RU2607662C2

RU2607662C2 - Method and device for gasification of solid combustible materials under pressure in stationary layer

Info

Publication number: RU2607662C2
Application number: RU2014137020A
Authority: RU
Inventors: Бернд МЕЙЕР; Мартин ГРЕБНЕР
Original assignee: Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплутасьон Де Просед Жорж Клод
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2017-01-10
Also published as: IN2014DN06625A; WO2013120917A1; AP2014007913A0; ZA201406700B; RU2014137020A; CN204111704U; KR102054353B1; AU2013220406A1; AU2013220406B2; DE102013202356A1; KR20140131358A; UA112216C2

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to a method and a device for gasification of solid combustible materials under pressure in a stationary layer. Method for gasification of solid combustible materials by gasifying agents containing oxygen and water vapour is implemented in a stationary layer in a gas generator of high pressure. Through the head part of the gas generator it is supplied with coarse-grained solid combustible materials and the obtained gas is discharged from it. By means of located on the bottom of the gas generator rotating grate, above which there is a stationary layer bed, performed is a controlled supply of first gasifying agents for non-slugging gasification and through the bottom of the gas generator ash is extracted. In addition to the first gasifying agents supplied with the help of the rotary grate and independently from them through at least one nozzle reaching the upper area of the stationary layer filling second gasifying agents for slugging gasification are blown in, herewith the second gasifying agents are blown in with the vapour-to-oxygen ratio of 0.5–4 kg/m³ and the speeds of gas outlet from 20 to 120 m/sec.

EFFECT: higher efficiency, wider range of application of solid combustible materials.

16 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способу и устройству для газификации твердых горючих материалов под давлением в стационарном слое с повышенной производительностью, а также с расширенным спектром применения твердых горючих материалов. Способ и устройство согласно изобретению позволяют газифицировать угли с большими долями зерна мелкой фракции и/или дополнительно газифицировать мелкозернистые и пылевидные горючие материалы.The invention relates to a method and apparatus for gasification of solid combustible materials under pressure in a stationary layer with increased productivity, as well as with an extended range of applications of solid combustible materials. The method and device according to the invention allows gasification of coals with large fractions of grain of a fine fraction and / or additional gasification of fine-grained and dusty combustible materials.

Газификация крупнозернистых, твердых горючих материалов, то есть крупнозернистых углей и/или углеродистых твердых материалов с размером зерен больше чем приблизительно 5 мм и меньше чем приблизительно 100 мм, происходит преимущественным образом в стационарном слое по способу газификации под давлением в стационарном слое (FDV), известном также под названием Fixed Bed Dry Bottom Gasification. Горючие материалы загружаются в газогенератор высокого давления со стационарным слоем с помощью переходных шлюзов через головную часть. В стационарном слое (собственно движущемся слое), который пролегает по высоте газогенератора высокого давления со стационарным слоем, идеально, типичным образом, сверху вниз образуются следующие зоны: зона сушки, зона пиролиза, зона газификации, зона окисления и зольная зона. Золы выносятся с днища газогенератора посредством вращающейся колосниковой решетки, которая одновременно служит для подачи газифицирующих агентов. Вытяжка неочищенного газа находится в головной части газогенератора высокого давления со стационарным слоем.The gasification of coarse-grained, solid combustible materials, that is, coarse-grained coals and / or carbonaceous solid materials with a grain size of more than about 5 mm and less than about 100 mm, mainly occurs in a stationary layer by the method of gasification under pressure in a stationary layer (FDV), also known as Fixed Bed Dry Bottom Gasification. Combustible materials are loaded into a high-pressure gas generator with a stationary layer using transitional locks through the head part. In the stationary layer (actually moving layer), which runs along the height of the high-pressure gas generator with the stationary layer, ideally, typically, the following zones are formed from top to bottom: drying zone, pyrolysis zone, gasification zone, oxidation zone and ash zone. Ashes are carried out from the bottom of the gas generator by means of a rotating grate, which simultaneously serves to supply gasifying agents. The raw gas exhaust is located in the head of the high pressure gas generator with a stationary layer.

Газифицирующие агенты состоят, по существу, из технического кислорода и водяного пара. Последний добавляется в избытке, чтобы ограничить максимальные температуры в зоне окисления до значений ниже существенных для газификации под давлением в стационарном слое температур плавления золы или близких к ним и таким образом предотвратить образование массивных, нарушающих технологический процесс зольных агломератов или отложений шлаков (незашлаковывающая газификация). Количественное отношение водяного пара и кислорода в газифицирующем агенте является одним из важнейших параметров для управления процессом. Он часто указывается как отношение пар-кислород (DSV), преимущественным образом в единицах измерения кг пара/м³ (в нормальном состоянии) кислорода (100% по объему). В зависимости от величины температур плавления золы необходимы минимальные значения между около 4 кг/м³ (тугоплавкие золы) и около 9 кг/м³ (легкоплавкие золы). Хотя избытками пара повышаются скорости течения газа и выход мелкой фракции, которая выносится с неочищенными газами через отвод неочищенного газа, однако они не способствуют повышению степени превращения в реакции. Хотя значения отношения пар-кислород адаптируются к температурам плавления золы и удерживаются как можно меньшими (критические минимальные значения отношения пар-кислород для так называемого «горячего» технологического режима на «границе зашлаковывания»), получаются значительные ограничения, прежде всего, относительно максимальной мощности, возможности протекания через засыпку и выноса пыли, см. также /J. Schmalfeld: Die Veredelung und Umwandlung von Kohle,/ Й. Шмальфельд: Обогащение и преобразование углей, DGMK (2008), стр. 311/.Gasification agents consist essentially of industrial oxygen and water vapor. The latter is added in excess in order to limit the maximum temperatures in the oxidation zone to values lower than those essential for gasification under pressure in the stationary layer of ash melting temperatures or close to them, and thus prevent the formation of massive ash-agglomerates that disrupt the process or slag deposits (non-slag gasification). The quantitative ratio of water vapor and oxygen in the gasification agent is one of the most important parameters for controlling the process. It is often indicated as a vapor-oxygen ratio (DSV), primarily in units of kg of vapor / m ³ (in normal condition) of oxygen (100% by volume). Depending on the melting temperature of the ash, minimum values of between about 4 kg / m ³ (refractory ash) and about 9 kg / m ³ (low melting ash) are required. Although the excess gas flow increases the flow rate of the gas and the output of the fine fraction, which is carried out with the crude gases through the outlet of the crude gas, however, they do not contribute to an increase in the degree of conversion in the reaction. Although the vapor-oxygen ratio values are adapted to the melting temperatures of the ash and kept as low as possible (critical minimum values of the vapor-oxygen ratio for the so-called “hot” process conditions at the “slagging boundary”), significant limitations are obtained, primarily with respect to maximum power, the possibility of leakage through the backfill and the removal of dust, see also / J. Schmalfeld: Die Veredelung und Umwandlung von Kohle, / J. Schmalfeld: Coal beneficiation and conversion, DGMK (2008), p. 311 /.

Сопутствующий этому общий недостаток газификации под давлением в стационарном слое состоит в том, что в подлежащих газификации твердых горючих материалах допускается содержание лишь малых долей мелкозернистых горючих материалов с размерами зерна менее приблизительно 5 мм и, прежде всего, пылевидных горючих материалов с размерами зерна менее приблизительно 1 мм. В противном случае это приводит к локальным скоплениям мелкозернистого материала в стационарном слое с рядом нерегулярных каналообразных протеканий через стационарный слой, а также к большим выносам пыли, неполному преобразованию углеводородов в золах или отложениях шлаков. Эти негативные эффекты усиливаются различным образом при применении спекающихся каменных углей или брикетированных бурых углей.Concomitant with this, the general disadvantage of gasification under pressure in a stationary layer is that only small fractions of fine-grained combustible materials with grain sizes less than about 5 mm and, primarily, dusty combustible materials with grain sizes less than about 1, are allowed in solid combustible materials to be gasified. mm Otherwise, this leads to local accumulations of fine-grained material in the stationary layer with a number of irregular channel-like flows through the stationary layer, as well as to large dust outflows, incomplete conversion of hydrocarbons in ash or slag deposits. These negative effects are amplified in various ways when using sintering coals or briquetted brown coals.

Помимо этого, общим недостатком принципа противотока являются низкие температуры неочищенного газа на выходе при газификации под давлением в стационарном слое. Нежелательными побочными продуктами являются, как правило, аммиак, неконденсируемые высшие углеводороды, фенолы, а также каменноугольные масла, которые вместе с выносимой пылью осаждаются в воде (смоло-пыле-аммиачно-водяные смеси). Температуры неочищенного газа на выходе устанавливаются в зависимости от применяемых горючих материалов соответственно общему тепловому балансу процесса. Они, за исключением целевым образом организованного неполного теплообмена между газом и твердым материалом (например, осевшей сыпучей массой), могут повышаться неактивно.In addition, a common drawback of the counterflow principle is the low temperature of the crude gas at the outlet during gasification under pressure in a stationary layer. Undesirable by-products are, as a rule, ammonia, non-condensable higher hydrocarbons, phenols, and coal oils, which, together with the carried dust, precipitate in water (tar-dust-ammonia-water mixtures). The temperatures of the raw gas at the outlet are set depending on the combustible materials used, according to the overall heat balance of the process. They, with the exception of the purposefully organized incomplete heat transfer between the gas and the solid material (for example, settled bulk material), can increase inactive.

Для того чтобы соблюсти требующийся спектр размеров зерна газифицируемых крупнозернистых горючих материалов, добытые рядовые угли должны быть подготовлены, прежде всего каменные угли перед газификацией просеиваются и/или промываются, чтобы отделить мелкую фракцию (coal fines), снизить содержание золы и повысить качество газифицируемых твердых горючих материалов. Часто части доли мелкой фракции менее 5 мм составляют до 50% от непросеянного добытого угля. Так как при газификации под давлением в стационарном слое отделенные мелкие фракции не могут быть без затруднений использованы для получения синтез-газов, изыскивались соответствующие решения.In order to comply with the required grain size range of gasified coarse-grained combustible materials, the extracted raw coals must be prepared, first of all, the coals must be sieved and / or washed before gasification to separate the fine fraction, reduce ash content and improve the quality of gasified solid fuels materials. Often parts of a fraction of a fine fraction of less than 5 mm make up to 50% of the whole screened coal. Since during the gasification under pressure in a stationary layer, the separated fine fractions cannot be used without difficulty for producing synthesis gases, appropriate solutions were sought.

Согласно EP 10792 A1 из мелкозернистых горючих материалов формуются гранулы, которые окружены неспекающимся наружным слоем. GB1435089A описывает производство мелкоугольно-/золо-/пековой смеси, которая перерабатывается в экструдере в экструдаты и выдавливается из экструдера непосредственно в дегазированную камеру приводимого в действие при атмосферном давлении газогенератора с наддувом со стационарным слоем. В качестве вспомогательных средств для гранулирования мелкой фракции угля предлагаются также бентониты (US 4773919 B1). Альтернативно, US 4773919 B1 предусматривает дополнение газогенератора высокого давления со стационарным слоем сверху газогенератором с «кипящим» слоем и над ним - газогенератором с взвешенным слоем, в которых должны быть применимыми мелкозернистые и пылевидные горючие материалы. Предлагается также раздельное расположение газогенераторов с «кипящим» слом или газогенераторов с взвешенным слоем для переработки мелкозернистых или пылевидных горючих материалов, например в WO 1980/00974 A1 газификация заранее подготовленного взвешенного шлама из горючего материала, углеводорода и воды в газогенераторе с взвешенным слоем.According to EP 10792 A1, granules are formed from fine-grained combustible materials, which are surrounded by a non-sintering outer layer. GB1435089A describes the production of a fine-coal / ash / pitch mixture, which is processed into extrudates in an extruder and extruded from the extruder directly into a degassed chamber of a stationary-stage supercharged gas generator at atmospheric pressure. Bentonites (US 4,773,919 B1) are also available as auxiliary agents for granulating the fine coal fraction. Alternatively, US 4,773,919 B1 provides for the addition of a high pressure gasifier with a stationary layer on top of the gasifier with a fluidized bed and above it a gas generator with a suspended layer, in which fine-grained and dusty combustible materials should be applicable. Separate arrangement of fluidized bed gas generators or suspended bed gas generators for the processing of fine-grained or dusty combustible materials is also proposed, for example, in WO 1980/00974 A1, gasification of pre-prepared suspended sludge from combustible material, hydrocarbon and water in a suspended bed gas generator.

DD 219597 A1 раскрывает способ незашлаковывающей газификации углей, при котором подача газифицирующих агентов разделяется на первичную и вторичную подачу. Основная часть газифицирующего агента подается на свободно выбираемой, подобранной к газифицируемому материалу высоте слоя засыпки на колосниковой решетке отдельно для первичной газификации, а предусмотренная для вторичной газификации доля газифицирующего агента подается известным образом над решеткой, причем DSV должно быть регулируемым вниз вплоть до подпитки только паром. При этом речь идет в целом о незашлаковывающем технологическом режиме газификации с образованием мелкозернистой золы. Согласно предложению газогенератор должен эксплуатироваться с высоким DSV, чтобы не превышать точку плавления золы. Основанием для этого является предотвращение отложения шлаков в газогенераторе. В целом мелкие частицы золы должны быстро транспортироваться в зону ниже выхода газифицирующего агента, чтобы предотвратить перенос золы в верхние части реактора, а также вынос золы с произведенным газом. Следует констатировать, что данное предложение не принимает во внимание элементарные требования к защите окружающей среды, эффективности и производственной безопасности. Преобладающая, вплоть до полной, подача газифицирующего агента при незашлаковывающем технологическом режиме газогенератора в верхние зоны засыпки вынужденно приводит к прожиганию засыпки (прожигание каналов) и к перемешиванию не полностью прореагировавшего кислорода с неочищенным газом, так что могут возникнуть вспышки или взрывы с катастрофическими последствиями. Другими причинами неосуществимости предложения являются неполнота степени превращения углерода, то есть высокое содержание углерода в отведенной через вращающуюся колосниковую решетку золе, а также препятствование возможности хранения золы.DD 219597 A1 discloses a method for non-slagging gasification of coal, in which the supply of gasifying agents is divided into primary and secondary feeds. The main part of the gasification agent is supplied at a freely selectable backfill layer height selected on the grate separately for primary gasification, and the proportion of gasification agent provided for secondary gasification is supplied in a known manner above the grate, and the DSV must be regulated down to steam only. In this case, we are talking generally about a non-slagging technological regime of gasification with the formation of fine-grained ash. According to the proposal, the gas generator should be operated with a high DSV so as not to exceed the melting point of the ash. The reason for this is to prevent the deposition of slag in the gas generator. In general, small particles of ash should be transported quickly to the area below the outlet of the gasifying agent, in order to prevent ash transfer to the upper parts of the reactor, as well as ash removal with the produced gas. It should be noted that this proposal does not take into account the elementary requirements for environmental protection, efficiency and industrial safety. The predominant, up to complete, supply of a gasification agent with a non-slagging technological mode of the gas generator in the upper filling zones leads to burning of the filling (burning of channels) and mixing of the unreacted oxygen with the raw gas, so that flashes or explosions with catastrophic consequences can occur. Other reasons for the impracticability of the proposal are the incompleteness of the degree of carbon conversion, that is, the high carbon content in the ash discharged through the rotating grate, as well as preventing the ash from being stored.

Другое технологическое ограничение незашлаковывающей газификации в стационарном слое согласно современному состоянию техники относится к спектру горючих материалов относительно спекаемости углей. Хотя каменные угли с более сильной спекаемостью могут быть газифицированы, однако они требуют механической мешалки в верхней части газогенератора высокого давления со стационарным слоем, вследствие чего процесс в целом становится более сложным, более подверженным возмущениям и более дорогим.Another technological limitation of non-slagging gasification in a stationary layer according to the current state of the art relates to the spectrum of combustible materials relative to the sintering of coal. Although coals with stronger sintering can be gasified, they require a mechanical stirrer in the upper part of the high-pressure gas generator with a stationary layer, as a result of which the process as a whole becomes more complex, more prone to disturbances and more expensive.

Найти технологически выгодные решения для того, чтобы обойтись без мешалки, до сих пор не удалось. Другие предложенные решения по использованию мелких горючих материалов являются технически дорогостоящими и экономически неубедительными. Они не смогли воплотиться на практике. Мелкий уголь вместо газификации должен использоваться иначе (как правило, сжигание). Тем не менее, часто большая часть мелкого угля является экономически непригодной и должна храниться в виде отвалов.So far, it has not been possible to find technologically advantageous solutions in order to do without a stirrer. Other proposed solutions for the use of small combustible materials are technically expensive and economically inconclusive. They could not be translated into practice. Fine coal instead of gasification should be used differently (as a rule, burning). However, often most of the fine coal is economically unsuitable and should be stored as dumps.

Поэтому задачей изобретения является разработка способа газификации под давлением в стационарном слое с соответствующим устройством, которые с помощью небольших изменений технологии и оборудования по сравнению с ранее известными газогенераторами высокого давления со стационарным слоем позволяют повысить производительность газогенераторов высокого давления со стационарным слоем, снизить расход пара, расширить спектр применения горючих материалов в отношении спекающихся углей и углей с большими долями мелких фракций и/или дополнительно газифицировать мелкозернистые и пылевидные горючие материалы.Therefore, the objective of the invention is to develop a method of gasification under pressure in a stationary layer with a corresponding device, which, using small changes in technology and equipment compared to previously known high pressure gas generators with a stationary layer, can increase the productivity of high pressure gas generators with a stationary layer, reduce steam consumption, expand the range of application of combustible materials in relation to sintering coals and coals with large proportions of fine fractions and / or in addition tionary gasify fine dusts and flammable materials.

Согласно изобретению задача решена посредством способа газификации крупнозернистых, твердых горючих материалов газифицирующими агентами, содержащими кислород и водяной пар, осуществляемого в стационарном слое в газогенераторе высокого давления. При осуществлении предлагаемого в изобретении способа через головную часть газогенератора в него подают крупнозернистые твердые горючие материалы и отводят из него получаемый газ, посредством расположенной на днище газогенератора вращающейся колосниковой решетки, над которой расположена засыпка стационарного слоя, осуществляют регулируемую подачу первых газифицирующих агентов для незашлаковывающей газификации и через днище газогенератора осуществляют вынос золы.According to the invention, the problem is solved by the method of gasification of coarse-grained, solid combustible materials by gasifying agents containing oxygen and water vapor, carried out in a stationary layer in a high-pressure gas generator. When implementing the method of the invention, coarse-grained solid combustible materials are fed into the gas generator through the head of the gas generator and the produced gas is taken therefrom, by means of a rotating grate located on the gas generator bottom, over which a stationary layer is placed, the first gasifying agents for non-slagging gasification are regulated and ash is carried out through the bottom of the gas generator.

В соответствии с изобретением дополнительно к первым газифицирующим агентам, подаваемым с помощью вращающейся колосниковой решетки, и независимо от них по меньшей мере через одно сопло, достигающее верхней области засыпки стационарного слоя, вдувают вторые газифицирующие агенты для зашлаковывающей газификации, причем вторые газифицирующие агенты вдувают с отношениями пар-кислород от 0,5 до 4 кг/м³ и скоростями выхода газа от 20 до 120 м/с.In accordance with the invention, in addition to the first gasification agents supplied by a rotating grate, and independently of them, at least one gasification agent for slagging gasification is blown through at least one nozzle reaching the upper region of the backfill of the stationary layer, the second gasification agents being inflated with ratios vapor-oxygen from 0.5 to 4 kg / m ³ and gas outlet velocities from 20 to 120 m / s.

Первыми газифицирующими агентами выполняется первая незашлаковывающая газификация с идеально типичным образованием зон по всей засыпке стационарного слоя (зона первой сушки, зона первого пиролиза, зона первой газификации, зона первого окисления, первая зольная зона), и вторами газифицирующими агентами выполняется вторая зашлаковывающая газификация с образованием местных вихревых зон (Raceway).The first gasification agents carry out the first non-slagging gasification with ideally typical formation of zones throughout the filling of the stationary layer (the first drying zone, the first pyrolysis zone, the first gasification zone, the first oxidation zone, the first ash zone), and the second gasifying agents carry out the second slagging gasification with the formation of local vortex zones (raceway).

Критические минимальные значения отношений пар-кислород (указаны в единицах измерения кг пара/м³ (в нормальном состоянии) кислорода (100% по объему)) первых газифицирующих агентов для «горячего» технологического режима на «границе зашлаковывания» адаптируются к характеру плавления золы используемых твердых горючих материалов. В упрощенном представлении адаптация происходит таким образом, что осуществляется как можно более определенное гранулирование золы (размягчение и спекание золы), не приводя при этом к зашлаковываниям и образованию больших комков шлака, ср. с /J. Schmalfeld: Die Veredelung und Umwandlung von Kohle, DGMK (2008), S. 311 / Й. Шмальфельд: Обогащение и преобразование углей, DGMK (2008), стр. 311/.The critical minimum vapor-oxygen ratios (indicated in units of kg of steam / m ³ (normal) oxygen (100% by volume)) of the first gasification agents for the “hot” process mode at the “slagging boundary” are adapted to the melting pattern of the ash used solid combustible materials. In a simplified view, adaptation takes place in such a way that granulation of the ash is as specific as possible (softening and sintering of the ash), without leading to slagging and the formation of large lumps of slag, cf. c / j. Schmalfeld: Die Veredelung und Umwandlung von Kohle, DGMK (2008), S. 311 / J. Schmalfeld: Coal beneficiation and conversion, DGMK (2008), p. 311 /.

Вторые газифицирующие агенты, предпочтительно, вдуваются в верхнюю половину образующейся при газификации зоны первой газификации, то есть ниже образующейся при газификации зоны первого пиролиза. Особо предпочтительным является вдувание вторых газифицирующих агентов в высотную зону, которая охватывает вертикальное протяжение менее 1 м в верхней половине зоны первой газификации ниже зоны пиролиза. Особо предпочтительно, вторые газифицирующие агенты вдуваются в высотную зону газогенератора высокого давления со стационарным слоем, которая максимально простирается от 1 м выше вершины вращающейся колосниковой решетки до 0,5 м ниже поверхности засыпки стационарного слоя, преимущественным образом от 2 м выше вершины вращающейся колосниковой решетки до 1 м ниже поверхности засыпки стационарного слоя.The second gasification agents are preferably blown into the upper half of the first gasification zone formed during gasification, that is, lower than the first pyrolysis zone formed during gasification. Particularly preferred is the injection of second gasification agents into a high-altitude zone that spans a vertical extension of less than 1 m in the upper half of the first gasification zone below the pyrolysis zone. Particularly preferably, the second gasification agents are blown into the high-altitude zone of the high-pressure gas generator with a stationary layer, which extends as much as 1 m above the top of the rotating grate to 0.5 m below the filling surface of the stationary layer, preferably from 2 m above the top of the rotating grate to 1 m below the surface of the backfill of the stationary layer.

Согласно предпочтительному варианту соответствующего изобретению способа количество вдуваемого кислорода во вторых газифицирующих агентах составляет от 0 до 50% от общего количества поданного кислорода. Впуск вторых газифицирующих агентов со скоростями выхода газа от 20 до 120 м/с вызывает образование турбулентных вихревых зон в форме полых пространств в засыпке стационарного слоя перед выходными отверстиями сопел для газифицирующих агентов, в которых сгорает углерод с кислородом (зоны второго горения). Вихревые зоны перед соплами окружены засыпкой из кокса, с которым со снижением температуры реагирует избыточный водяной пар первой незашлаковывающей и в определенных случаях водяной пар второй зашлаковывающей газификации (зоны второй газификации).According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the amount of oxygen to be blown in in the second gasification agents is from 0 to 50% of the total amount of oxygen supplied. The inlet of the second gasifying agents with gas outlet velocities of 20 to 120 m / s causes the formation of turbulent vortex zones in the form of hollow spaces in the backfill of the stationary layer in front of the nozzle outlets for gasifying agents in which carbon and oxygen are burned (second combustion zones). Vortex zones in front of the nozzles are surrounded by coke backfill, with which excess water vapor of the first non-slagging and, in certain cases, water vapor of the second slagging gasification (second gasification zone) reacts with decreasing temperature.

Вследствие того, что вторые газифицирующие агенты вдуваются с отношениями пар-кислород со значениями от 0,5 кг/м³ (в нормальных условиях) до 4 кг/м³, предпочтительно от 0,5 кг/м³ до 3 кг/м³, достигается то, что выделяющиеся перед по меньшей мере одним, достигающим верхней зоны засыпки стационарного слоя соплом для газифицирующих агентов золы сразу плавятся или спекаются и осаждаются в сыпучей массе кокса на краю вихревых зон (вторые шлаковые зоны). Расплавленные или спеченные золы быстро охлаждаются в окружающей более холодной сыпучей массе кокса, твердеют и отдают свое тепло в окружающую среду для усиления эндотермических вторых процессов газификации. При газификации со вторыми газифицирующими агентами образование классических слоевидных зон не происходит.Due to the fact that the second gasification agents are injected with steam-oxygen ratios with values from 0.5 kg / m ³ (under normal conditions) to 4 kg / m ³ , preferably from 0.5 kg / m ³ to 3 kg / m ³ , it is achieved that the ash emitted before at least one nozzle for gasifying agents, reaching the upper zone of filling the stationary layer, immediately melts or sinter and precipitates in a bulk mass of coke at the edge of the vortex zones (second slag zones). Melted or sintered ashes are quickly cooled in the surrounding colder bulk mass of coke, harden and transfer their heat to the environment to enhance the endothermic second gasification processes. During gasification with the second gasification agents, the formation of classical layered zones does not occur.

Например, со вторыми газифицирующими агентами с отношением пар-кислород, равным 0,5, перед достигающими засыпки стационарного слоя соплами для газифицирующих агентов достигаются средние максимальные температуры около 2000°С, что является предпочтительным для газификации углей с точками плавления золы 1500-1700°С.Если отношение пар-кислород вторых газифицирующих агентов составляет 3,0, то перед достигающими засыпки стационарного слоя соплами для газифицирующих агентов достигаются средние максимальные температуры около 1800°С.Это является предпочтительным для газификации углей с точками плавления золы 1300-1500°С.For example, with second gasification agents with a vapor-oxygen ratio of 0.5, average maximum temperatures of about 2000 ° C are reached before nozzles reaching the stationary bed for gasification agents, which is preferred for gasification of coal with melting points of ash of 1500-1700 ° C .If the vapor-oxygen ratio of the second gasification agents is 3.0, then before the nozzles reaching the stationary bed for gasifying agents, average maximum temperatures of about 1800 ° C are reached. This is preferred for gasification of coal with melting points of ash 1300-1500 ° C.

Является преимуществом, если газификация со вторыми газифицирующими агентами производится ниже зоны первого пиролиза. Здесь обеспечивается предоставление в распоряжение дегазированного кокса (более высокий коэффициент полезного действия холодного газа по сравнению с углем) и образующиеся шлаки или агломераты быстро твердеют в окружающей более холодной сыпучей массе кокса. С другой стороны, как разъясняется в последующем, температуры окружающей среды в окружении достигающих засыпки стационарного слоя сопел для газифицирующих агентов, составляющие приблизительно от 800 до 1100°С, являются настолько высокими, что затвердевшие шлаки еще не приобретают высокой прочности. Прилипающие к соплам для газифицирующих агентов шлаки отделяются двигающейся вниз сыпучей массой и транспортируются далее.It is an advantage if gasification with second gasification agents is carried out below the first pyrolysis zone. This ensures the provision of degassed coke (a higher efficiency of cold gas compared to coal) and the resulting slag or agglomerates quickly harden in the surrounding colder bulk mass of coke. On the other hand, as will be explained later, the ambient temperatures in the vicinity of the backfill of the stationary layer of nozzles for gasification agents, comprising from about 800 to 1100 ° C, are so high that the cured slags do not yet acquire high strength. Slags adhering to nozzles for gasification agents are separated by a downwardly moving loose mass and transported further.

Относительно температур сыпучей массы кокса в зоне первой газификации следует отметить следующее: температуры сыпучей массы кокса колеблются, что обусловлено эндотермическими реакциями газификации (сначала без учета процессов второй газификации), при приблизительно постоянных значениях так называемых кинетических конечных температур реакции. Данные значения устанавливаются самостоятельно, преимущественно в зависимости от реакционной способности кокса по отношению к водяному пару. При этом интервал конечных температур реакции достигает приблизительно от 800°С при высокоактивных горючих материалах (например мягкие бурые угли) до 1100°С при низкоактивных горючих материалах (например малолетучие битуминозные каменные угли). Таким образом, они находятся ниже интервала температур точек плавления золы для большинства горючих материалов (около 1200-1500°С).Regarding the temperatures of the bulk mass of coke in the zone of the first gasification, the following should be noted: the temperatures of the bulk mass of coke fluctuate due to endothermic gasification reactions (first, without taking into account the second gasification processes), at approximately constant values of the so-called kinetic final reaction temperatures. These values are set independently, mainly depending on the reactivity of coke with respect to water vapor. In this case, the range of final reaction temperatures reaches from about 800 ° C for highly active combustible materials (e.g. soft brown coals) to 1100 ° C for low-active combustible materials (e.g. low volatile bituminous coals). Thus, they are below the temperature range of the melting points of the ash for most combustible materials (about 1200-1500 ° C).

Особым преимуществом является то, что выделяющиеся при второй зашлаковывающей газификации золы сразу плавятся и подавляют образование любых каналов, так как вследствие немедленного образования шлака пресекается каналообразное «прожигание» кислорода сквозь засыпку. Образующиеся вначале каналы или каналы, которые происходят из первой газификации, при образовании шлака тоже быстро «закупориваются». По этой причине вихревые зоны не могут или могут лишь в малой мере удаляться от сопел для газифицирующих агентов вверх, а извиваются на остающейся почти одинаковой высоте перед соплами для газифицирующих агентов или над ними. Следовательно, вторая газификация является локально ограниченной соответственно расположению выпускных отверстий сопел для газифицирующих агентов и определенной по высоте. Извивающийся газовый поток и образующиеся шлаки стабилизируют стационарный слой в окружении и выше сопел для газифицирующих агентов, так что, несмотря на более высокие скорости течения, регулярное протекание через стационарный слой сохраняется.A particular advantage is that the ash released during the second slagging gasification melts immediately and suppresses the formation of any channels, since as a result of the immediate formation of slag, channel-like "burning" of oxygen through the filling is suppressed. First formed channels or channels that originate from the first gasification, when slag is formed, also quickly “clog”. For this reason, the vortex zones cannot, or can only to a small extent, move up from the nozzles for gasifying agents, but wriggle at an almost identical height in front of or above the nozzles for gasifying agents. Therefore, the second gasification is locally limited according to the location of the nozzle outlets for the gasification agents and determined in height. The wriggling gas flow and the resulting slag stabilize the stationary layer, surrounded by and above nozzles for gasifying agents, so that, despite higher flow rates, regular flow through the stationary layer is maintained.

Вторая зашлаковывающая газификация приводит к выравниванию протекания через весь стационарный слой. Мелкозернистые доли используемых крупнозернистых горючих материалов могут увеличиваться без возрастания выноса пыли с неочищенными газами. Нижние размеры зерен поданных в газогенератор высокого давления со стационарным слоем с головной части крупнозернистых, твердых горючих материалов могут снижать с приблизительно 5 мм до приблизительно 2 мм.The second slagging gasification leads to equalization of the flow through the entire stationary layer. The fine-grained fractions of the coarse-grained combustible materials used can increase without increasing the removal of dust with untreated gases. The lower grain sizes fed into the high-pressure gas generator with a stationary layer from the head of coarse-grained, solid combustible materials can be reduced from about 5 mm to about 2 mm.

Вследствие газификации со вторыми газифицирующими агентами для зашлаковывающей газификации в дополнение к крупнозернистым горючим материалам могут быть в больших количествах использованы мелкозернистые и/или пылевидные горючие материалы (мелкие горючие материалы), которые должны были бы быть направлены для другого использования или хранения. Для этой цели мелкие горючие материалы вносятся в концентрированной форме в вихревые зоны, причем количества добавленных мелких горючих материалов являются максимально настолько большими, что стехиометрически обеспечивается обширная газификация в вихревых зонах.Due to gasification with second gasifying agents for slagging gasification, in addition to coarse-grained combustible materials, fine-grained and / or dusty combustible materials (fine combustible materials) that would have to be sent for other use or storage can be used in large quantities. For this purpose, small combustible materials are introduced in concentrated form into the vortex zones, and the amounts of added small combustible materials are as large as possible so that extensive gasification in the vortex zones is stoichiometrically provided.

Другое существенное преимущество второй зашлаковывающей газификации состоит в том, что, прежде всего, мелкозернистые и пылевидные доли горючих материалов газифицируются в вихревых зонах с укрупнением зольных/шлаковых частиц. Охлажденные, отвердевшие шлаки способствуют укрупнению размера зерен во всем стационарном слое, прежде всего в первой зольной зоне, и, помимо этого, «сцепляющей» стабилизации стационарного слоя по всей высоте. Образование местных скоплений мелких зерен и пыли, которые приводят к выбросообразным протеканиям сквозь засыпку и являются главными причинами большого выноса пыли, подавляется или же сдерживается. Таким образом, вторая зашлаковывающая газификация приводит к выравниванию протекания через весь стационарный слой. Мелкозернистые доли используемых горючих материалов могут увеличиваться без возрастания выноса пыли с неочищенными газами.Another significant advantage of the second slagging gasification is that, first of all, the fine-grained and dusty fractions of combustible materials are gasified in the vortex zones with the aggregation of ash / slag particles. Cooled, hardened slag contributes to the enlargement of the grain size in the entire stationary layer, especially in the first ash zone, and, in addition, “interlocking” stabilization of the stationary layer over the entire height. The formation of local accumulations of small grains and dust, which lead to ejection-like leaks through the backfill and are the main reasons for the large removal of dust, is suppressed or restrained. Thus, the second slagging gasification leads to equalization of the flow through the entire stationary layer. The fine-grained fractions of the combustible materials used can increase without increasing the removal of dust with untreated gases.

Сыпучие мелкие горючие материалы, от сухих до влажных, загружаются в засыпку стационарного слоя, предпочтительно, под действием силы тяжести сверху, почти отвесно над образующимися перед соплами для газифицирующих агентов вихревыми зонами. При загрузке гравитационным способом горючие вещества под действием своего собственного веса скользят из расположенного над газогенератором высокого давления со стационарным слоем переходного шлюза через дозирующий орган в газогенератор. Однако является также возможной загрузка гравитационным способом или загрузка под давлением сбоку непосредственно в стационарный слой выше вихревых зон. Сухие, пригодные для пневматической транспортировки мелкие горючие материалы вдуваются также с помощью пневматической транспортировки через сопла для газифицирующих агентов или сбоку непосредственно в вихревые зоны. Наконец мелкие горючие материалы закачиваются в форме взвешенного шлама, а именно или через сопла для газифицирующих агентов, или почти отвесно над вихревыми зонами сверху на засыпку стационарного слоя или в нее.Loose small combustible materials, from dry to wet, are loaded into the backfill of the stationary layer, preferably under the action of gravity from above, almost vertically above the vortex zones formed in front of the nozzles for gasifying agents. When loading gravitationally, combustible substances slide under their own weight from a high pressure located above the gas generator with a stationary layer of the transition gateway through the metering body into the gas generator. However, it is also possible to load by gravity or pressurize from the side directly into the stationary layer above the vortex zones. Dry, combustible small materials suitable for pneumatic conveying are also blown through pneumatic conveying through nozzles for gasifying agents or from the side directly into the vortex zones. Finally, small combustible materials are pumped in the form of suspended sludge, namely, either through nozzles for gasifying agents, or almost vertically above the vortex zones to fill the stationary layer or into it.

Альтернативно, возможно также применение загрузки набивкой, которая осуществляется на верхнем краю стационарного слоя, преимущественным образом внутри зоны первой сушки. С помощью брикетировочного пресса, преимущественным образом штемпельного пресса, мелкозернистые и/или пылевидные горючие материалы (мелкие горючие материалы) уплотняются в формовочном канале, частично агломерируются или прессуются и вдавливаются непосредственно в засыпку. В отличие от технического решения из GB 1435089 А спрессованные мелкие горючие материалы не падают сверху на стационарный слой, благодаря чему предотвращается распад спрессованных мелких горючих материалов, сопровождающийся повышенным выносом пыли в неочищенном газе. Одновременно проникающий столбик спрессованных мелких горючих материалов покрывается сверху крупнозернистыми горючими материалами, так что прямое выдувание продуктов истирания предотвращается. Другим существенным преимуществом данной системы загрузки является возможное подмешивание полагающейся при газификации под давлением в стационарном слое смеси смолы, масла и твердого материала в качестве способствующего агломерации средства, а также возможный отказ от шлюзовой системы при загрузке мелких горючих материалов. Вследствие встречающихся в формовочном канале очень высоких давлений прессования до 150 МПа возможен почти газонепроницаемый затвор между находящейся под давлением камерой газификации и окружающей средой с атмосферным давлением, так что необходимость отдельной напорной системы для мелких горючих материалов может отпасть. Данная форма загрузки мелких горючих материалов является не зависимой от режима второй газификации и может быть применена даже при не приводимых в действие или остановленных соплах для газифицирующих агентов.Alternatively, it is also possible to use a packing filling, which is carried out on the upper edge of the stationary layer, mainly inside the first drying zone. Using a briquetting press, preferably a stamping press, fine-grained and / or dusty combustible materials (small combustible materials) are compacted in the molding channel, partially agglomerated or pressed and pressed directly into the backfill. In contrast to the technical solution from GB 1435089 A, compacted small combustible materials do not fall from above onto a stationary layer, which prevents the decomposition of compacted small combustible materials, which is accompanied by an increased removal of dust in the raw gas. At the same time, the penetrating column of compressed small combustible materials is coated on top with coarse-grained combustible materials, so that direct blowing of abrasion products is prevented. Another significant advantage of this loading system is the possible mixing of a mixture of resin, oil and solid material that relies on pressure during gasification in a stationary layer as an agglomeration aid, as well as the possible rejection of the lock system when loading small combustible materials. Due to the very high pressing pressures encountered in the molding channel up to 150 MPa, an almost gas-tight shutter is possible between the pressurized gasification chamber and the atmosphere with atmospheric pressure, so that a separate pressure system for small combustible materials may be unnecessary. This form of loading of small combustible materials is independent of the regime of the second gasification and can be applied even when nozzles for gasifying agents are not driven or stopped.

Вторая зашлаковывающая газификация не только улучшает допуск на топливные материалы относительно повышенных долей мелкой фракции и пыли в топливных материалах или дает возможность дополнительной загрузки мелких горючих материалов, но она также повышает допуск на топливные материалы в отношении спекающихся углей, которые не могли бы быть газифицируемыми без применения мешалки. Зоны второго горения с их быстрыми подъемами температур и высокими температурами снижают склонность углей к спеканию и разрушают уже образовавшиеся соединения кокса. Благодаря второй зашлаковывающей газификации во многих случаях можно отказаться от применения мешалки.The second slagging gasification not only improves the tolerance for fuel materials with respect to the increased fractions of fine fractions and dust in the fuel materials or allows additional loading of small combustible materials, but it also increases the tolerance for fuel materials with respect to sintering coals that could not be gasified without using mixers. The second combustion zones, with their rapid temperature rises and high temperatures, reduce the tendency of coals to sinter and destroy the already formed coke compounds. Thanks to the second slagging gasification, in many cases it is possible to refuse the use of a mixer.

Является также возможным проведение второй зашлаковывающей газификации в зоне первого пиролиза или в области перехода от зоны первого пиролиза к зоне первой незашлаковывающей газификации. В данном случае соотношение реакций горения и газификации в зонах второго зашлаковывающего горения смещается сильнее в направлении реакций горения. Температуры выхода неочищенного газа повышаются, и высшие углеводороды, фенолы, а также каменноугольные масла, которые выходят из стационарного слоя вверх, расщепляются термически сильнее. Зонная юстировка второй зашлаковывающей газификации достигается посредством установки определенных высот засыпки стационарного слоя. Таким образом могут быть адаптированы температуры выхода неочищенных газов и качество неочищенного газа (содержание метана, нежелательные побочные компоненты и т.д.).It is also possible to conduct a second slagging gasification in the zone of the first pyrolysis or in the region of transition from the zone of the first pyrolysis to the zone of the first non-slagging gasification. In this case, the ratio of combustion and gasification reactions in the zones of the second slagging combustion shifts more strongly in the direction of combustion reactions. The outlet temperatures of the crude gas increase, and higher hydrocarbons, phenols, and coal oils, which exit the stationary layer upward, are split thermally stronger. Zone adjustment of the second slagging gasification is achieved by setting certain filling heights of the stationary layer. In this way, the outlet temperatures of the crude gases and the quality of the crude gas (methane content, undesirable side components, etc.) can be adapted.

Сопла для газифицирующих агентов выполнены в виде сопел с водяным охлаждением для смешивания газифицирующих агентов (в случае кислорода и водяного пара в качестве вторых газифицирующих агентов) или в виде многокомпонентных сопел с водяным охлаждением (в случае комбинированной подачи мелких горючих материалов). Они могут быть как неизогнутыми (трубчатые сопла), так и изогнутыми (изогнутые сопла), причем в изогнутых соплах подогнутая сопловая головка сидит на трубовидном стволе сопла.The nozzles for gasifying agents are made in the form of water-cooled nozzles for mixing gasifying agents (in the case of oxygen and water vapor as second gasifying agents) or in the form of multi-component nozzles with water cooling (in the case of combined supply of small combustible materials). They can be both non-curved (tubular nozzles) or curved (curved nozzles), and in curved nozzles a bent nozzle head sits on the nozzle-shaped barrel.

Сопла для газифицирующих агентов проведены сквозь цилиндрическую наружную обшивку или же двойную обшивку газогенератора высокого давления со стационарным слоем. При этом неизогнутые сопла для газифицирующих агентов являются устанавливаемыми во все направления с ориентацией радиально и горизонтально или с отклонением от радиальной и горизонтальной ориентации с углами установки менее 45°. Преимущественным образом, сопла ориентированы радиально и под углом от 10 до 20° относительно горизонтали с наклоном вниз. Это оказывается предпочтительным относительно предотвращения проникновения твердых веществ внутрь сопел и относительно образования вихревых зон. В случае применения изогнутых сопел для газифицирующих агентов стволы сопел ориентируются приблизительно горизонтально, а головки сопел ориентируются аналогично вышеназванным углам установки трубчатых сопел.Nozzles for gasification agents are conducted through a cylindrical outer skin or double skin of a high pressure gas generator with a stationary layer. In this case, non-bent nozzles for gasifying agents are installed in all directions with a radial and horizontal orientation or with a deviation from the radial and horizontal orientation with installation angles less than 45 °. Advantageously, the nozzles are oriented radially and at an angle of 10 to 20 ° relative to the horizontal with a downward inclination. This is preferable with respect to preventing the penetration of solids into the nozzles and with respect to the formation of vortex zones. In the case of using curved nozzles for gasifying agents, the nozzle trunks are oriented approximately horizontally, and the nozzle heads are oriented in the same way as the installation angles of the tubular nozzles.

Вторая зашлаковывающая газификация выполняется в ограниченной высотной зоне в верхней области засыпки газогенератора высокого давления со стационарным слоем. Нижнее ограничение задано посредством того, что обеспечено достаточно большое минимальное вертикальное расстояние до находящейся под ней зоны окисления. Данное расстояние составляет более 0,5 м, преимущественным образом более 1 м. Таким образом, минимальное вертикальное расстояние до вершины вращающейся колосниковой решетки составляет более 1 м, преимущественным образом более 2 м. Оно необходимо для того, чтобы образованные в вихревой зоне шлаки или агломераты прежде, чем они попадают в зону окисления или на поверхность вращающейся колосниковой решетки, могли затвердеть. Во-вторых, сопла для газифицирующих агентов подвергаются в зоне газификации действию не слишком высоких температур (менее 110°С). Верхнее ограничение высотной зоны вытекает из того, чтобы посредством засыпки горючих материалов в стационарный слой было обеспечено достаточно высокое перекрытие сопел для газифицирующих агентов, составляющее более 0,5 м, преимущественным образом более 1 м. При высоте засыпки стационарного слоя 5 м, считая от вершины вращающейся колосниковой решетки, вертикальная протяженность высотной зоны второй газификации может составлять максимально 3,5 м, преимущественным образом максимально 2 м. Сопла для газифицирующих агентов могут быть распределены по этой высоте и по поперечному сечению газогенератора высокого давления со стационарным слоем.The second slagging gasification is performed in a limited altitude zone in the upper region of the backfill of the high pressure gas generator with a stationary layer. The lower limit is set by the fact that a sufficiently large minimum vertical distance to the oxidation zone below it is provided. This distance is more than 0.5 m, mainly more than 1 m. Thus, the minimum vertical distance to the top of the rotating grate is more than 1 m, mainly more than 2 m. It is necessary so that slags or agglomerates formed in the vortex zone before they get into the oxidation zone or on the surface of a rotating grate, they could harden. Secondly, nozzles for gasification agents are exposed to not too high temperatures (less than 110 ° C) in the gasification zone. The upper limit of the altitude zone follows from the fact that by filling combustible materials into the stationary layer, a sufficiently high overlap of nozzles for gasification agents is provided, which is more than 0.5 m, preferably more than 1 m. When the filling of the stationary layer is 5 m, counting from the top a rotating grate, the vertical length of the altitude zone of the second gasification can be a maximum of 3.5 m, preferably a maximum of 2 m. Nozzles for gasifying agents can be distributed Helena this height and the cross section of the high pressure fixed bed gasifier.

Другая предпочтительная форма выполнения состоит в том, что для зоны второй зашлаковывающей газификации выбирается как можно более короткая высотная зона с вертикальной протяженностью менее 1 м в верхней половине зоны первой газификации под зоной пиролиза, так что зона первой незашлаковывающей газификации соразмерно удлиняется по поперечному сечению вверх.Another preferred embodiment is that for the second slagging gasification zone, the shortest altitude zone with a vertical length of less than 1 m in the upper half of the first gasification zone under the pyrolysis zone is selected, so that the first non-slagging gasification zone is proportionally elongated upward in the cross section.

В случае если во время работы газогенератора высокого давления со стационарным слоем высота засыпки стационарного слоя изменяется между максимальным и минимальным уровнями и разница составляет больше чем 1 м, является преимуществом, если альтернативно оснащаются две высотные зоны газогенератора высокого давления со стационарным слоем с соплами для газифицирующих агентов, нижняя высотная зона для минимального уровня и верхняя высотная зона для максимального уровня. Минимальное вертикальное расстояние между обеими высотными зонами составляет при этом больше чем 1 м. Тогда технологически в обе высотные зоны на выбор подаются вторые газифицирующие агенты.If during operation of the high-pressure gas generator with a stationary layer, the filling height of the stationary layer changes between the maximum and minimum levels and the difference is more than 1 m, it is an advantage if two high-altitude zones of the high-pressure gas generator with a stationary layer with nozzles for gasifying agents are alternatively equipped , lower altitude zone for minimum level and upper altitude zone for maximum level. The minimum vertical distance between both altitude zones is more than 1 m. Then, technologically, both gasification agents are supplied with a choice of second gasification agents.

Вторые газифицирующие агенты, предпочтительно, вдуваются в одной высотной зоне или в горизонтальной плоскости, в вертикально распределенном по высотной зоне расположении, или в конусообразной высотной зоне, которая приблизительно воспроизводит грибовидный контур вращающейся колосниковой решетки или контур поверхности засыпки.The second gasification agents are preferably blown in at the same height zone or in a horizontal plane, vertically distributed over the height zone, or in a cone-shaped height zone, which approximately reproduces the mushroom-shaped contour of the rotating grate or the surface contour of the backfill.

Выходы сопел для газифицирующих агентов преимущественным образом находятся в одной высотной зоне или в одной горизонтальной плоскости, в вертикально распределенном по высотной зоне расположении, или в конусообразной высотной зоне, которая приблизительно воспроизводит грибовидный контур вращающейся колосниковой решетки или контур поверхности засыпки.The nozzle exits for gasifying agents are advantageously located in one altitude zone or in one horizontal plane, in a vertically distributed arrangement in the altitude zone, or in a cone-shaped altitude zone, which approximately reproduces the mushroom-shaped contour of the rotating grate or the surface contour of the backfill.

Сопла для газифицирующих агентов вдаются в камеру газификации газогенератора высокого давления со стационарным слоем по меньшей мере на 10 см свободной длины (свободная длина сопла). Пристенные сопла для газифицирующих агентов преимущественным образом вдаются в камеру газификации газогенератора высокого давления со стационарным слоем приблизительно на глубину от 20 см до 1 м. При больших свободных длинах сопел приблизительно до 3 м сопла для газифицирующих агентов удерживаются сверху анкерными стяжками.Nozzles for gasification agents extend into the gasification chamber of the high pressure gas generator with a stationary layer of at least 10 cm of free length (free length of the nozzle). Wall-mounted nozzles for gasifying agents preferentially extend into the gasification chamber of a high-pressure gas generator with a stationary layer to a depth of about 20 cm to 1 m. For large free nozzle lengths of up to about 3 m, nozzles for gasifying agents are held on top by anchor ties.

Для того чтобы образовать разделенные по месту друг от друга вихревые зоны, боковое горизонтальное расстояние между выпускными отверстиями сопел для газифицирующих агентов не должно быть менее 50 см. Боковое горизонтальное расстояние между выходными отверстиями составляет преимущественным образом 1-2 м. Вертикальное расстояние между находящимися друг над другом выпускными отверстиями должно составлять по меньшей мере 1 м, но преимущественным образом больше чем 2 м.In order to form vortex zones separated in place from one another, the lateral horizontal distance between the outlet openings of the nozzles for gasifying agents should not be less than 50 cm. The lateral horizontal distance between the outlet openings is advantageously 1-2 m. The vertical distance between each other another outlet should be at least 1 m, but preferably more than 2 m

Вторые газифицирующие агенты вдуваются с отношениями пар-кислород между 0,5 м и 4 кг/м³, преимущественным образом между 0,5 м и 3 кг/м³. Хотя технологически пар не требуется, небольшое подмешивание пара является предпочтительным, чтобы при быстром отключении кислорода на сопла для газифицирующих агентов бесперебойно предоставлялся пар в качестве продувочного газа. Вместо пара в качестве продувочных газов могут использоваться также двуокись углерода или другие инертные газы.The second gasification agents are injected with steam-oxygen ratios between 0.5 m and 4 kg / m ³ , preferably between 0.5 m and 3 kg / m ³ . Although technologically no steam is required, a slight mixing of the steam is preferred so that when the oxygen is quickly turned off, steam is provided as a purge gas without interruption to the nozzles for gasification agents. Instead of steam, carbon dioxide or other inert gases can also be used as purge gases.

Количественные отношения второго кислорода к первому могут варьироваться в широких границах. В случае единственного сопла для газифицирующих агентов в качестве второго кислорода вдувается 5-20% по массе от общего поданного кислорода. Если через сопло для газифицирующих агентов должны быть пропущены большие количества мелких горючих материалов, то верхнее значение может быть также превышено. В случае образования зоны второй газификации по всему поперечному сечению газогенератора высокого давления со стационарным слоем и дополнительной газификации мелких горючих материалов в качестве второго кислорода может вдуваться до 50% по массе от общего поданного кислорода. Чем ниже содержания золы в применяемых горючих материалах, тем более высокие доли второго кислорода являются достижимыми.The quantitative ratios of the second oxygen to the first can vary widely. In the case of a single nozzle for gasification agents, 5-20% by weight of the total oxygen supplied is blown as the second oxygen. If large quantities of small combustible materials must be passed through a nozzle for gasification agents, the upper value can also be exceeded. In the case of the formation of a second gasification zone along the entire cross-section of the high-pressure gas generator with a stationary layer and additional gasification of small combustible materials, up to 50% by weight of the total oxygen supplied can be blown as the second oxygen. The lower the ash content in the combustible materials used, the higher the proportions of the second oxygen are achievable.

Размер образующихся в вихревых зонах перед отдельными соплами для газифицирующих агентов кусков шлака и агломерата ограничивается посредством того, что подача кислорода на отдельные сопла для газифицирующих агентов варьируется от минимальной до максимальной загрузки. При этом общее количество кислорода во вторых газифицирующих агентах может поддерживаться постоянным, для чего изменяется распределение загрузки между отдельными соплами или может временно изменяться также общее количество кислорода.The size of the slag and agglomerate pieces formed in the vortex zones in front of the individual nozzles for the gasifying agents is limited by the fact that the oxygen supply to the individual nozzles for the gasifying agents varies from minimum to maximum load. In this case, the total amount of oxygen in the second gasification agents can be kept constant, for which the load distribution between the individual nozzles changes or the total amount of oxygen can also temporarily change.

В соответствии с количественными соотношениями вдутого дополнительно к первому кислороду (для незашлаковывающей газификации) второго кислорода (для зашлаковывающей газификации) приблизительно пропорционально повышаются тепловые мощности газогенератора высокого давления со стационарным слоем. При этом имеет второстепенное значение, повышается ли расход горючих материалов или дополнительно загружаются мелкие горючие материалы. Вместе с крупнозернистыми горючими материалами или дополнительно к крупнозернистым горючим материалам могут быть газифицированы большие количества мелкозернистых и мелких горючих материалов. Спектр горючих материалов может быть расширен также в направлении сильнее спекающихся каменных углей без необходимости применения мешалки. Одновременно снижается удельный расход пара и вследствие улучшенных условий протекания через засыпку стационарного слоя повышается предел мощности тепловой мощности газогенератора.In accordance with the quantitative proportions of the inflated in addition to the first oxygen (for non-slagging gasification) second oxygen (for non-slagging gasification) thermal capacities of the high-pressure gas generator with a stationary layer increase approximately proportionally. It is of secondary importance whether the consumption of combustible materials is increased or if small combustible materials are additionally loaded. Together with coarse-grained combustible materials, or in addition to coarse-grained combustible materials, large quantities of fine-grained and fine combustible materials may be gasified. The range of combustible materials can also be expanded in the direction of stronger sintering coals without the need for a mixer. At the same time, the specific steam consumption is reduced and, due to the improved conditions for flowing through the backfill of the stationary layer, the power limit of the heat capacity of the gas generator increases.

Поставленная задача также решена согласно изобретению в газогенераторе высокого давления со стационарным слоем для газификации крупнозернистых твердых горючих материалов содержащими кислород и водяной пар газифицирующими агентами, содержащем камеру газификации, вход для загрузки крупнозернистых твердых горючих материалов и выход для отвода получаемого газа, расположенные в головной части газогенератора, вращающуюся колосниковую решетку для регулируемой подачи первых газифицирующих агентов для незашлаковывающей газификации, расположенную на днище газогенератора, и выход для выноса золы, расположенный в днище газогенератора, причем засыпка стационарного слоя расположена над вращающейся колосниковой решеткой.The problem is also solved according to the invention in a high-pressure gas generator with a stationary layer for the gasification of coarse-grained solid combustible materials containing oxygen and water vapor gasifying agents containing a gasification chamber, an inlet for loading coarse-grained solid combustible materials and an outlet for removing the produced gas located in the head of the gas generator rotating grate for controlled supply of the first gasification agents for non-slagging gasification, laid on the bottom of the gas generator, and an ash outlet located in the bottom of the gas generator, the filling of the stationary layer being located above the rotating grate.

В соответствии с изобретением на высоте верхней области засыпки стационарного слоя расположено по меньшей мере одно сопло, предназначенное для подачи вторых газифицирующих агентов для зашлаковывающей газификации, достигающее верхней области засыпки стационарного слоя и выполненное так, что оно позволяет дополнительно и независимо вдувать вторые газифицирующие агенты с отношениями пар-кислород от 0,5 до 4 кг/м³, предпочтительно - от 0,5 до 3 кг/м³, и скоростями выхода газа от 20 до 120 м/с.In accordance with the invention, at least one nozzle is arranged at the height of the upper filling region of the stationary layer, which is designed to supply second gasification agents for slagging gasification, reaching the upper filling region of the stationary layer and made so that it can additionally and independently inject the second gasification agents with relations vapor oxygen from 0.5 to 4 kg / m ³ , preferably from 0.5 to 3 kg / m ³ , and gas outlet velocities from 20 to 120 m / s.

Согласно предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению газогенератора высокого давления со стационарным слоем по меньшей мере одно сопло для газифицирующих агентов выполнено так, что количество вдуваемого кислорода во вторых газифицирующих агентах составляет 0-50% от общего количества поданного кислорода.According to a preferred embodiment of the inventive high-pressure gas generator with a stationary layer, at least one nozzle for gasification agents is configured such that the amount of oxygen to be blown in the second gasification agents is 0-50% of the total amount of oxygen supplied.

Газогенератор высокого давления со стационарным слоем, предпочтительно, имеет несколько расположенных на одном или двух уровнях сопел для вдувания вторых газифицирующих агентов.The stationary-layer high-pressure gas generator preferably has several nozzles arranged at one or two levels for injecting second gasification agents.

Согласно предпочтительной форме выполнения газогенератор высокого давления со стационарным слоем имеет по меньшей мере одно устройство для загрузки мелкозернистых и/или пылевидных горючих материалов (загрузка мелких горючих материалов). Устройство для загрузки мелкозернистых и/или пылевидных горючих материалов обеспечивает гравитационную загрузку или загрузку набивкой для уплотненных посредством брикетирования горючих материалов.According to a preferred embodiment, the stationary high-pressure gas generator has at least one device for loading fine-grained and / or pulverized combustible materials (loading of small combustible materials). A device for loading fine-grained and / or dusty combustible materials provides gravity loading or packing loading for combustible combustible materials compacted by briquetting.

Согласно предпочтительной форме выполнения газогенератора высокого давления со стационарным слоем сопла для вторых газифицирующих агентов выполнены в виде сопел с водяным охлаждением для смешивания газифицирующих агентов в случае кислорода и водяного пара в качестве вторых газифицирующих агентов или в виде многокомпонентных сопел с водяным охлаждением в случае комбинированной подачи мелкозернистых и/или пылевидных горючих материалов. Сопла для газифицирующих агентов предпочтительно вдаются в камеру газификации газогенератора по меньшей мере на 10 см свободной длины (свободная длина сопла).According to a preferred embodiment of the high-pressure gasifier with a stationary layer, the nozzles for the second gasification agents are made in the form of water-cooled nozzles for mixing gasification agents in the case of oxygen and water vapor as second gasification agents or in the form of multi-component water-cooled nozzles in the case of a combined supply of fine-grained and / or dusty combustible materials. The nozzles for gasification agents preferably extend into the gasification chamber of the gasifier by at least 10 cm of free length (free length of the nozzle).

Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения выходы сопел для газифицирующих агентов расположены в одной высотной зоне или в горизонтальной плоскости, в вертикально распределенном по высотной зоне расположении, или в конусообразной высотной зоне, которая приблизительно воспроизводит грибовидный контур вращающейся колосниковой решетки или контур поверхности засыпки.According to a preferred embodiment of the invention, the nozzle exits for gasifying agents are located in the same altitude zone or in a horizontal plane, vertically distributed over the altitude zone, or in a cone-shaped altitude zone, which approximately reproduces the mushroom-shaped contour of the rotating grate or the surface of the backfill.

Аппаратурно-техническое оформление второй зашлаковывающей газификации является простым, прочным и требует лишь небольшой технической адаптации аппаратуры известного и оправдавшего себя газогенератора высокого давления со стационарным слоем. Это относится к проходным патрубкам для сопел для газифицирующих агентов и при необходимости к подающим патрубкам для мелких горючих материалов.The hardware and technical design of the second slagging gasification is simple, durable and requires only a small technical adaptation of the equipment of the well-known and proven high-pressure gas generator with a stationary layer. This applies to nozzle nozzles for gasifying agents and, if necessary, to nozzles for small combustible materials.

Особым преимуществом оказалось то, что в имеющихся установках для газификации под давлением в стационарном слое вторая зашлаковывающая газификация может оснащаться, дооснащаться и эксплуатироваться, или эксплуатироваться частично согласно требованиям, или выводиться из эксплуатации, или демонтироваться поэтапно (начиная с одного сопла для газифицирующих агентов) или комплектно (с полным набором сопел для газифицирующих агентов).A particular advantage was that in existing installations for gasification under pressure in a stationary layer, the second slagging gasification can be equipped, retrofitted and operated, or partially operated according to requirements, or decommissioned, or dismantled in stages (starting from one nozzle for gasifying agents) or complete (with a full set of nozzles for gasification agents).

Пример выполненияExecution example

Пример выполнения изобретения разъясняется подробнее с помощью приведенных изображений. При этом показано на:An example embodiment of the invention is explained in more detail using the above images. It is shown on:

Фиг. 1 принципиальное изображение газогенератора высокого давления со стационарным слоем,FIG. 1 principal image of a high pressure gas generator with a stationary layer,

Фиг. 2 вид сверху на разрез А-А.FIG. 2 is a top view of section AA.

Фиг. 1 показывает газогенератор (1) высокого давления со стационарным слоем, а фиг. 2 - изображение в разрезе по плоскости А-А с видом сверху.FIG. 1 shows a high pressure gas generator (1) with a stationary layer, and FIG. 2 is a sectional view along the plane AA with a plan view.

В головной части газогенератора высокого давления со стационарным слоем находится загрузка (2) для крупнозернистых, твердых горючих материалов, а также отвод (30) неочищенного газа. На днище газогенератора (1) высокого давления со стационарным слоем расположена вращающаяся колосниковая решетка (5) для подачи первых газифицирующих агентов (6) для незашлаковывающей газификации, а также вынос (31) золы.In the head part of the high-pressure gas generator with a stationary layer there is a load (2) for coarse-grained, solid combustible materials, as well as a discharge (30) of untreated gas. On the bottom of the high pressure gas generator (1) with a stationary layer there is a rotating grate (5) for supplying the first gasification agents (6) for non-slagging gasification, as well as ash removal (31).

Загрузка (2) горючих материалов впадает в верхней части газогенератора высокого давления со стационарным слоем в подвесную шахту (28). Рядом с загрузкой (2) горючих материалов для крупнозернистых горючих материалов в головной части газогенератора (1) высокого давления со стационарным слоем расположена загрузка (21) мелких горючих материалов. Загрузка (21) мелких горючих материалов впадает в удерживаемую внутри подвесной шахты (28) спускную трубу (22), причем спускная труба (22) длиннее, чем подвесная шахта (28), и заканчивается в реакционной камере газогенератора (1) высокого давления со стационарным слоем отклоняющей пластиной (24). Загрузка мелких горючих материалов является инертизируемой азотом (27).The loading (2) of combustible materials flows into the pit shaft (28) in the upper part of the high-pressure gas generator with a stationary layer. Next to the loading (2) of combustible materials for coarse-grained combustible materials, in the head of the high pressure gas generator (1) with a stationary layer there is a loading (21) of small combustible materials. The load (21) of small combustible materials flows into a drain pipe (22) held inside the suspension shaft (28), and the drain pipe (22) is longer than the suspension shaft (28) and ends in a stationary high-pressure gas generator (1) with a stationary layer deflecting plate (24). The loading of small combustible materials is nitrogen inertible (27).

Внутренний диаметр в свету газогенератора (1) высокого давления со стационарным слоем составляет 4 м, а высота засыпки стационарного слоя (3), считая от вершины (4) вращающейся колосниковой решетки (5), составляет в среднем 6 м. Она ограничивается подвесной шахтой (28) для распределения горючих материалов. Засыпка стационарного слоя (3) идеальным образом разделена снизу вверх на пять слоев: первая зольная зона (14), зона (15) первого окисления, зона (16) первой газификации, зона (17) первого пиролиза и зона (18) первой сушки.The internal diameter in the light of a high-pressure gas generator (1) with a stationary layer is 4 m, and the backfill height of the stationary layer (3), counting from the top (4) of the rotating grate (5), is on average 6 m. It is limited to a suspension shaft ( 28) for the distribution of combustible materials. The filling of the stationary layer (3) is ideally divided from the bottom up into five layers: the first ash zone (14), the first oxidation zone (15), the first gasification zone (16), the first pyrolysis zone (17) and the first drying zone (18).

На высоте 3 м над вершиной (4) вращающейся колосниковой решетки (5) расположено в целом десять патрубков (7) для подачи вторых газифицирующих агентов (8) для зашлаковывающей газификации с равномерным распределением по наружной обшивке (9) газогенератора (1) высокого давления со стационарным слоем.At a height of 3 m above the top (4) of the rotating grate (5) there are a total of ten nozzles (7) for supplying a second gasification agent (8) for slagging gasification with a uniform distribution over the outer skin (9) of the high pressure gas generator (1) with stationary layer.

Выше вершины (4) вращающейся колосниковой решетки (5), на верхнем уровне зоны (16) первой газификации, а также выше зоны (17) первого пиролиза обшивка резервуара имеет подающие патрубки (7).Above the top (4) of the rotating grate (5), at the upper level of the zone (16) of the first gasification, as well as above the zone (17) of the first pyrolysis, the lining of the tank has supply pipes (7).

Подающие патрубки (7) на верхнем уровне зоны (16) первой незашлаковывающей газификации укомплектованы достигающими зоны газификации соплами (12) для газифицирующих агентов для подачи вторых газифицирующих агентов (8) для зашлаковывающей газификации.The supply nozzles (7) at the upper level of the zone (16) of the first non-slagging gasification are equipped with nozzles reaching the gasification zone (12) for gasifying agents for supplying the second gasifying agents (8) for slagging gasification.

Патрубки (7) пронумерованы на разрезе А-А по часовой стрелке от /1/ до /10/. Они проведены сквозь наружную, удерживающую давление стенку (10) резервуара и внутреннюю стальную обшивку (11). В целом соплами (12) для газифицирующих агентов укомплектовано шесть из десяти патрубков (7). Сопла (12) для газифицирующих агентов выполнены в виде трубчатых сопел, ориентированы радиально и наклонены вниз на 15° относительно горизонтали. Они вдаются на 50 см в засыпку стационарного слоя (3). Выходы (13) сопел (12) для газифицирующих агентов заканчиваются в верхней области зоны (16) первой незашлаковывающей газификации.The nozzles (7) are numbered in section AA in a clockwise direction from / 1 / to / 10 /. They are passed through the outer, pressure-retaining wall (10) of the tank and the inner steel sheathing (11). In total, six out of ten nozzles (7) are equipped with nozzles (12) for gasification agents. Nozzles (12) for gasification agents are made in the form of tubular nozzles, are oriented radially and inclined downward by 15 ° relative to the horizontal. They extend 50 cm into the backfill of the stationary layer (3). The outputs (13) of the nozzles (12) for gasification agents end in the upper region of the zone (16) of the first non-slagging gasification.

Направленный в зону (18) первой сушки патрубок (7) расположен в определенном порядке с брикетировочным прессом (32) для подачи уплотненных или же брикетированных мелких горючих материалов (21).The nozzle (7) directed into the zone (18) of the first drying is located in a certain order with a briquetting press (32) for supplying compacted or briquetted small combustible materials (21).

Образованный таким образом газогенератор высокого давления со стационарным слоем приводится в действие следующим образом:The thus formed high-pressure gas generator with a stationary layer is activated as follows:

В газогенераторе (1) высокого давления со стационарным слоем при общем давлении около 30 бар газифицируется 58 т/ч неспекающихся крупнозернистых каменных углей (2) с содержанием золы около 35% по массе (в сухом состоянии), содержанием воды около 5% по массе (в сухом состоянии), температурой плавления золы около 1400°C и размером зерен около 5-100 мм.In a high-pressure gas generator (1) with a stationary layer at a total pressure of about 30 bar, 58 t / h of non-sintering coarse-grained coals (2) with an ash content of about 35% by weight (in a dry state) and a water content of about 5% by weight are gasified in the dry state), the melting temperature of the ash is about 1400 ° C and the grain size is about 5-100 mm.

Каменные угли (2) загружаются в газогенератор (1) высокого давления со стационарным слоем сверху. Неочищенный газ (29) выходит из газогенератора (1) высокого давления со стационарным слоем через отвод (30) неочищенного газа, тогда как зола (31) удаляется снизу с помощью вращающейся колосниковой решетки (5). Через вращающуюся колосниковую решетку (5) подаются первые газифицирующие агенты (6). Количество первого кислорода в первых газифицирующих агентах составляет 12000 норм, м³/ч (приведено к чистому кислороду), отношение пар-кислород находится в среднем около 4,5 кг/норм. м³.Coal (2) is loaded into a high pressure gas generator (1) with a stationary layer on top. The raw gas (29) leaves the high pressure gas generator (1) with a stationary layer through the raw gas outlet (30), while the ash (31) is removed from below using a rotating grate (5). The first gasification agents (6) are fed through a rotating grate (5). The amount of the first oxygen in the first gasification agents is 12000 norms, m ³ / h (reduced to pure oxygen), the vapor-oxygen ratio is on average about 4.5 kg / norm. m ³ .

Количество второго кислорода во вторых газифицирующих агентах (8) составляет в целом 3200 норм. м³/ч (приведено к чистому кислороду), отношение пар-кислород - 0,8 кг/норм. м³.The amount of the second oxygen in the second gasification agents (8) is a total of 3200 norms. m ³ / h (reduced to pure oxygen), the vapor-oxygen ratio is 0.8 kg / normal. m ³ .

На сопла (12) для газифицирующих агентов с номерами /3/, /4/, /8/ и /9/ подается по 600 м³/ч (в нормальном состоянии) кислорода, а на сопла (12) для газифицирующих агентов с номерами /1/ и /6/ - по 400 м³/ч (в нормальном состоянии) кислорода. Вторые газифицирующие агенты текут со скоростями течения 70 м/с (сопла (12) для газифицирующих агентов, номера /3/, /4/, /8/ и /9/) и 50 м/с (сопла (12) для газифицирующих агентов, номера /1/ и /6/). Перед выходами (13) образуются вихревые зоны (19). Перед расположенными друг возле друга соплами (12) для газифицирующих агентов, номера /3/ и /4/, а также номера /8/ и /9/, образуются две большие, тесно примыкающие области (20) вихревых зон (19).600 m ³ / h (in normal condition) of oxygen is supplied to nozzles (12) for gasification agents with numbers / 3 /, / 4 /, / 8 / and / 9 /, and to nozzles (12) for gasification agents with numbers / 1 / and / 6 / - 400 m ³ / h (in normal condition) of oxygen. The second gasification agents flow with flow rates of 70 m / s (nozzles (12) for gasification agents, numbers / 3 /, / 4 /, / 8 / and / 9 /) and 50 m / s (nozzles (12) for gasification agents , numbers / 1 / and / 6 /). Vortex zones (19) are formed in front of the exits (13). In front of nozzles (12) located next to each other for gasifying agents, numbers / 3 / and / 4 /, as well as numbers / 8 / and / 9 /, two large, closely adjacent regions (20) of vortex zones (19) are formed.

Мелкие горючие материалы (21) загружаются с помощью силы тяжести через спускную трубу (22) или через загрузку набивкой с помощью брикетировочного пресса (32) примерно посредине над тесно примыкающими областями (20) вихревых зон (19) расположенных друг возле друга сопел (12) для газифицирующих агентов, номера /3/ и /4/, а также номера /8/ и /9/.Small combustible materials (21) are loaded by gravity through a downpipe (22) or by filling by packing using a briquetting press (32) approximately in the middle above the closely adjacent regions (20) of the vortex zones (19) of the nozzles (12) located next to each other for gasification agents, numbers / 3 / and / 4 /, as well as numbers / 8 / and / 9 /.

На нижнем выпускном отверстии (23) спускной трубы (22) находятся отклоняющие пластины (24), под которыми в засыпке стационарного слоя (3) образуются полые пространства (25), в которые могут свободно сходить мелкие горючие материалы (21). Спускная труба (22) поддерживается в подвесной шахте (28) держателями (26). Вертикальное расстояние от выпускных отверстий (23) до сопел (12) для газифицирующих агентов составляет 2 м. Спускная труба (22) инертизируется небольшим количеством азота (27).At the lower outlet (23) of the downpipe (22) there are deflecting plates (24), under which hollow spaces (25) are formed in the backfill of the stationary layer (3), into which small combustible materials (21) can freely flow. The downpipe (22) is supported in the suspension shaft (28) by the holders (26). The vertical distance from the outlet openings (23) to the nozzles (12) for gasifying agents is 2 m. The downpipe (22) is inerted with a small amount of nitrogen (27).

Мелкие горючие материалы (21) происходят из тех же каменных углей (2). Размер зерен мелких горючих материалов (21) составляет 0-2 мм, содержание золы - 40% по массе (в сухом состоянии), содержание воды - 5% по массе (в сухом состоянии). На обе спускные трубы (22) подается по 5,5 т/ч мелких горючих материалов (21).Small combustible materials (21) come from the same fossil fuels (2). The grain size of small combustible materials (21) is 0-2 mm, the ash content is 40% by mass (in the dry state), the water content is 5% by mass (in the dry state). 5.5 t / h of small combustible materials (21) are supplied to both downpipes (22).

Посредством применения соответствующего изобретению решения тепловая мощность газогенератора (1) высокого давления со стационарным слоем повышается в настоящем примере приблизительно на 25%. Помимо этого, впервые предоставляется возможность попутной газификации мелкого горючего материала в значительном объеме.By applying the solution according to the invention, the thermal power of the high pressure gas generator (1) with the stationary layer is increased in the present example by about 25%. In addition, for the first time, the possibility of associated gasification of small combustible material in a significant amount is provided.

1 газогенератор высокого давления со стационарным слоем1 high pressure gas generator with a stationary layer

2 загрузка газифицируемых материалов2 loading gasified materials

3 стационарный слой3 stationary layer

4 вершина4 peak

5 вращающаяся колосниковая решетка5 rotating grate

6 первые газифицирующие агенты6 first gasification agents

7 патрубок7 branch pipe

8 вторые газифицирующие агенты8 second gasification agents

9 стенка резервуара9 tank wall

10 удерживающая давление стенка резервуара10 pressure retaining tank wall

11 внутренняя стальная обшивка11 inner steel plating

12 сопла для газифицирующих агентов12 nozzles for gasification agents

13 выходы сопел для газифицирующих агентов13 nozzle exits for gasification agents

14 первая зольная зона14 first ash zone

15 зона первого окисления15 zone of first oxidation

16 зона первой газификации16 zone of the first gasification

17 зона первого пиролиза17 zone of the first pyrolysis

18 зона первой сушки18 first drying zone

19 вихревая зона19 vortex zone

20 тесно примыкающая область20 closely adjacent area

21 мелкие горючие материалы21 small combustible materials

22 спускная труба22 downpipe

23 выпускное отверстие23 outlet

24 отклоняющая пластина24 deflection plate

25 полые пространства25 hollow spaces

26 держатель26 holder

27 азот27 nitrogen

28 подвесная шахта28 outboard shaft

29 неочищенный газ29 untreated gas

30 отвод неочищенного газа30 removal of raw gas

31 зола31 ash

32 брикетировочный пресс32 briquetting press

33 способствующее агломерации средство33 agglomeration promoting agent

Claims

1. The method of gasification of solid combustible materials by gasifying agents containing oxygen and water vapor, carried out in a stationary layer in a high pressure gas generator, characterized in that coarse-grained solid combustible materials are supplied through the head of the gas generator and the resulting gas is removed from it by means of the bottom of the gas generator of the rotating grate, above which the filling of the stationary layer is located, carry out an adjustable supply of the first gasifying agents for For non-slagging gasification and through the bottom of the gasifier, ash is conveyed, characterized in that, in addition to the first gasification agents supplied by a rotating grate, and independently of them, second gasification agents are blown through at least one nozzle reaching the upper region of the backfill of the stationary layer for slagging gasification, the second gasifying agents being blown with steam-oxygen ratios of from 0.5 to 4 kg / m ³ and gas outlet velocities of from 20 to 120 m / s.

2. The method according to p. 1, characterized in that the second gasifying agents are blown into the high-altitude zone of the high-pressure gas generator with a stationary layer, which extends from 1 m above the top of the rotating grate to 0.5 m below the surface of the stationary layer backfill.

3. The method according to p. 1, characterized in that coarse-grained solid combustible materials with a grain size greater than 2 mm are loaded into a high-pressure gas generator with a stationary layer.

4. The method according to p. 2, characterized in that coarse-grained solid combustible materials with a grain size of more than 2 mm are loaded into a high-pressure gas generator with a stationary layer.

5. The method according to one of paragraphs. 1-4, characterized in that the fine-grained and / or dusty combustible materials are fed into the vortex zones, which are formed in front of the nozzles for the second gasifying agents, and the amount of supplied fine-grained and dusty combustible materials is as large as possible that extensive gasification in the vortex zones is provided stoichiometrically .

6. The method according to one of paragraphs. 1-4, characterized in that the second gasification agents are alternatively blown into two high-altitude zones with correspondingly vertical lengths of less than 1 m, which have a minimum vertical distance of 1 m from each other and are located respectively at the maximum and minimum filling heights of the stationary layer of the gas generator, respectively, in the upper half of the first gasification zone, below the pyrolysis zone.

7. The method according to p. 5, characterized in that the second gasification agents are alternatively blown into two high-altitude zones with a corresponding vertical length of less than 1 m, which have a minimum vertical distance of 1 m from each other and are located respectively to the maximum and minimum filling height of the stationary gasifier layer , respectively, in the upper half of the first gasification zone, below the pyrolysis zone.

8. High-pressure gas generator with a stationary layer for the gasification of coarse-grained solid combustible materials containing oxygen and water vapor gasifying agents, containing a gasification chamber, an input for loading coarse-grained solid combustible materials and an outlet for removing the produced gas located in the head of the gas generator, a rotary grate for controlled supply of the first gasification agents for non-slagging gasification, located on the bottom of the gas generator, and the outlet for removal of l, located in the bottom of the gas generator, and the filling of the stationary layer is located above the rotating grate, characterized in that at the height of the upper area of the filling of the stationary layer there is at least one nozzle designed to supply second gasifying agents for slagging gasification, reaching the upper area of the filling of stationary layer and configured such that it allows additionally and independently injected second gasifying agent with oxygen-steam ratios of 0.5 to 4 kg / m ³ and swift styami gas outlet 20 to 120 m / s.

9. The gas generator according to claim 8, characterized in that it has how many nozzles are located at one or two levels for injecting second gasification agents.

10. A gas generator according to claim 8 or 9, characterized in that it has at least one device for loading fine-grained and / or dusty combustible materials.

11. The gas generator according to claim 10, characterized in that the device for loading fine-grained and / or dusty combustible materials provides gravitational loading or packing loading for combustible materials sealed by briquetting.

12. The gas generator according to one of paragraphs. 8, 9 or 11, characterized in that the nozzles for the second gasification agents are made in the form of water-cooled nozzles for mixing gasification agents in the case of oxygen and water vapor as second gasification agents or in the form of multi-component water-cooled nozzles in the case of a combined supply of fine-grained and / or dusty combustible materials.

13. The gas generator according to claim 10, characterized in that the nozzles for the second gasification agents are made in the form of water-cooled nozzles for mixing gasification agents in the case of oxygen and water vapor as second gasification agents or in the form of multi-component water-cooled nozzles in the case of combined supply of fine-grained and / or dusty combustible materials.

14. The gas generator according to one of paragraphs. 8, 9, 11 or 13, characterized in that the nozzles for the second gasification agents extend into the gasification chamber by at least 10 cm of free length.

15. The gas generator according to claim 10, characterized in that the nozzles for the second gasification agents extend into the gasification chamber by at least 10 cm of free length.

16. The gas generator according to claim 12, characterized in that the nozzles for the second gasification agents extend into the gasification chamber by at least 10 cm of free length.