000-1200 ккал/нм3;- low calorific value of the obtained gas 1000-1200 kcal / nm 3 ;

- высокая температура в зоне газификации (реагирования) 1000-1200°C, что приводит к спеканию угля и разжижению зоны газификации.- high temperature in the gasification (reaction) zone is 1000-1200 ° C, which leads to sintering of coal and liquefaction of the gasification zone.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа, обеспечивающего получение горючего газа повышенной калорийности, не содержащего конденсируемые продукты пиролиза, с тепловой мощностью газификации 10 Гкал/час·аппарат и более, без спекания и разжижения зоны газификации.The objective of the invention is to develop a method for producing combustible gas of high calorie content, not containing condensable pyrolysis products, with a thermal gasification capacity of 10 Gcal / h · apparatus or more, without sintering and liquefying the gasification zone.

Поставленная задача достигается тем, что в способе газификации угля, включающий загрузку, розжиг угля сверху, подачу воздушного дутья снизу и стадийное проведение процесса, новым является то, что уголь 90-95%, с дополнительно введенными красной глиной в количестве 2-3% и известняком 4-5%, загружают в аппарат, верхний и нижний слои угля высотой по 200-300 мм смачивают жидким топливом и проводят розжиг верхнего слоя угля до образования слоя коксового остатка температурой 600-800°C высотой 200-300 мм путем подачи воздушного дутья с удельным расходом 75-150 м32час, розжиг нижнего слоя угля до образования слоя коксового остатка с температурой 600-800°C высотой 200-300 мм проводят подачей дутья воздухом, содержащего 1-3% (масс.) озона, с удельным расходом 100-200 м32час, на первой стадии проводят каталитическую газификацию угля при температуре зоны газификации 600-800°C подачей дутья воздухом, содержащим 1-3% (масс.) озона, с удельным расходом 700-900 м32час и перегретого водяного пара температурой 250-450°C с удельным расходом до 150 кг/м2час, под верхний слой коксового остатка при снижении температуры слоя до 600°C подают сжатый воздух и при повышении температуры слоя свыше 800°C подачу сжатого воздуха прекращают, на второй стадии проводят каталитическую газификацию коксового остатка при температуре зоны газификации 600-800°C подачей дутья воздухом, содержащего 1-3% (масс.) озона, с удельным расходом 1600-1800 м32час и перегретого водяного пара температурой 250-450°C с удельным расходом до 450 кг/м2час, при снижении температуры зоны газификации ниже 600°C подачу пара прекращают.The problem is achieved in that in the method of coal gasification, including loading, ignition of coal from above, supply of air blast from below and step-by-step carrying out of the process, it is new that coal is 90-95%, with additionally added red clay in an amount of 2-3% and limestone 4-5%, loaded into the apparatus, the upper and lower layers of coal with a height of 200-300 mm are wetted with liquid fuel and ignited the upper layer of coal to form a layer of coke residue with a temperature of 600-800 ° C, a height of 200-300 mm by applying air blast with specific consumption of 75-150 m 3 / m 2 hours, ignition of the lower layer of coal to form a layer of coke residue with a temperature of 600-800 ° C, a height of 200-300 mm, is carried out by blowing air containing 1-3% (mass.) Of ozone with a specific flow rate of 100-200 m 3 / m 2 hours, at the first stage, catalytic coal gasification is carried out at a gasification zone temperature of 600-800 ° C by blowing air with 1-3% (mass.) Ozone with a specific flow rate of 700-900 m 3 / m 2 hour and superheated water vapor temperature of 250-450 ° C with a specific consumption of 150 kg / m 2 h under the top layer of carbon residue with a decrease in the bed temperature to 600 ° C for compressed air and, when the layer temperature rises above 800 ° C, the compressed air supply is stopped; in the second stage, coke residue is catalyzed at a gasification zone temperature of 600-800 ° C by blowing air containing 1-3% (mass.) ozone, s a specific flow rate of 1600-1800 m 3 / m 2 hour and superheated water vapor at a temperature of 250-450 ° C with a specific flow rate of up to 450 kg / m 2 hour, with a decrease in the temperature of the gasification zone below 600 ° C, the steam supply is stopped.

В способе использован уголь 90-95%, с дополнительно введенной красной глиной в количестве 2-3% и известняка 4-5%:The method used coal 90-95%, with additionally introduced red clay in an amount of 2-3% and limestone 4-5%:

- газификация угля при температуре 600-800°C обеспечивается катализаторами, содержащими в красной глине в виде оксидов железа, алюминия и алюмосиликатов и оксида кальция, образующего при декарбонизации известняка;- gasification of coal at a temperature of 600-800 ° C is provided by catalysts containing in red clay in the form of oxides of iron, aluminum and aluminosilicates and calcium oxide, which forms during the decarbonization of limestone;

- обеспечивается предотвращение спекания и разжижение зоны газификации за счет эндотермической реакции декарбонизации известняка;- provides the prevention of sintering and liquefaction of the gasification zone due to the endothermic reaction of decarbonization of limestone;

- происходит экономия углерода угля за счет использовании в газификации углекислого газа, выделяющегося при декарбонизации известняка.- Coal carbon is saved due to the use of carbon dioxide in the gasification during the decarbonization of limestone.

Верхний слой угля высотой по 200-300 мм смачивают жидким топливом для снижения продолжительности розжига в теплый период с 2-3 часов, в холодный период с 5-7 часов до 10-20 минут за счет быстрого воспламенения жидкого топлива в угле при подаче воздушного дутья, от которого уголь разогревается до температуры газификации с образованием верхнего слоя коксового остатка высотой 200-300 мм.The upper layer of coal with a height of 200-300 mm is wetted with liquid fuel to reduce the duration of ignition in the warm period from 2-3 hours, in the cold period from 5-7 hours to 10-20 minutes due to the rapid ignition of liquid fuel in coal when applying air blast , from which the coal is heated to gasification temperature with the formation of the upper layer of coke residue 200-300 mm high.

Нижний слой угля высотой по 200-300 мм смачивают жидким топливом для самопроизвольного воспламенения жидкого топлива от контакта с озоном при подаче дутья воздухом, содержащим 1-3% (масс.) озона. От горящего жидкого топлива уголь разогревается до температуры газификации с образованием нижнего слоя коксового остатка высотой 200-300 мм.The lower layer of coal with a height of 200-300 mm is wetted with liquid fuel for spontaneous ignition of liquid fuel from contact with ozone when blowing air with 1-3% (mass.) Ozone. From burning liquid fuel, coal is heated to gasification temperature with the formation of a lower layer of coke residue 200-300 mm high.

Розжиг верхнего слоя угля необходим для предварительного формирования перед началом газификации слоя угля, высокотемпературного верхнего слоя коксового остатка, в результате чего:The ignition of the upper layer of coal is necessary for the preliminary formation before the gasification of the layer of coal, a high-temperature upper layer of coke residue, resulting in:

- горючий газ повышает свою калорийность, за счет реакции между углеродом коксового остатка и парами воды, CO2;- combustible gas increases its calorific value due to the reaction between the carbon of the coke residue and water vapor, CO 2 ;

- горючий газ очищается от конденсируемых продуктов пиролиза угля за счет каталитического термолиза, а также очищается от окислов серы и азота за счет хемадсорбционного взаимодействия с оксидами, алюминия, железа, частицами алюмосиликатов глины и оксидом кальция, образуемого декарбонизацией известняка при формировании верхнего слоя коксового остатка.- combustible gas is purified from the condensable products of coal pyrolysis due to catalytic thermolysis, and is also purified from sulfur and nitrogen oxides due to chemo-adsorption interaction with oxides, aluminum, iron, particles of clay aluminosilicates and calcium oxide formed by decarbonization of limestone during the formation of the upper layer of coke residue.

Образование слоя коксового остатка с температурой 600-800°C происходит за счет каталитического действия оксидов, алюмосиликатов красной глины и оксида кальция, образующегося при декарбонизации известняка.The formation of a coke residue layer with a temperature of 600-800 ° C occurs due to the catalytic effect of oxides, red clay aluminosilicates and calcium oxide formed during limestone decarbonization.

Высота 200-300 мм верхнего слоя угля, смоченного жидким топливом при розжиге, необходима для формирования верхнего высокотемпературного слоя коксового остатка высотой 200-300 мм для полного использования в газификации углекислого газа, паров воды, содержащихся в горючем газе, и осуществления каталитического термолиза конденсируемых продуктов пиролиза угля, содержащихся в газе, проходящем через слой этой высоты.The height of 200-300 mm of the upper layer of coal moistened with liquid fuel during ignition is necessary for the formation of the upper high-temperature layer of coke residue 200-300 mm high for full use in the gasification of carbon dioxide, water vapor contained in combustible gas, and the implementation of catalytic thermolysis of condensed products pyrolysis of coal contained in a gas passing through a layer of this height.

Подача воздушного дутья с удельным расходом 75-150 м32час при розжиге верхнего слоя угля обеспечивает быстрый розжиг с образованием коксового остатка.The supply of air blast with a specific flow rate of 75-150 m 3 / m 2 hour during the ignition of the upper layer of coal provides quick ignition with the formation of coke residue.

Розжиг нижнего слоя угля необходим для осуществления эффективной прямоточной газификации при дутье воздухом и движении зоны газификации снизу вверх.Ignition of the lower layer of coal is necessary for effective direct-flow gasification during air blowing and the movement of the gasification zone from the bottom up.

Образование слоя коксового остатка с температурой 600-800°C в результате розжига нижнего слоя угля происходит за счет каталитического действия оксидов железа, алюминия, алюмосиликатов красной глины, оксида кальция, образующегося при декарбонизации известняка.The formation of a coke residue layer with a temperature of 600-800 ° C as a result of ignition of the lower coal layer occurs due to the catalytic effect of iron, aluminum, red clay aluminosilicates, and calcium oxide formed during limestone decarbonization.

Высота слоя коксового остатка 200-300 мм, образуемого в результате розжига нижнего слоя угля, необходима для последующей равномерной и производительной прямоточной газификации угля.The height of the layer of coke residue 200-300 mm, formed as a result of ignition of the lower layer of coal, is necessary for the subsequent uniform and productive direct-flow gasification of coal.

Подача озона 1-3% (масс.) при розжиге нижнего слоя угля необходима для самопроизвольного воспламенения жидкого топлива от контакта с озоном, от пламени которого загорается уголь.The supply of ozone 1-3% (mass.) During the ignition of the lower layer of coal is necessary for spontaneous ignition of liquid fuel from contact with ozone, from the flame of which coal ignites.

Подача воздушного дутья с удельным расходом 100-200 м32час при розжиге нижнего слоя угля обеспечивает быстрый и равномерный розжиг угля с образованием коксового остатка.The supply of air blast with a specific flow rate of 100-200 m 3 / m 2 hour during the ignition of the lower layer of coal provides a quick and uniform ignition of coal with the formation of coke residue.

На первой стадии проводят каталитическую газификацию угля:At the first stage, catalytic coal gasification is carried out:

- при температуре зоны газификации 600-800°C, которая оптимальна для каталитической газификации;- at a gasification zone temperature of 600-800 ° C, which is optimal for catalytic gasification;

- подачей дутья озоном 1-3% (масс.) для увеличения о производительности газификации за счет вовлечения в газификацию инертного углерода коксового остатка при высоком окислительном свойстве озона;- the supply of blast with ozone 1-3% (mass.) to increase the gasification productivity due to the involvement of inert carbon coke residue in gasification with a high oxidizing property of ozone;

- воздухом с удельным расходом 700-900 м32час, необходимом для газификации угля;- air with a specific flow rate of 700-900 m 3 / m 2 hour, necessary for coal gasification;

- перегретый водяной пар с температурой 250-450°C и удельным расходом до 150 кг/м2час необходим для повышения калорийности горючего газа и регулирования температуры зоны газификации угля в оптимальном для каталитической газификации диапазоне, причем при снижении температуры зоны газификации ниже 600°C подачу пара прекращают, а при превышении температуры слоя газификации 650°C подачу пара возобновляют;- superheated water vapor with a temperature of 250-450 ° C and a specific flow rate of up to 150 kg / m 2 hour is necessary to increase the calorific value of the combustible gas and regulate the temperature of the coal gasification zone in the optimal range for catalytic gasification, moreover, when the temperature of the gasification zone is lower than 600 ° C the steam supply is stopped, and when the temperature of the gasification layer exceeds 650 ° C, the steam supply is resumed;

- в течение первой стадии под верхний слой коксового остатка при снижении температуры слоя до 600°C подают сжатый воздух и при повышении температуры слоя свыше 800°C подачу сжатого воздуха прекращают, что необходимо для подержания температуры верхнего слоя коксового остатка в диапазоне 600-800°C, оптимального для каталитического термолиза конденсируемых продуктов пиролиза угля, повышения калорийности горючего газа благодаря реакции между углеродом коксового остатка и парами воды, CO2, содержащихся в горючем газе.- during the first stage, compressed air is supplied under the top layer of the coke residue when the layer temperature drops to 600 ° C, and when the layer temperature rises above 800 ° C, the compressed air supply is stopped, which is necessary to maintain the temperature of the top layer of the coke residue in the range of 600-800 ° C, optimal for the catalytic thermolysis of condensed products of coal pyrolysis, increasing the calorific value of the combustible gas due to the reaction between the carbon of the coke residue and water vapor, CO 2 contained in the combustible gas.

На второй стадии проводят каталитическую газификацию коксового остатка:At the second stage, catalytic gasification of the coke residue is carried out:

- при температуре зоны газификации 600-800°C, оптимальной для каталитической газификации коксового остатка;- at a gasification zone temperature of 600-800 ° C, optimal for the catalytic gasification of coke residue;

- с подачей дутья озоном 1-3% (масс.) для увеличения производительности способа за счет газификации коксового остатка, содержащего трудноокисляемый углерод сильным окислителем - озоном;- with a supply of blast of ozone 1-3% (mass.) to increase the productivity of the method due to the gasification of the coke residue containing difficultly oxidized carbon with a strong oxidizing agent - ozone;

- воздухом с удельным расходом 1600-1800 м32час кислорода, необходимым для полной газификации коксового остатка до золы;- air with a specific consumption of 1600-1800 m 3 / m 2 hour of oxygen, necessary for the complete gasification of the coke residue to ash;

- перегретый водяной пар температурой 250-450°C с удельным расходом до 450 кг/м2час необходим для повышения калорийности горючего газа, за счет реакции водяного пара с коксовым остатком и быстрого регулирования температуры зоны газификации угля в оптимальном для каталитической газификации диапазоне, причем при снижении температуры зоны газификации ниже 600°C подачу пара прекращают, а при превышении температуры слоя газификации 650°C подачу пара возобновляют.- superheated water vapor with a temperature of 250-450 ° C with a specific flow rate of up to 450 kg / m 2 hour is necessary to increase the calorific value of the combustible gas due to the reaction of water vapor with coke residue and quick regulation of the temperature of the coal gasification zone in the optimum range for catalytic gasification, moreover when the temperature of the gasification zone drops below 600 ° C, the steam supply is stopped, and when the temperature of the gasification layer is higher than 650 ° C, the steam supply is resumed.

На второй стадии каталитической газификации перегретый водяной пар с температурой 250-450°C используется:In the second stage of catalytic gasification, superheated water vapor with a temperature of 250-450 ° C is used:

- в качестве внешнего теплоносителя, причем благодаря использованию тепла перегретого пара газификация коксового остатка по балансу тепла становится смешанной автотермической и аллотермической с увеличенной производительностью, при которых оптимальная температура газификации поддерживается за счет внутреннего окисления углерода и внешнего подвода тепла с перегретым паром: доля тепла от окисления углерода уменьшается за счет тепла, подводимого с перегретым паром;- as an external heat carrier, and due to the use of heat of superheated steam, the gasification of the coke residue by the heat balance becomes mixed autothermal and allothermic with increased productivity, at which the optimum gasification temperature is maintained due to internal carbon oxidation and external heat supply with superheated steam: the proportion of heat from oxidation carbon is reduced due to heat supplied with superheated steam;

- эффективного газифицирующего агента для трудно газифицируемого углерода коксового остатка;- an effective gasifying agent for hard gasified carbon of the coke residue;

- хладагента для перегретого коксового остатка за счет высокой удельной теплоемкости водяного пара и за счет эндотермической реакции между водяным паром и углеродом коксового остатка.- the refrigerant for the superheated coke residue due to the high specific heat capacity of water vapor and due to the endothermic reaction between water vapor and carbon of the coke residue.

При снижении температуры зоны газификации коксового остатка до 600°C подачу пара прекращают для предотвращения снижения производительности газификации и калорийности горючего газа из-за уменьшения интенсивности экзотермических реакций между углеродом коксового остатка и паром при температуре ниже 600°C.When the temperature of the gasification zone of the coke residue is reduced to 600 ° C, the steam supply is stopped to prevent a decrease in gasification productivity and calorific value of the combustible gas due to a decrease in the intensity of exothermic reactions between the carbon of the coke residue and steam at a temperature below 600 ° C.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

Уголь готовят к газификации: дробят и смешивают с добавками в соотношении уголь 90-95%, красная глина, 2-3% и известняк 4-5%.Coal is prepared for gasification: crushed and mixed with additives in the ratio of coal 90-95%, red clay, 2-3% and limestone 4-5%.

В вертикальный аппарат газификации последовательно разгружают нижний слой угля, смоченного жидким топливом (керосином или дизтопливом), высотой 200-300 мм, верхний слой угля, смоченного жидким топливом, высотой 200-300 мм, на оставшуюся высоту аппарата уголь без жидкого топлива.In the vertical apparatus of gasification, the lower layer of coal moistened with liquid fuel (kerosene or diesel fuel), 200-300 mm high, is successively unloaded, the upper layer of coal moistened with liquid fuel, 200-300 mm high, to the remaining height of the apparatus is coal without liquid fuel.

Розжиг верхнего слоя угля, смоченного жидким до образования слоя коксового остатка с температурой 600-800°C высотой 200-300 мм, проводят поджиганием слоя и подачей дутья воздухом с удельным расходом 75-150 м32час.Ignition of the upper layer of coal moistened with liquid to form a coke residue layer with a temperature of 600-800 ° C and a height of 200-300 mm is carried out by igniting the layer and blowing air with a specific flow rate of 75-150 m 3 / m 2 hour.

При поджигании верхнего слоя происходит воспламенение жидкого топлива в угле при подаче воздушного дутья, от которого уголь разогревается до температуры газификации с образованием зоны газификации, которая с постоянной скоростью смещается вниз навстречу восходящему потоку воздуха дутья, а над зоной газификации угля остается слой горячего коксового остатка. Уголь при прохождении зоны газификации последовательно подвергается нагреву, сушке и пиролизу. Горючие компоненты продуктов пиролиза полностью окисляются кислородом воздуха при дутье с образованием диоксида углерода и водяного пара, а затем путем восстановления на горячей поверхности коксового остатка превращаются в горючие компоненты оксид углерода и водород. В результате горючий газ на выходе из верхнего слоя не содержит конденсируемые продукты пиролиза. Температура зоны газификации снижается с 1000-1200°C до 600-800°C при каталитическом действии оксидов железа, алюминия, алюмосиликатов, содержащихся в красной глине, и оксида кальция при эндотермической декарбонизации известняка в зоне газификации.When the upper layer is ignited, liquid fuel ignites in coal when air blast is applied, from which the coal is heated to gasification temperature with the formation of a gasification zone, which at a constant speed moves downward towards the upward air flow of the blast, and a layer of hot coke residue remains above the coal gasification zone. When passing through the gasification zone, coal is subsequently subjected to heating, drying, and pyrolysis. The combustible components of the pyrolysis products are completely oxidized by atmospheric oxygen during blasting with the formation of carbon dioxide and water vapor, and then, by reduction on the hot surface of the coke residue, carbon monoxide and hydrogen are converted into combustible components. As a result, the combustible gas at the outlet of the upper layer does not contain condensable pyrolysis products. The temperature of the gasification zone decreases from 1000-1200 ° C to 600-800 ° C with the catalytic effect of iron, aluminum, aluminosilicate oxides contained in red clay, and calcium oxide during endothermic decarbonization of limestone in the gasification zone.

Розжиг нижнего слоя угля, смоченного жидким топливом до образования коксового остатка с температурой 600-800°C и высотой слоя 200-300 мм, проводят подачей дутья воздухом, содержащим 1-3% (масс.) озона, с удельным расходом воздуха 100-200 м32час.Ignition of the lower layer of coal moistened with liquid fuel to form a coke residue with a temperature of 600-800 ° C and a layer height of 200-300 mm is carried out by blowing air with 1-3% (mass.) Ozone with a specific air flow of 100-200 m 3 / m 2 hours.

При поджигании нижнего слоя происходит воспламенение жидкого топлива в угле при подаче воздушного дутья, от которого уголь разогревается до температуры газификации с образованием зоны газификации, и с постоянной скоростью смещается снизу вверх с восходящим потоком воздуха при дутье, а под зоной газификации угля остается слой горячего коксового остатка. Уголь при прохождении зоны газификации последовательно подвергается нагреву, сушке и пиролизу.When the lower layer is ignited, liquid fuel ignites in coal when air blast is applied, from which the coal is heated to gasification temperature to form a gasification zone, and moves at a constant speed from bottom to top with an upward flow of air during blasting, and a layer of hot coke remains under the coal gasification zone the remainder. When passing through the gasification zone, coal is subsequently subjected to heating, drying, and pyrolysis.

Горючие компоненты продуктов пиролиза не окисляются в слое угля над зоной газификации из-за отсутствия кислорода воздуха.The combustible components of the pyrolysis products are not oxidized in the coal layer above the gasification zone due to the absence of air oxygen.

При этом температура зоны газификации снижается с 1000-1200°C до 600-800°C благодаря каталитическому действию оксидов железа, алюминия, алюмосиликатов, содержащихся в красной глине, и оксиду кальция при эндотермической декарбонизации известняка в зоне газификации.At the same time, the temperature of the gasification zone decreases from 1000-1200 ° C to 600-800 ° C due to the catalytic effect of the oxides of iron, aluminum, aluminosilicates contained in red clay, and calcium oxide during endothermic decarbonization of limestone in the gasification zone.

Окончание розжига верхнего и нижнего слоев угля, смоченных жидким топливом, контролируют по показаниям датчиков температуры, установленных в этих слоях, после чего переходят к первой стадии каталитической газификации угля.The end of the ignition of the upper and lower layers of coal moistened with liquid fuel is monitored by the temperature sensors installed in these layers, after which they go to the first stage of catalytic gasification of coal.

Первую стадию каталитической газификации угля проводят при температуре зоны газификации 600-800°C подачей дутья воздухом, содержащим 1-3% (масс.) озона, с удельным расходом 700-900 м32час и перегретого водяного пара температурой 250-450°C с удельным расходом до 150 кг/м2час, при которой зона газификации угля с этой температуры поднимается с постоянной скоростью с потоком дутья воздухом по высоте слоя угля снизу вверх, а под зоной газификации остается слой горячего коксового остатка.The first stage of catalytic gasification of coal is carried out at a gasification zone temperature of 600-800 ° C by blowing air with 1-3% (mass.) Ozone with a specific flow rate of 700-900 m 3 / m 2 hour and superheated water vapor with a temperature of 250-450 ° C with a specific flow rate of up to 150 kg / m 2 hour, at which the coal gasification zone from this temperature rises at a constant speed with the blast air flow along the height of the coal layer from bottom to top, and a layer of hot coke residue remains under the gasification zone.

В зоне каталитической газификации угля происходят следующие реакции.In the zone of catalytic gasification of coal, the following reactions occur.

При использовании дутья воздухом, содержащим озон, в нижней окислительной подзоне зоны газификации, происходит горение угля в смеси с образованием CO и CO2 по экзотермическим реакциям:When blast is used with air containing ozone in the lower oxidizing subzone of the gasification zone, coal is burned in a mixture with the formation of CO and CO 2 by exothermic reactions:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Под действием выделяющегося тепла в окислительной подзоне происходит превращение в пар воды, содержащейся в угле, глине и известняке смеси.Under the action of heat generated in the oxidation subzone, the water contained in coal, clay and limestone is converted into steam.

Одновременно происходит декарбонизация известняка при температуре 600-800°C по эндотермической реакции:At the same time, decarbonization of limestone occurs at a temperature of 600-800 ° C by the endothermic reaction:

Figure 00000004
Figure 00000004

Образующийся в окислительной подзоне диоксид углерода в восстановительной подзоне (расположенной выше сразу над окислительной подзоной) восстанавливается углеродом угля в оксид углерода по эндотермической реакции:The carbon dioxide formed in the oxidizing subzone in the reducing subzone (located immediately above the oxidizing subzone) is reduced by carbon carbon to carbon monoxide by an endothermic reaction:

Figure 00000005
Figure 00000005

Вместе с CO2 в восстановительную подзону поступает также водяной пар (получаемый при окислении углеводородов в угле и сушки смеси), поэтому в восстановительной подзоне дополнительно протекают эндотермические реакции:Together with CO 2, water vapor (obtained by the oxidation of hydrocarbons in coal and drying the mixture) also enters the recovery subzone, therefore, the endothermic reactions additionally occur in the recovery subzone:

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

В газовой фазе могут протекать и другие реакции. Так, возможна реакция между оксидом углерода и водяным паром:Other reactions may occur in the gas phase. So, a reaction between carbon monoxide and water vapor is possible:

Figure 00000008
Figure 00000008

При взаимодействии CO и H2 может образоваться метан:The interaction of CO and H 2 can form methane:

Figure 00000009
Figure 00000009

который в условиях процесса подвергается термическому распаду-термолизуwhich undergoes thermal decomposition-thermolysis under process conditions

Figure 00000010
Figure 00000010

При газификации смеси сочетание этих экзотермических и эндотермических реакций определяет состав образующегося газа.During gasification of the mixture, the combination of these exothermic and endothermic reactions determines the composition of the gas formed.

Равновесия реакций экзотермических реакций (1), (2) и (3) смещены в сторону образования CO и CO2. Равновесия эндотермических реакций (4), (5), (6), (7) при повышении температуры смещены в сторону образования соответственно CO2 и CaO, CO и H2, но выход указанных продуктов (равновесный) увеличивается при понижении давления, поэтому необходимо для повышения выхода CaO и CO2, CO и H2 минимизировать давление в зоне газификации.The equilibrium reactions of exothermic reactions (1), (2) and (3) are shifted towards the formation of CO and CO 2 . The equilibrium of endothermic reactions (4), (5), (6), (7) with an increase in temperature are shifted towards the formation of CO 2 and CaO, CO and H 2 , respectively, but the yield of these products (equilibrium) increases with decreasing pressure, therefore, it is necessary To increase the yield of CaO and CO 2 , CO and H 2, minimize pressure in the gasification zone.

Равновесие экзотермической реакции (8) между CO и H2O смещено в сторону образования исходных продуктов при температурах выше 1000°C и не зависит от давления, поэтому при температуре зоны газификации до 800°C этой реакцией можно пренебречь.The equilibrium of exothermic reaction (8) between CO and H 2 O is biased towards the formation of the starting products at temperatures above 1000 ° C and is independent of pressure, therefore, at a gasification zone temperature of up to 800 ° C, this reaction can be neglected.

Образование метана по реакции (9) более вероятно при повышении давления газификации, поэтому при отсутствии повышенного давления в аппарате этой реакцией можно пренебречь.The formation of methane by reaction (9) is more likely with increasing gasification pressure; therefore, in the absence of an increased pressure in the apparatus, this reaction can be neglected.

Из окислительной и восстановительной подзон зоны газификации выходят и поднимаются вверх горячие газы при температуре 600-800°C (вместо температуры 1000-1200°C) благодаря каталитическому действию оксидов железа, алюминия, алюмосиликатов красной глины и оксида кальция эндотермической декарбонизации известняка. Горячие газы нагревают уголь, который подвергается пиролизу в вышележащем над зоной газификации слое угля, этот слой является зоной пиролиза. В зоне пиролиза газы обогащаются продуктами пиролиза угля - смесью углеводородов, в т.ч. конденсируемыми продуктами - высокомолекулярными углеводородами. Выходящие из зоны пиролиза газы подогревают уголь в слое над зоной пиролиза - этот слой является зоной сушки угля, вследствие чего газ обогащается водяным паром.Hot gases exit and rise up from the oxidation and reduction subzones of the gasification zone at a temperature of 600-800 ° C (instead of 1000-1200 ° C) due to the catalytic effect of iron, aluminum oxides, red clay aluminosilicates and calcium oxide endothermic limestone decarbonization. Hot gases heat coal, which is pyrolyzed in a layer of coal lying above the gasification zone, this layer is a pyrolysis zone. In the pyrolysis zone, gases are enriched in coal pyrolysis products - a mixture of hydrocarbons, incl. condensed products - high molecular weight hydrocarbons. The gases leaving the pyrolysis zone heat the coal in a layer above the pyrolysis zone - this layer is a coal drying zone, as a result of which the gas is enriched with water vapor.

Далее горючий газ поднимается до верхнего слоя коксового остатка с температурой 600-800°C, проходя через который горючий газ:Further, the combustible gas rises to the upper layer of the coke residue with a temperature of 600-800 ° C, passing through which the combustible gas:

- повышает свою калорийность, за счет эндотермических реакций (5), (6), (7) между углеродом коксового остатка и парами воды, CO2, содержащихся в горючем газе- increases its calorie content due to endothermic reactions (5), (6), (7) between the carbon of the coke residue and water vapor, CO 2 contained in the combustible gas

- очищается от конденсируемых продуктов пиролиза угля за счет каталитического их термолиза;- it is cleaned of condensable products of coal pyrolysis due to their catalytic thermolysis;

- очищается от окислов серы и азота за счет хемадсорбционного взаимодействия с оксидами алюминия, железа, частицами алюмосиликатов глины и оксидом кальция, образующегося декарбонизацией известняка при формировании верхнего слоя коксового остатка.- it is cleaned of sulfur and nitrogen oxides due to chemo-adsorption interaction with aluminum oxides, iron, particles of clay aluminosilicates and calcium oxide formed by decarbonization of limestone during the formation of the upper layer of coke residue.

Горючий газ на выходе из верхнего слоя коксового остатка не содержит конденсируемые продукты пиролиза угля, окислы серы и азота, а удельная теплота сгорания газа составляет 1350-1550 ккал/нм3.Combustible gas at the outlet of the upper layer of coke residue does not contain condensable products of coal pyrolysis, sulfur and nitrogen oxides, and the specific heat of gas combustion is 1350-1550 kcal / nm 3 .

Контроль подъема зоны газификации угля ведут по датчикам температуры, размещенным равномерно по высоте слоя угля без жидкого топлива.The rise of the coal gasification zone is controlled by temperature sensors placed uniformly along the height of the coal layer without liquid fuel.

Регулирование температуры зоны газификации в диапазоне 600-800°C производят изменением расхода пара.The regulation of the temperature of the gasification zone in the range of 600-800 ° C is produced by changing the flow rate of steam.

При снижении температуры ниже 600°C подачу пара прекращают, а при повышении температуры до 650°C подачу пара возобновляют.When the temperature drops below 600 ° C, the steam supply is stopped, and when the temperature rises to 650 ° C, the steam supply is resumed.

При повышении температуры зоны газификации угля свыше 800°C увеличивают удельный расход пара до максимума 150 кг/м2час.When the temperature of the coal gasification zone rises above 800 ° C, the specific steam consumption is increased to a maximum of 150 kg / m 2 hour.

Одновременно под верхний слой коксового остатка при снижении температуры слоя до 600°C подают сжатый воздух и при повышении температуры слоя свыше 800°C подачу сжатого воздуха прекращают.At the same time, compressed air is supplied under the upper layer of coke residue when the layer temperature decreases to 600 ° C, and when the layer temperature rises above 800 ° C, the compressed air supply is stopped.

Завершается первая стадия при подъеме зоны газификации угля с температурой 600-800°C до верхнего слоя коксового остатка.The first stage is completed by raising the coal gasification zone with a temperature of 600-800 ° C to the upper layer of coke residue.

Окончание первой стадии каталитической газификации угля контролируют по показанию датчика температуры, установленного под верхним слоем угля.The end of the first stage of catalytic gasification of coal is controlled by the temperature sensor installed under the upper layer of coal.

По завершении первой стадии каталитической газификации угля сразу переходят ко второй стадии каталитической газификации коксового остатка.Upon completion of the first stage of catalytic gasification of coal, they immediately proceed to the second stage of catalytic gasification of coke residue.

Вторую стадию каталитической газификации коксового остатка проводят при температуре зоны газификации 600-800°C подачей дутья воздуха, содержащего 1-3% (масс.) озона, с удельным расходом 1600-1800 м32час и перегретым паром с температурой 250-450°C с удельным расходом до 450 кг/м2час. Регулирование температуры зоны газификации в диапазоне 600°-800°C производят изменением расхода пара.The second stage of catalytic gasification of coke residue is carried out at a gasification zone temperature of 600-800 ° C by supplying a blast of air containing 1-3% (mass.) Ozone with a specific flow rate of 1600-1800 m 3 / m 2 hour and superheated steam with a temperature of 250- 450 ° C with a specific consumption of up to 450 kg / m 2 hour. The temperature regulation of the gasification zone in the range of 600 ° -800 ° C is produced by changing the flow rate of steam.

В зоне каталитической газификации коксового остатка происходят те же реакции, что при газификации угля, за исключением реакции окисления углеводородов (3).In the zone of catalytic gasification of the coke residue, the same reactions occur as in the gasification of coal, with the exception of the oxidation of hydrocarbons (3).

В верхнем слое коксового остатка происходят те же реакции, что при газификации угля, за исключением термолиза конденсируемых продуктов пиролиза.In the upper layer of the coke residue, the same reactions occur as in the gasification of coal, with the exception of the thermolysis of condensed pyrolysis products.

При снижении температуры зоны газификации коксового остатка до 600°C подачу перегретого пара прекращают, а при повышении температуры свыше 600°C подачу пара возобновляют.When the temperature of the gasification zone of the coke residue decreases to 600 ° C, the supply of superheated steam is stopped, and when the temperature rises above 600 ° C, the steam supply is resumed.

При повышении температуры зоны газификации коксового остатка свыше 800°C увеличивают удельный расход пара до максимума 450 кг/м2час.With increasing temperature of the gasification zone of the coke residue over 800 ° C, the specific steam consumption is increased to a maximum of 450 kg / m 2 hour.

По окончании газификации коксового остатка производится выгрузка золы снизу аппарата.At the end of gasification of the coke residue, ash is discharged from the bottom of the apparatus.

В примерах, иллюстрирующих способ, использован вертикальный аппарат шахтного типа с внутренним диаметром 0,5 м и высотой 1,5 м. В качестве сырья использован уголь после дробления, но без сортировки на фракции, разреза «Березовский» Канско-Ачинского угольного бассейна, имеющий следующий технический и элементный состав:In examples illustrating the method, a vertical shaft-type apparatus with an internal diameter of 0.5 m and a height of 1.5 m was used. Coal after crushing, but without sorting into fractions, from the Berezovsky open-pit mine of the Kansk-Achinsk coal basin, was used as a raw material the following technical and elemental composition:

Figure 00000011
Figure 00000011

Cdaf=71,7%; Hdaf=4,9%; Ndaf=0,8%; Odaf=22,3%.C daf = 71.7%; H daf = 4.9%; N daf = 0.8%; O daf = 22.3%.

В качестве добавок использованы известняковая мука фракционным составом 0-0,3 мм и молотая красная глина фракционным составом 0-0,5 мм и химического составаAs additives, limestone flour with a fractional composition of 0-0.3 mm and ground red clay with a fractional composition of 0-0.5 mm and a chemical composition were used

SiO2 - 50-53%SiO 2 - 50-53%

AL2O3 - 10-11%AL 2 O 3 - 10-11%

Fe2O3 - 8,23-8,69%Fe 2 O 3 - 8.23-8.69%

FeO - 0.46-0.48%FeO - 0.46-0.48%

CaO - 4-5%CaO - 4-5%

MgO - 2-2.1%MgO - 2-2.1%

Na2O - 1.25%Na 2 O - 1.25%

K2O - 1.8-1.9%K 2 O - 1.8-1.9%

SO3 - 0.16-0.18%SO 3 - 0.16-0.18%

Потери при прокаливании глины от 5 до 7%Loss on ignition of clay from 5 to 7%

Пример 1Example 1

Использован уголь без добавок.Used coal without additives.

Уголь готовят к газификации путем дробления.Coal is prepared for gasification by crushing.

В вертикальный аппарат газификации последовательно разгружают нижний слой угля, смоченный жидким топливом (керосином или дизтопливом), высотой 200-300 мм, верхний слой угля, смоченный жидким топливом, высотой 200-300 мм, на оставшуюся высоту аппарата уголь без жидкого топлива.In the vertical apparatus of gasification, the lower layer of coal moistened with liquid fuel (kerosene or diesel fuel), 200-300 mm high, is successively unloaded, the upper layer of coal moistened with liquid fuel, 200-300 mm high, to the remaining height of the apparatus is coal without liquid fuel.

Розжиг верхнего слоя угля, смоченного жидким топливом до образования слоя коксового остатка с температурой 600-800°C высотой 200-300 мм, проводят поджиганием слоя и подачей дутья воздухом с удельным расходом воздуха 75-150 м32час.Ignition of the upper layer of coal moistened with liquid fuel to form a coke residue layer with a temperature of 600-800 ° C and a height of 200-300 mm is carried out by igniting the layer and blowing air with a specific air flow rate of 75-150 m 3 / m 2 hour.

Розжиг нижнего слоя угля, смоченного жидким топливом до образования коксового остатка с температурой 600-800°C высотой 200-300 мм, проводят подачей дутья воздухом, содержащим 1-3% (масс.) озона, с удельным расходом воздуха 100-200 м32час.Ignition of the lower layer of coal moistened with liquid fuel to form a coke residue with a temperature of 600-800 ° C and a height of 200-300 mm is carried out by blowing air with 1-3% (mass.) Ozone with a specific air flow of 100-200 m 3 / m 2 hours.

На первой стадии удельная подача воздуха - 235 м3/(м2·ч).In the first stage, the specific air supply is 235 m 3 / (m 2 · h).

На второй стадии удельная подача воздуха 235 м3/(м2·ч и перегретого водяного пара температурой 300°C с удельным расходом до 61 кг/(м2·ч).In the second stage, the specific air supply is 235 m 3 / (m 2 · h and superheated water vapor at a temperature of 300 ° C with a specific flow rate of up to 61 kg / (m 2 · h).

Температура в зоне газификации - 1100-1150°C.The temperature in the gasification zone is 1100-1150 ° C.

Состав газа (об.%):The composition of the gas (vol.%):

CO=13,8; H2=15,6%; CO2=16,0%;CO = 13.8; H 2 = 15.6%; CO 2 = 16.0%;

CH4=2,4%; N2=46,5%; H2O=5,92%.CH 4 = 2.4%; N 2 = 46.5%; H 2 O = 5.92%.

Удельная теплота сгорания газа

Figure 00000012
Specific heat of gas
Figure 00000012

Содержание углерода в золе - 1,9%.The carbon content in ash is 1.9%.

Пример 2Example 2

Использован уголь с добавками.Used coal with additives.

Уголь готовят к газификации: дробят и смешивают с добавками в соотношении уголь 93%, красная глина 2,5% и известняк 4,5%.Coal is prepared for gasification: crushed and mixed with additives in the ratio of coal 93%, red clay 2.5% and limestone 4.5%.

В вертикальный аппарат газификации последовательно разгружают нижний слой угля, смоченного жидким топливом (керосином или дизтопливом), высотой 200-300 мм, верхний слой угля, смоченный жидким топливом, высотой 200-300 мм, на оставшуюся высоту аппарата уголь без жидкого топлива.In the vertical gasification apparatus, the lower layer of coal moistened with liquid fuel (kerosene or diesel fuel), 200-300 mm high, is successively unloaded, the upper layer of coal moistened with liquid fuel, 200-300 mm high, to the remaining height of the apparatus is coal without liquid fuel.

Розжиг верхнего слоя угля, смоченного жидким топливом до образования слоя коксового остатка с температурой 600-800°C высотой 200-300 мм, проводят поджиганием слоя и подачей дутья воздухом с удельным расходом 75-150 м32час.Ignition of the upper layer of coal moistened with liquid fuel until a coke residue is formed with a temperature of 600-800 ° C and a height of 200-300 mm, is carried out by igniting the layer and blowing air with a specific flow rate of 75-150 m 3 / m 2 hour.

Розжиг нижнего слоя угля, смоченного жидким топливом до образования коксового остатка с температурой 600-800°C высотой 200-300 мм, проводят подачей дутья воздухом, содержащим 1-3% (масс.) озона, с удельным расходом воздуха 100-200 м32час.Ignition of the lower layer of coal moistened with liquid fuel to form a coke residue with a temperature of 600-800 ° C and a height of 200-300 mm is carried out by blowing air with 1-3% (mass.) Ozone with a specific air flow of 100-200 m 3 / m 2 hours.

Верхний и нижний слои угля в аппарате, высотой 200 мм, были смочены дизтопливомThe upper and lower layers of coal in the apparatus, 200 mm high, were moistened with diesel fuel

На первой стадии удельная подача воздуха, содержащего 2% (масс.) озона - 900 м3/(м2·ч) и перегретого водяного пара температурой 300°C с удельным расходом до 100 кг/м2час.At the first stage, the specific air supply containing 2% (mass.) Ozone is 900 m 3 / (m 2 · h) and superheated water vapor at a temperature of 300 ° C with a specific flow rate of up to 100 kg / m 2 hour.

Состав газа (об.%) на первой стадии:The composition of the gas (vol.%) In the first stage:

CO=27,0; H2=14,0%; CO2=2,5%;CO = 27.0; H 2 = 14.0%; CO 2 = 2.5%;

CH4=4,0%; N2=45,5%; H2O=4,5%.CH 4 = 4.0%; N 2 = 45.5%; H 2 O = 4.5%.

Удельная теплота сгорания газа

Figure 00000013
.Specific heat of gas
Figure 00000013
.

На второй стадии удельная подача воздуха, содержащего 2% озона - 1700 м3/(м2·ч) и перегретого водяного пара температурой 300°C с удельным расходом до 450 кг/м2час.In the second stage, the specific supply of air containing 2% ozone is 1700 m 3 / (m 2 · h) and superheated water vapor at a temperature of 300 ° C with a specific flow rate of up to 450 kg / m 2 hour.

На обеих стадиях температуру верхнего слоя коксового остатка регулировали в диапазоне 600-800°C подачей сжатого воздуха под верхний слой, а температуру зон газификации угля и коксового остатка регулировали в диапазоне 600-800°C подачей пара в дутье.At both stages, the temperature of the upper layer of coke residue was controlled in the range of 600-800 ° C by supplying compressed air under the upper layer, and the temperature of the gasification zones of coal and coke residue was controlled in the range of 600-800 ° C by supplying steam in the blast.

Состав газа (об.%) на второй стадии:The gas composition (vol.%) In the second stage:

CO=30,0; H2=18,0%; CO2=2,5%;CO = 30.0; H 2 = 18.0%; CO 2 = 2.5%;

N2=45,5%; H2O=4,5%.N 2 = 45.5%; H 2 O = 4.5%.

Удельная теплота сгорания газа

Figure 00000014
.Specific heat of gas
Figure 00000014
.

Температура в зоне газификации угля и коксового остатка - 600-800°C. Содержание углерода в золе - 0,34%.The temperature in the zone of gasification of coal and coke residue is 600-800 ° C. The carbon content in the ash is 0.34%.

Техническим результатом является разработка способа каталитической газификации угля при температуре зоны газификации 600-800°C для получения горючего газа калорийностью 1350-1550 ккал/кг, не содержащего конденсируемые продукты пиролиза, с тепловой мощностью газификации 10 Гкал/час и более, без спекания и разжижения зоны газификации.The technical result is the development of a method for catalytic gasification of coal at a gasification zone temperature of 600-800 ° C to produce combustible gas with a calorific value of 1350-1550 kcal / kg, not containing condensable pyrolysis products, with a gasification thermal capacity of 10 Gcal / hour or more, without sintering and liquefaction gasification zones.

Claims (1)

Способ газификации угля, включающий загрузку и розжиг угля сверху, подачу воздушного дутья снизу и стадийное проведение процесса, отличающийся тем, что уголь 90-95%, с дополнительно введенными красной глиной в количестве 2-3% и известняком 4-5%, загружают в аппарат, верхний и нижний слои угля высотой по 200-300 мм смачивают жидким топливом и проводят розжиг верхнего слоя угля до образования слоя коксового остатка температурой 600-800°С высотой 200-300 мм путем подачи воздушного дутья с удельным расходом 75-150 м32час, розжиг нижнего слоя угля до образования слоя коксового остатка с температурой 600-800°С высотой 200-300 мм проводят подачей дутья воздухом, содержащим 1-3% озона, с удельным расходом 100-200 м32час,
на первой стадии проводят каталитическую газификацию угля при температуре зоны газификации 600-800°С подачей дутья воздухом, содержащим 1-3% масс. озона, с удельным расходом 700-900 м32 час и перегретого водяного пара температурой 250-450°С с удельным расходом до 150 кг/м2час, под верхний слой коксового остатка при снижении температуры слоя до 600°С подают сжатый воздух и при повышении температуры слоя свыше 800°С подачу сжатого воздуха прекращают,
на второй стадии проводят каталитическую газификацию коксового остатка при температуре зоны газификации 600-800°С подачей дутья воздухом, содержащим 1-3% масс. озона, с удельным расходом 1600-1800 м32час и перегретого водяного пара температурой 250-450°С с удельным расходом до 450 кг/м2час, при снижении температуры зоны газификации ниже 600°С подачу пара прекращают.
A method of coal gasification, including loading and igniting coal from above, supplying air blast from below and stage-by-stage process, characterized in that coal is 90-95%, with additionally added red clay in an amount of 2-3% and limestone 4-5%, loaded into the apparatus, the upper and lower layers of coal with a height of 200-300 mm are wetted with liquid fuel and ignite the upper layer of coal to form a layer of coke residue with a temperature of 600-800 ° C and a height of 200-300 mm by supplying air blast with a specific flow rate of 75-150 m 3 / m 2 hour, ignition of the lower layer of coal until formed a layer of coke residue with a temperature of 600-800 ° C, a height of 200-300 mm is carried out by supplying blast with air containing 1-3% ozone, with a specific flow rate of 100-200 m 3 / m 2 hour,
at the first stage, catalytic gasification of coal is carried out at a gasification zone temperature of 600-800 ° C by blowing with air containing 1-3% of the mass. ozone, with a specific flow rate of 700-900 m 3 / m 2 hour and superheated water vapor at a temperature of 250-450 ° C with a specific flow rate of up to 150 kg / m 2 hour, under the upper layer of coke residue with a decrease in the temperature of the layer to 600 ° C serves compressed air and when the temperature of the layer rises above 800 ° C, the supply of compressed air is stopped,
at the second stage, catalytic coke oven gasification is carried out at a gasification zone temperature of 600-800 ° C. by blowing air with air containing 1-3% of the mass. ozone, with a specific flow rate of 1600-1800 m 3 / m 2 hour and superheated water vapor with a temperature of 250-450 ° C with a specific flow rate of up to 450 kg / m 2 hour, with a decrease in the temperature of the gasification zone below 600 ° C, the steam supply is stopped.
RU2012146765/05A 2012-11-01 2012-11-01 Method of coal gasification RU2516651C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146765/05A RU2516651C1 (en) 2012-11-01 2012-11-01 Method of coal gasification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146765/05A RU2516651C1 (en) 2012-11-01 2012-11-01 Method of coal gasification

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012146765A RU2012146765A (en) 2014-05-10
RU2516651C1 true RU2516651C1 (en) 2014-05-20

Family

ID=50629371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012146765/05A RU2516651C1 (en) 2012-11-01 2012-11-01 Method of coal gasification

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516651C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4274839A (en) * 1979-12-28 1981-06-23 Leas Arnold M Process for gasification of coal and organic solid wastes
RU2287011C1 (en) * 2005-07-29 2006-11-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибтермо" Method of the layerwise coal gasification
RU2290428C2 (en) * 2001-07-31 2006-12-27 Дженерал Электрик Компани Method of coal conversion for obtaining quality hydrogen for fuel mixtures and carbon dioxide ready for utilization and device for realization of this method
RU2007146272A (en) * 2005-06-03 2009-06-20 Пласко Энерджи Групп Инк., (CA) SYSTEM FOR PROCESSING COAL IN GAS OF A SPECIFIC COMPOSITION
US20090199478A1 (en) * 2008-02-13 2009-08-13 Taylor David W Process for improved gasification of fuel solids
CN101892085A (en) * 2009-05-19 2010-11-24 新奥科技发展有限公司 Novel coal gasification method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4274839A (en) * 1979-12-28 1981-06-23 Leas Arnold M Process for gasification of coal and organic solid wastes
RU2290428C2 (en) * 2001-07-31 2006-12-27 Дженерал Электрик Компани Method of coal conversion for obtaining quality hydrogen for fuel mixtures and carbon dioxide ready for utilization and device for realization of this method
RU2007146272A (en) * 2005-06-03 2009-06-20 Пласко Энерджи Групп Инк., (CA) SYSTEM FOR PROCESSING COAL IN GAS OF A SPECIFIC COMPOSITION
RU2287011C1 (en) * 2005-07-29 2006-11-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибтермо" Method of the layerwise coal gasification
US20090199478A1 (en) * 2008-02-13 2009-08-13 Taylor David W Process for improved gasification of fuel solids
CN101892085A (en) * 2009-05-19 2010-11-24 新奥科技发展有限公司 Novel coal gasification method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012146765A (en) 2014-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1108865A (en) Method and apparatus for the direct reduction of iron ore
KR102135521B1 (en) Method for supplying hydrogen-containing reducing gas to the blast furnace shaft part
KR101677719B1 (en) Method and apparatus for producing direct reduced iron utilizing a source of reducing gas comprising hydrogen and carbon monoxide
AU2010295138B2 (en) External combustion and internal heating type coal retort furnace
JP6717629B2 (en) Method for supplying hydrogen-containing reducing gas to blast furnace shaft
JP2003336079A (en) Method for reforming thermally cracked gas
US3107985A (en) Method for the continuous distillation of coal and other hydrocarbonaceous materials and for the autogenous hydrogenation of the condensable volatiles
CA2727395C (en) Method and equipment for producing synthesis gas
CA2812916C (en) Method and equipment for producing coke during indirectly heated gasification
RU2516651C1 (en) Method of coal gasification
RU2287011C1 (en) Method of the layerwise coal gasification
US2898204A (en) Process for production of combustible gases
US2731335A (en) Process of treating gasiform fluids at elevated temperatures
CN101691492A (en) Coal carbonization technology
US2720450A (en) Process and apparatus for manufacturing gas rich in hydrogen
JPS5819601B2 (en) Method for producing reducing gas
RU2437914C2 (en) Procedure for production of reducing gas from solid products of coal pyrolysis
US3088816A (en) Method and apparatus for the dry ash generation of hydrogen and carbon monoxide gases from solid fuels
RU2169166C1 (en) Method of preparing semicoke
US1972898A (en) Process of making combustible gas
RU2261891C1 (en) Method of producing liquid hydrocarbon mixtures from solid hydrocarbon raw material
KR102161597B1 (en) Method and apparatus for manufacturing molten iron
CN110760314B (en) Coke refining method and coke refining furnace
RU2321617C1 (en) Process of producing gas from solid fuel
US2494576A (en) Process and apparatus for making combustible gas

Legal Events

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

Effective date: 20141102