RU2615690C1 - Plant for hot gas production from carbonaceous material - Google Patents

Plant for hot gas production from carbonaceous material Download PDF

Info

Publication number
RU2615690C1
RU2615690C1 RU2015146329A RU2015146329A RU2615690C1 RU 2615690 C1 RU2615690 C1 RU 2615690C1 RU 2015146329 A RU2015146329 A RU 2015146329A RU 2015146329 A RU2015146329 A RU 2015146329A RU 2615690 C1 RU2615690 C1 RU 2615690C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fluidized bed
bed reactor
calcium carbonate
reactor
channel
Prior art date
Application number
RU2015146329A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Таймаров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority to RU2015146329A priority Critical patent/RU2615690C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2615690C1 publication Critical patent/RU2615690C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • C10J3/56—Apparatus; Plants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: plant for hot gas production from carbonaceous material comprises fluidized bed reactor 1 for carbon conversion with pipe 6 for hydrogen supply to consumers, fluidized bed reactor 2 to decompose calcium carbonate CaCO3 with pipe 7 for carbon dioxide supply to consumers, cyclone 12 with hot air supply pipe 8 with a lack of oxygen for consumers and oxidation reactor 3 for FeO iron oxide. Fluidized bed reactor 1 for carbon conversion has pipeline 4 for superheated steam supply, additional charging tube 25 for calcium oxide CaO, removing tube 11 for waste calcium oxide CaO and ash. Fluidized bed reactor 2 is connected to fluidized bed reactor 1 via upper 37 and lower 38 overflows and has additional charging tube 9 for calcium carbonate CaCO3 and hematite Fe2O3 and removing tube 10 for waste calcium carbonate CaCO3 and hematite Fe2O3. Reactor 3 for iron oxide FeO oxidation has hot compressed air supply pipe 5 and is connected to fluidized bed reactor 2 via lower line overflow 39 for decomposition of calcium carbonate CaCO3 and via upper line overflow 40 to cyclone 12 which is connected to fluidized bed reactor 2. The plant is additionally equipped with pyrolysis furnace 14 which includes furnace chamber 16 with discharge tube for furnace combustion products 18, angled antechamber 36, retort 13 for wood pyrolysis with pyrolysis gas outlet tube 19 to consumers. The retort for wood pyrolysis has superheater 26 with the pipeline for wet water steam supply for overheating and internal burner for burning the pyrolysis gas in the furnace chamber. The superheater is connected to the conduit for superheated steam supply to the fluidized bed reactor for carbon conversion and to the fluidized bed reactor for calcium carbonate CaCO3 decomposition, as well as external burner 21 with blow fan 22 and air heater 28 connected to compressed air blower 23 which is coupled with air suction line 24. The compressed air heater is connected to the oxidation reactor for FeO iron oxide via a compressed air supply conduit.
EFFECT: reduced fuel costs during hot gas production.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области получения нагретых газов из твердых углеродсодержащих веществ, а именно к конструкции устройств для получения водорода, углекислого газа, воздуха с недостатком кислорода, пиролизного газа путем конверсии древесного угля при помощи водяного пара, и может быть использовано, например, при получении практически чистого водорода для последующего использования его в топливных элементах водородной энергетики.The invention relates to the field of producing heated gases from solid carbon-containing substances, and in particular to the design of devices for producing hydrogen, carbon dioxide, oxygen-deficient air, pyrolysis gas by converting charcoal using water vapor, and can be used, for example, in the preparation of pure hydrogen for its subsequent use in fuel cells of hydrogen energy.

Аналогом является объект изобретения из патента США №5509362, который подробно рассмотрен в докладе, представленном на собрании Секции западных штатов Института горения, проведенном 26-27 октября 1998 г. (доклад №98F-36). В этом докладе рассмотрен гипотетический способ использования угля для энергоснабжения газовой турбины, и в нем сообщалось о серии предварительных экспериментов с использованием псевдоожиженного слоя под атмосферным давлением, содержащего порошкообразный химически чистый оксид железа (т.е. FeO/Fe2O3). Газ, используемый для псевдоожижения слоя, можно подавать из воздуха до достижения баланса в виде 5% SO2+95% N2 и снова возвращать в воздух. Эксперименты предусматривали два основных технологических этапа. На первом этапе слой, полностью окисленный до Fe2O3, псевдоожижали смесью, содержавшей 5% SO2+95% N2, при температуре 857°C. Затем нагнетали в этот слой малое количество угля и одновременно проводили непрерывный анализ газов, выходящих из слоя. На втором этапе псевдоожижающий газ выводили в воздух, продолжая анализировать газы, выходящие из слоя.The object of the invention from US Patent No. 5,509,362, which is discussed in detail in a report presented at a meeting of the Western States Section of the Institute of Combustion on October 26-27, 1998 (report No. 98F-36), is an analogue. This report examined a hypothetical method of using coal to power a gas turbine, and it reported on a series of preliminary experiments using a fluidized bed under atmospheric pressure containing powdered, chemically pure iron oxide (i.e., FeO / Fe 2 O 3 ). The gas used to fluidize the bed can be supplied from the air until a balance of 5% SO 2 + 95% N 2 is reached and returned to the air. The experiments provided for two main technological stages. At the first stage, the layer completely oxidized to Fe 2 O 3 was fluidized with a mixture containing 5% SO 2 + 95% N 2 at a temperature of 857 ° C. Then a small amount of coal was injected into this layer and at the same time a continuous analysis of the gases leaving the layer was carried out. At the second stage, the fluidizing gas was discharged into the air, continuing to analyze the gases leaving the bed.

В этом докладе Института горения также предложено концептуальное воплощение способа использования угля для энергоснабжения газовой турбины, в котором использовали катализатор на основе FeO/Fe2O3 в качестве псевдоожиженного порошка, циркулирующего между первым кипящим слоем, который псевдоожижен водяным паром, и вторым слоем, псевдоожиженным сжатым воздухом из компрессорной секции газовой турбины. В пределах этого слоя FeO окисляется до Fe2O3 в ходе жесткой экзотермической реакции, которая вызывает обеднение сжатого воздуха кислородом и одновременный нагрев этого воздуха. Нагретый сжатый воздух (который теперь обеднен кислородом) можно впоследствии использовать для приведения в действие секции детандера газовой турбины. В этом докладе Института горения подразумевается использование угольной пыли в качестве основного источника топлива. Таким образом, в технической литературе можно найти отдельные сведения о средствах достижения цели окисления угля с получением CO2, готового к утилизации, и о средствах достижения цели газификации угля с получением относительно чистого водорода. Однако в технической литературе нет сведений, иллюстраций или предложений, касающихся достижения обеих этих целей в одном способе. Существует определенная потребность в усовершенствованном способе сжигания (окисления) угля с использованием сжигания, осуществляемого без предварительного смешивания, для получения CO2, готового к утилизации, и относительно чистого водорода с одновременным созданием потока горячего газа для использования при выработке электроэнергии путем расширения через газотурбинные двигатели.This report from the Combustion Institute also proposed a conceptual embodiment of a method for using coal to power a gas turbine, which used a FeO / Fe 2 O 3 catalyst as a fluidized powder circulating between a first fluidized bed that was fluidized with water vapor and a second fluidized layer compressed air from the compressor section of a gas turbine. Within this layer, FeO is oxidized to Fe 2 O 3 in the course of a rigid exothermic reaction, which causes depletion of compressed air with oxygen and simultaneous heating of this air. Heated compressed air (which is now depleted in oxygen) can subsequently be used to drive the gas turbine expander sections. This report of the Combustion Institute implies the use of coal dust as the main source of fuel. Thus, in the technical literature, you can find some information about the means to achieve the goal of coal oxidation to produce CO 2 ready for utilization, and about the means to achieve the goal of coal gasification to produce relatively pure hydrogen. However, in the technical literature there is no information, illustrations or suggestions regarding the achievement of both of these goals in one way. There is a definite need for an improved method for burning (oxidizing) coal using non-pre-mixed combustion to produce ready-to-use CO 2 and relatively pure hydrogen while generating a hot gas stream for use in power generation by expansion through gas turbine engines.

Прототипом является устройство для получения нагретых газов, содержащее реактор кипящего слоя для конверсии углерода, реактор кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3, реактор для окисления FeO, трубопровод подачи перегретого водяного пара, трубопровод подачи сжатого нагретого воздуха, трубопровод подачи водорода потребителям, трубопровод подачи углекислого газа потребителям, трубопровод подачи горячего воздуха с недостатком кислорода потребителям, канал добавочной загрузки углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3, канал удаления отработанного углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3, канал удаления отработанного оксида кальция CaO и золы, циклон, связанные между собой технологическими и линейными перетоками (патент RU №2290428, МПК C10J 3/54, 27.12.2006).The prototype is a device for producing heated gases, containing a fluidized bed reactor for carbon conversion, a fluidized bed reactor for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3 , a reactor for FeO oxidation, a superheated water vapor supply pipe, a compressed heated air supply pipe, a hydrogen supply pipe to consumers, a feed pipe carbon dioxide consumers hot air supply line with a lack of oxygen to consumers, additional channel loading of calcium carbonate CaCO 3 or hematite Fe 2 O 3, Kan scavenging calcium carbonate CaCO 3 or hematite Fe 2 O 3, channel scavenging calcium oxide CaO and ash, cyclone interconnected technological and overflows linear (patent RU №2290428, IPC C10J 3/54, 27.12.2006).

Недостатки известного устройства:The disadvantages of the known device:

1. Для первоначального запуска в работу реактора кипящего слоя для конверсии углерода, реактора кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3 и последующего поддержания реакции газификации необходим подвод тепловой энергии в кипящий слой, который на практике осуществляется путем разогрева кипящего слоя с помощью погружных газовых горелок, а при последующей работе для нагрева угля расходуется теплота перегретого водяного пара, что увеличивает топливные затраты на получение нагретых газов.1. For the initial start-up of a fluidized bed reactor for carbon conversion, a fluidized bed reactor for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3 and the subsequent maintenance of the gasification reaction, heat energy must be supplied to the fluidized bed, which in practice is carried out by heating the fluidized bed using immersion gas burners, and during subsequent work, the heat of superheated water vapor is consumed for heating coal, which increases the fuel costs of obtaining heated gases.

2. Для поддержания температуры кипящего слоя необходим подвод перегретого высокотемпературного водяного пара, получение которого связано сжиганием топлива в дополнительном парогенераторе, что также увеличивает топливные затраты на получение нагретых газов.2. To maintain the temperature of the fluidized bed, it is necessary to supply superheated high-temperature water vapor, the production of which is associated with the combustion of fuel in an additional steam generator, which also increases the fuel costs of obtaining heated gases.

3. Для поддержания реакции окисления оксида железа FeO до Fe2O3 кислородом воздуха в известном устройстве расходуется теплота на нагрев частиц FeO, выделяющаяся при сгорании угля, что увеличивает топливные затраты на получение нагретых газов.3. To maintain the oxidation reaction of iron oxide FeO to Fe 2 O 3 with atmospheric oxygen, heat is consumed in a known device for heating FeO particles released during the combustion of coal, which increases the fuel cost of producing heated gases.

Задачей изобретения является разработка конструкции установки для получения нагретых газов из углеродсодержащего материала, в которой устранены недостатки прототипа.The objective of the invention is to develop the design of the installation for producing heated gases from a carbon-containing material, which eliminated the disadvantages of the prototype.

Техническим результатом является снижение топливных затрат при получении нагретых газов.The technical result is to reduce fuel costs when receiving heated gases.

Технический результат достигается тем, что в установке для получения нагретых газов из углеродсодержащего материала, содержащей технологически связанные между собой реактор кипящего слоя для конверсии углерода с трубопроводом подачи водорода потребителям, реактор кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3 с трубопроводом подачи углекислого газа потребителям, циклон с трубопроводом подачи горячего воздуха с недостатком кислорода потребителям и реактор для окисления оксида железа FeO, при этом реактор кипящего слоя для конверсии углерода имеет загрузочную горловину для загрузки углеродсодержащего материала, трубопровод подачи перегретого водяного пара, канал добавочной загрузки оксида кальция CaO, канал удаления отработанного оксида кальция CaO и золы, реактор кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3 соединен верхним и нижним технологическими перетоками с реактором кипящего слоя для конверсии углерода и имеет трубопровод подачи перегретого водяного пара, канал добавочной загрузки углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3, канал удаления отработанного углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3, а реактор для окисления оксида железа FeO имеет трубопровод подачи сжатого нагретого воздуха и связан нижним линейным перетоком с реактором кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3, а верхним линейным перетоком с циклоном, который соединен с реактором кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3, согласно настоящему изобретению в качестве углеродсодержащего материала используют измельченную древесину, из которой получают древесный уголь, для чего в установку дополнительно введена пиролизная печь, которая содержит топку с каналом отвода печных продуктов сгорания, загрузочный шлюз с каналом подачи измельченной древесины, выгрузочный шлюз для частиц древесного угля, наклонную форкамеру, реторту для пиролиза древесины с каналом отвода пиролизного газа потребителям, связанную через выгрузочный шлюз и наклонную форкамеру с загрузочной горловиной реактора кипящего слоя для конверсии углерода, при этом реторта для пиролиза древесины имеет пароперегреватель с трубопроводом подачи влажного водяного пара на перегрев и внутреннюю горелку для сжигания пиролизного газа в топке, причем пароперегреватель соединен с трубопроводом подачи перегретого водяного пара в реактор кипящего слоя для конверсии углерода и реактор кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3, а также внешнюю горелку с дутьевым вентилятором и воздухоподогреватель сжатого воздуха, соединенный с нагнетателем сжатого воздуха, который соединен с каналом всасывания атмосферного воздуха, причем воздухоподогреватель сжатого воздуха соединен трубопроводом подачи сжатого нагретого воздуха с реактором для окисления оксида железа FeO.The technical result is achieved by the fact that in the installation for producing heated gases from a carbon-containing material containing a fluidized bed reactor for the conversion of carbon with a hydrogen supply pipe to consumers, a fluidized bed reactor for decomposing calcium carbonate CaCO 3 with a carbon dioxide supply pipe, a cyclone with a pipeline for supplying hot air with a lack of oxygen to consumers and a reactor for the oxidation of iron oxide FeO, while the fluidized bed reactor for convection carbon rsii has a loading throat for loading the carbonaceous material, a conduit supplying superheated steam incremental load calcia channel CaO, channel scavenging calcium oxide CaO and ash, fluidized bed reactor for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3 is connected to the upper and lower technological overflows from the reactor ebullated carbon conversion layer and has a conduit supplying superheated water vapor, carbon calcium channel incremental load CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3, channel removal, flue tannogo calcium carbonate CaCO 3 or hematite Fe 2 O 3, and a reactor for the oxidation of iron FeO oxide has a compressed heated air conduit and associated lower linear overflow from the fluidized bed reactor for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3, and the upper line power flow to the cyclone, which is connected a fluidized bed reactor for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3, according to the present invention as a carbonaceous material is comminuted wood from which the charcoal, which in installation complement A pyrolysis furnace was introduced, which contains a furnace with a channel for the removal of furnace products of combustion, a loading gateway with a channel for supplying chopped wood, an unloading gateway for charcoal particles, an inclined prechamber, a retort for pyrolysis of wood with a channel for removing pyrolysis gas connected to consumers through an unloading gateway and an inclined a prechamber with a loading neck of a fluidized bed reactor for carbon conversion, while the retort for pyrolysis of wood has a superheater with a pipeline for supplying moist water pa overheating and internal burner for the combustion of the pyrolysis gas in the furnace, wherein the superheater is connected to the supply conduit of the superheated steam in the fluidized bed reactor for the conversion of carbon and the fluidized bed reactor for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3, and the external burner with a blower fan and air heater compressed air connected to a supercharger of compressed air, which is connected to a suction channel of atmospheric air, and the air heater of compressed air is connected by a supply pipe compressed heated air with a reactor for the oxidation of iron oxide FeO.

Таким образом, технический результат достигается путем применения для разогрева кипящего слоя теплоты получаемого древесного угля, а также путем получения перегретого водяного пара и нагревом воздуха непосредственно в самой установке.Thus, the technical result is achieved by applying the heat of charcoal obtained for heating the fluidized bed, as well as by obtaining superheated water vapor and heating the air directly in the installation itself.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена конструкция предлагаемой установки для получения нагретых газов из углеродсодержащего материала.The invention is illustrated in the drawing, which shows the design of the proposed installation for producing heated gases from a carbon-containing material.

На фиг. 1 позициями обозначены следующие элементы и узлы:In FIG. 1 positions denote the following elements and nodes:

1 - реактор кипящего слоя для конверсии углерода,1 - fluidized bed reactor for carbon conversion,

2 - реактор кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3,2 - fluidized bed reactor for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3 ,

3 - реактор для окисления оксида железа FeO,3 - reactor for the oxidation of iron oxide FeO,

4 - трубопровод подачи перегретого водяного пара,4 - pipeline supplying superheated water vapor,

5 - трубопровод подачи сжатого нагретого воздуха,5 - pipeline supply of compressed heated air,

6 - трубопровод подачи водорода потребителям,6 - pipeline supplying hydrogen to consumers,

7 - трубопровод подачи углекислого газа потребителям,7 - pipeline supply of carbon dioxide to consumers,

8 - трубопровод подачи горячего воздуха с недостатком кислорода потребителям,8 - pipeline supplying hot air with a lack of oxygen to consumers,

9 - канал добавочной загрузки углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3,9 - channel additional loading of calcium carbonate CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3 ,

10 - канал удаления отработанного углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3,10 - channel for the removal of spent calcium carbonate CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3 ,

11 - канал удаления отработанного оксида кальция CaO и золы,11 - channel for the removal of spent calcium oxide CaO and ash,

12 - циклон,12 - cyclone

13 - реторта для получения древесного угля,13 - retort for charcoal,

14 - пиролизная печь,14 - pyrolysis furnace

15 - канал подачи измельченной древесины,15 - feed channel chopped wood,

16 - топка пиролизной печи,16 - furnace pyrolysis furnace,

17 - загрузочный шлюз измельченной древесины,17 - loading gateway chopped wood,

18 - канал отвода печных продуктов сгорания,18 - channel exhaust furnace combustion products,

19 - канал отвода пиролизного газа потребителям,19 - channel for removing pyrolysis gas to consumers,

20 - внутреняя горелка для сжигания пиролизного газа в топке,20 - an internal burner for burning pyrolysis gas in a furnace,

21 - внешняя горелка,21 is an external burner,

22 - дутьевой вентилятор,22 - blow fan

23 - нагнетатель сжатого воздуха,23 - a compressor of compressed air,

24 - канал всасывания атмосферного воздуха,24 - channel suction of atmospheric air,

25 - канал добавочной загрузки оксида кальция CaO,25 - channel additional loading of calcium oxide CaO,

26 - пароперегреватель,26 - superheater,

27 - выгрузочный шлюз для частиц древесного угля,27 - discharge gateway for charcoal particles,

28 - воздухоподогреватель сжатого воздуха,28 - air heater compressed air,

29 - трубопровод подачи влажного водяного пара на перегрев,29 - pipeline supply of wet water vapor to overheat,

30 - частицы древесины,30 - wood particles,

31 - частицы древесного угля,31 - particles of charcoal,

32 - частицы оксида кальция CaO,32 - particles of calcium oxide CaO,

33 - частицы оксида железа FeO,33 - particles of iron oxide FeO,

34 - частицы гематита Fe2O3,34 - particles of hematite Fe 2 O 3 ,

35 - частицы углекислого кальция CaCO3,35 - particles of calcium carbonate CaCO 3 ,

36 - наклонная форкамера,36 - inclined prechamber,

37 - верхний технологический переток,37 - upper technological crossflow,

38 - нижний технологический переток,38 - lower technological overflow,

39 - нижний линейный переток,39 - lower linear crossflow,

40 - верхний линейный переток.40 - upper linear overflow.

Стрелками обозначены направления технологического движения компонентов и рабочих сред.The arrows indicate the directions of the technological movement of the components and working media.

Установка для получения нагретых газов из углеродсодержащего материала содержит технологически связанные между собой реактор 1 кипящего слоя для конверсии углерода с трубопроводом 6 подачи водорода потребителям, реактор 2 кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3 с трубопроводом 7 подачи углекислого газа потребителям, циклон 12 с трубопроводом 8 подачи горячего воздуха с недостатком кислорода потребителям, а также реактор 3 для окисления оксида железа FeO. Реактор 1 кипящего слоя для конверсии углерода имеет загрузочную горловину для загрузки углеродсодержащего материала, трубопровод 4 подачи перегретого водяного пара, канал 25 добавочной загрузки оксида кальция CaO, канал 11 удаления отработанного оксида кальция CaO и золы. Реактор 2 кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3 соединен верхним 37 и нижним 38 технологическими перетоками с реактором 1 кипящего слоя для конверсии углерода. Реактор 2 кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3 имеет трубопровод 4 подачи перегретого водяного пара, канал 9 добавочной загрузки углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3, канал 10 удаления отработанного углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3. Реактор 3 для окисления оксида железа FeO имеет трубопровод 5 подачи сжатого нагретого воздуха и связан нижним линейным перетоком 39 с реактором 2 кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3, а верхним линейным перетоком 40 с циклоном 12. Циклон 12 соединен с реактором 2 кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3.The installation for producing heated gases from carbon-containing material contains a fluidized bed reactor 1 for carbon conversion with a hydrogen supply line 6 to consumers, a fluidized bed reactor 2 for decomposing calcium carbonate CaCO 3 with a carbon dioxide supply line 7 to consumers, a cyclone 12 with a line 8 supply of hot air with a lack of oxygen to consumers, as well as a reactor 3 for the oxidation of iron oxide FeO. Carbon conversion fluidized bed reactor 1 has a feed neck for loading carbon-containing material, a superheated steam supply line 4, an additional calcium oxide CaO loading channel 25, a spent calcium oxide and calcium ash removal channel 11. The fluidized bed reactor 2 for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3 is connected by the upper 37 and 38 lower technological flows with the fluidized bed reactor 1 for carbon conversion. The fluidized bed reactor 2 for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3 has a superheated steam supply line 4, an additional charge channel 9 for adding calcium carbonate CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3 , a channel 10 for removing spent calcium carbonate CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3 . The iron oxide oxidation reactor 3 FeO has a compressed air supply line 5 and is connected by a lower linear flow 39 to a fluidized bed reactor 2 for decomposing calcium carbonate CaCO 3 , and an upper linear flow 40 by a cyclone 12. Cyclone 12 is connected to a fluidized bed reactor 2 for decomposition of calcium carbonate CaCO 3 .

Отличием предлагаемой установки является то, что в качестве углеродсодержащего материала используют измельченную древесину, из которой получают древесный уголь, для чего в установку дополнительно введена пиролизная печь 14.The difference of the proposed installation is that as the carbon-containing material used is crushed wood, from which charcoal is obtained, for which a pyrolysis furnace 14 is additionally introduced into the installation.

Пиролизная печь 14 содержит топку 16 с каналом 18 отвода печных продуктов сгорания, загрузочный шлюз 17 с каналом 15 подачи измельченной древесины, выгрузочный шлюз 27 для частиц 31 древесного угля, наклонную форкамеру 36, реторту 13 для пиролиза древесины с каналом 19 отвода пиролизного газа потребителям, а также внешнюю горелку 21 с дутьевым вентилятором 22 и воздухоподогреватель 28 сжатого воздуха.The pyrolysis furnace 14 contains a furnace 16 with a channel 18 for the removal of furnace products of combustion, a loading gateway 17 with a channel 15 for supplying chopped wood, an unloading gateway 27 for particles of 31 charcoal, an inclined prechamber 36, a retort 13 for pyrolyzing wood with a channel 19 for removing pyrolysis gas to consumers, as well as an external burner 21 with a blow fan 22 and an air heater 28 of compressed air.

Реторта 13 для пиролиза древесины технологически связана через выгрузочный шлюз 27 и наклонную форкамеру 36 с загрузочной горловиной реактора 1 кипящего слоя для конверсии углерода.The retort 13 for pyrolysis of wood is technologically connected through a discharge gateway 27 and an inclined prechamber 36 with a loading neck of a fluidized bed reactor 1 for carbon conversion.

Реторта 13 для пиролиза древесины имеет пароперегреватель 26 с трубопроводом 29 подачи влажного водяного пара на перегрев и внутреннюю горелку 20 для сжигания пиролизного газа в топке 16, причем пароперегреватель 26 соединен с трубопроводом 4 подачи перегретого водяного пара в реактор 1 кипящего слоя для конверсии углерода и реактор 2 кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3.The retort 13 for pyrolysis of wood has a superheater 26 with a pipeline 29 for supplying wet steam for overheating and an internal burner 20 for burning pyrolysis gas in the furnace 16, and the superheater 26 is connected to a pipe 4 for supplying superheated water vapor to a fluidized bed reactor 1 for carbon conversion and a reactor 2 fluidized beds for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3 .

Воздухоподогреватель 28 сжатого воздуха соединен с нагнетателем 23 сжатого воздуха, который соединен с каналом 24 всасывания атмосферного воздуха. Воздухоподогреватель 28 сжатого воздуха соединен трубопроводом 5 с реактором 3 для окисления оксида железа FeO.The compressed air heater 28 is connected to a compressed air blower 23, which is connected to the intake air channel 24. The compressed air heater 28 is connected by a conduit 5 to a reactor 3 for oxidizing iron oxide FeO.

Назначение и взаимодействие элементов и узлов следующее.The purpose and interaction of elements and nodes is as follows.

Реактор 1 кипящего слоя для конверсии углерода конструктивно представляет герметичную теплоизолированную емкость (на фиг. 1 тепловая изоляция условно не показана), имеющую внизу на поде грибообразные сопла, через которые непрерывно продувается перегретый водяной пар, подаваемый через трубопровод 4. Необходимый для конверсии углерод в виде частиц 31 древесного угля размером до 12 мм получают непосредственно в составе установки в реторте 13, расположенной внутри пиролизной печи 14, из частиц 30 измельченной древесины, поступающих по каналу 15 подачи измельченной древесины через загрузочный шлюз 17.The fluidized bed reactor 1 for carbon conversion structurally represents a sealed thermally insulated tank (thermal insulation is not shown conventionally in FIG. 1), which has mushroom-shaped nozzles at the bottom of the hearth, through which superheated water vapor is continuously blown through pipe 4. The carbon necessary for the conversion in the form particles 31 of charcoal up to 12 mm in size are obtained directly as part of the installation in a retort 13, located inside the pyrolysis furnace 14, from particles 30 of crushed wood entering the channel 15 through giving of crushed wood through the loading gateway 17.

Из реторты 13 в реактор 1 частицы 31 нагретого древесного угля с остаточными нагретыми газообразными продуктами пиролиза поступают через наклонную форкамеру 36. Так как на нагрев древесного угля и газообразных продуктов не расходуется дополнительная теплота, то за счет этого достигается экономия топлива при получении нагретых газов в заявляемой установке по сравнению с известным устройством.From retort 13 into reactor 1, particles of heated charcoal 31 with residual heated gaseous pyrolysis products enter through an inclined prechamber 36. Since the heating of charcoal and gaseous products does not consume additional heat, this saves fuel when receiving heated gases in the inventive installation compared to a known device.

Получение перегретого водяного пара, который по трубопроводу 4 подается в реактор 1 и реактор 2, производится путем подачи через трубопровод 29 влажного водяного пара на перегрев в пароперегреватель 26, размещенный в реторте 13 и в топке пиролизной печи 14 за счет теплоты процесса пиролиза древесины в реторте 13 и за счет теплоты сжигания выделяющегося пиролизного газа во внутренней горелке 20. Так как перегрев влажного водяного пара производится непосредственно в составе пиролизной печи 14, то за счет этого достигается экономия топлива при получении нагретых газов в заявляемой установке по сравнению с известным устройством. При этом снижается температура отводимых по каналу 18 печных продуктов сгорания.Obtaining superheated water vapor, which is fed through pipe 4 to reactor 1 and reactor 2, is carried out by supplying humid water vapor through pipe 29 for superheating to a superheater 26 located in the retort 13 and in the furnace of the pyrolysis furnace 14 due to the heat of the pyrolysis of wood in the retort 13 and due to the heat of combustion of the generated pyrolysis gas in the internal burner 20. Since overheating of wet water vapor is carried out directly as part of the pyrolysis furnace 14, this saves fuel at floor enii heated gases in the inventive installation, compared with the known device. At the same time, the temperature of the furnace combustion products discharged through the channel 18 is reduced.

В реакторе 1 при температуре 800…850°C во псевдоожиженном кипящем слое происходит реакция взаимодействия углерода, находящегося в составе частиц 31 древесного угля, и перегретого водяного пара, подводимого по трубопроводу 4, с выделением углекислого газа CO2 и водорода H2:In the reactor 1 at a temperature of 800 ... 850 ° C in a fluidized bed, a reaction of the interaction of carbon, which is part of the particles 31 of charcoal, and superheated water vapor supplied through the pipe 4, with the release of carbon dioxide CO 2 and hydrogen H 2 :

C+2H2O=CO2+2H2 C + 2H 2 O = CO 2 + 2H 2

В реакторе 1 также протекает реакция взаимодействия частиц 32 оксида кальция CaO с образующимся углекислым газом CO2 с выделением некоторого количества дополнительной теплоты:In the reactor 1, the reaction of the interaction of particles 32 of calcium oxide CaO with the resulting carbon dioxide CO 2 proceeds with the release of a certain amount of additional heat:

CaO+CO2=CaCO3 CaO + CO 2 = CaCO 3

Необходимый для поглощения углекислого газа CO2 мелкодисперсный порошок из частиц 32 оксида кальция CaO при первичном пуске и добавочной загрузке подается в реактор 1 сверху через герметичный канал 25 добавочной загрузки.The finely dispersed powder of particles 32 of calcium oxide CaO, necessary for absorption of carbon dioxide CO 2, is supplied to the reactor 1 from above through an airtight channel 25 of the additional charge during initial start-up and additional loading.

Псевдоожижение частиц 31 древесного угля перегретым водяным паром производится при давлении 6…8 кГ/см2. Давление выбирается исходя из создания требуемой высоты кипящего слоя, обусловленной также размером частиц 32 оксида кальция CaO.The fluidization of particles of 31 charcoal with superheated water vapor is carried out at a pressure of 6 ... 8 kg / cm 2 . The pressure is selected based on the creation of the required height of the fluidized bed, also due to the particle size of 32 calcium oxide CaO.

Отработанный оксид кальция CaO и зола удаляются из реактора 1 через канал 11 с герметичным затвором, расположенный в поде реактора 1 (на фиг. 1 конструкция затвора не показана). Отработанными считаются крупные частицы CaO в смеси с золой, которые непригодны для создания псевдоожиженного кипящего слоя.The spent calcium oxide CaO and ash are removed from the reactor 1 through the channel 11 with a sealed shutter located in the bottom of the reactor 1 (the shutter structure is not shown in Fig. 1). Large particles of CaO mixed with ash, which are unsuitable for creating a fluidized fluidized bed, are considered waste.

Получающийся технически чистый водород H2 со степенью чистоты 98…99% отводится через трубопровод 6 подачи водорода потребителям с регулировочным затвором (на фиг. 1 конструкция затвора не показана).The resulting technically pure hydrogen H 2 with a purity of 98 ... 99% is discharged through a hydrogen supply line 6 to consumers with an adjusting shutter (the shutter design is not shown in Fig. 1).

По верхнему технологическому перетоку 37, представляющему собой наклонный теплоизолированный трубопровод, с верхней зоны реактора 1 производится отвод частиц CaCO3 и углерода C в составе древесного угля в реактор 2, в который также снизу подается перегретый водяной пар через трубопровод 4 при давлении 6…8 кГ/см2 и сверху добавляются частицы 34 мелкозернистого гематита Fe2O3 из циклона 12.According to the upper process flow 37, which is an inclined insulated pipeline, from the upper zone of reactor 1, particles of CaCO 3 and carbon C in the composition of charcoal are removed to reactor 2, which also receives superheated water vapor through pipeline 4 from below at a pressure of 6 ... 8 kg / cm 2 and from above are added particles 34 of fine-grained hematite Fe 2 O 3 from cyclone 12.

В реакторе 2 при температуре около 1020…1050°C протекают реакции разложения CaCO3 и соединения углерода, содержащегося в угле, с гематитом Fe2O3:In reactor 2, at a temperature of about 1020 ... 1050 ° C, the decomposition of CaCO 3 and the carbon compound contained in coal proceeds with hematite Fe 2 O 3 :

CaCO3→CaO+CO2 CaCO 3 → CaO + CO 2

C+Fe2O3=CO2+FeOC + Fe 2 O 3 = CO 2 + FeO

Образующийся в реакторе 2 нагретый углекислый газ CO2 отводится потребителям через верхний трубопровод 7 с затвором (на фиг. 1 конструкция затвора не показана). Образующиеся частицы 33 оксида железа FeO отводятся через нижний линейный переток 39 в реактор 3.The heated carbon dioxide CO 2 formed in the reactor 2 is discharged to consumers through the upper pipeline 7 with a shutter (in Fig. 1 the shutter design is not shown). The resulting particles of iron oxide FeO are discharged through the lower linear overflow 39 into the reactor 3.

По нижнему технологическому перетоку 38 частицы 32 оксида кальция CaO, получаемые в результате разложения углекислого кальция CaCO3 в реакторе 2, отводятся в реактор 1.In the lower process flow 38 particles 32 of calcium oxide CaO, obtained by decomposition of calcium carbonate CaCO 3 in the reactor 2, are discharged into the reactor 1.

Отработанные частицы углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3 удаляются через канал 10 с затвором, расположенный в поде реактора 2 (на фиг. 1 конструкция затвора не показана). Отработанными являются частицы, которые имеют большие размеры или неоднородный химический состав и плотность и не участвующие в создании псевдоожиженного кипящего слоя.Spent particles of calcium carbonate CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3 are removed through the channel 10 with a shutter located in the bottom of the reactor 2 (in Fig. 1 the design of the shutter is not shown). Spent particles are those that are large in size or have a heterogeneous chemical composition and density and are not involved in creating a fluidized fluidized bed.

Через канал 9 с затвором (на фиг. 1 конструкция затвора не показана) вводится необходимое дополнительное количество углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3.Through the channel 9 with the shutter (in Fig. 1 the shutter design is not shown), the necessary additional amount of calcium carbonate CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3 are introduced.

В теплоизолированном реакторе 3 при температуре 1300…1370°C происходит окисление частиц 33 оксида железа FeO до частиц 34 гематита Fe2O3 кислородом нагретого сжатого воздуха, подаваемого по трубопроводу 5, по экзотермической реакцииIn a thermally insulated reactor 3 at a temperature of 1300 ... 1370 ° C, particles 33 of iron oxide FeO are oxidized to particles 34 of hematite Fe 2 O 3 with oxygen of heated compressed air supplied through pipeline 5 through an exothermic reaction

4FeO+O2=2Fe2O3 4FeO + O 2 = 2Fe 2 O 3

Атмосферный воздух по каналу 24 забирается снаружи нагнетателем 23, подогревается в воздухоподогревателе 28 топки 16 и далее под давлением 6…8 кГ/см2 подается снизу в реактор 3. Подогрев атмосферного воздуха происходит за счет теплоты от сжигания в топке 16 пиролизного газа, который является побочным продуктом при получении древесного угля, с помощью внутренней горелки 20. За счет подогрева воздуха утилизируемым теплом продуктов сгорания пиролизного газа в процессе получения углерода в составе древесного угля достигается экономия топлива в заявляемой установке по сравнению с известным устройством.Atmospheric air through the channel 24 is taken from the outside by the supercharger 23, it is heated in the air heater 28 of the furnace 16 and then under pressure 6 ... 8 kg / cm 2 it is supplied from below to the reactor 3. The atmospheric air is heated due to the heat from the combustion of pyrolysis gas in the furnace 16, which is by-product in the production of charcoal using an internal burner 20. By heating the exhaust gas heat of the pyrolysis gas combustion products in the process of producing carbon in the composition of charcoal, fuel economy is achieved in is to install compared to the known device.

В известном устройстве нагрев воздуха происходит за счет газовой турбины, работа которой связана с большими расходами топлива на привод компрессора, на нагрев топлива, на нагрев воздуха и на нагрев камеры сгорания. Кроме того, кислород воздуха в составе продуктов сгорания после газовой турбины является остаточным, и для окисления частиц 33 оксида железа FeO до частиц 34 гематита Fe2O3 воздуха требуется больше по сравнению с предлагаемой установкой, имеющей электропривод.In the known device, air heating occurs due to a gas turbine, the operation of which is associated with high fuel consumption for compressor drive, for fuel heating, for air heating and for heating the combustion chamber. In addition, the oxygen in the composition of the combustion products after the gas turbine is residual, and for the oxidation of particles 33 of iron oxide FeO to particles 34 of hematite Fe 2 O 3 air requires more than the proposed installation with an electric drive.

Пылегазовый поток из реактора 3 поступает по верхнему линейному перетоку 40 в циклон 12, в котором частицы 34 гематита Fe2O3 отделяются от нагретого воздушного потока с недостатком кислорода, и этот воздушный поток направляется по трубопроводу 8 потребителям для дальнейшего использования. Отделившиеся частицы 34 гематита Fe2O3 поступают в реактор 2.The dust and gas stream from the reactor 3 enters through the upper linear flow 40 to cyclone 12, in which the particles of hematite Fe 2 O 3 are separated from the heated air stream with a lack of oxygen, and this air stream is routed through the pipeline 8 to consumers for further use. The separated particles of hematite 34 Fe 2 O 3 enter the reactor 2.

Теплоизолированная пиролизная печь 14 предназначена для первоначального нагрева реторты 13 с помощью внешней горелки 21 путем сжигания газообразного или жидкого топлива в потоке воздуха, подаваемого дутьевым вентилятором 22. Топливоподающие элементы внешней горелки 21 условно не показаны.The heat-insulated pyrolysis furnace 14 is intended for initial heating of the retort 13 using an external burner 21 by burning gaseous or liquid fuel in a stream of air supplied by a blower fan 22. The fuel supply elements of the external burner 21 are not conventionally shown.

После разогрева реторты 13 и начала процесса пиролиза древесины в реторте 13 подача топлива во внешнюю горелку 21 прекращается и дутьевой вентилятор 22 подает воздух только для сжигания пиролизного газа при помощи внутренней горелки 20, в которой сжигается только часть пиролизного газа, образующегося во внутренней реторте 13 при получении углерода в составе древесного угля. Остальная часть пиролизного газа отводится через канал 19 потребителям и в конечном итоге представляет собой экономию топлива по сравнению с известным устройством.After heating the retort 13 and starting the process of pyrolysis of wood in the retort 13, the fuel supply to the external burner 21 is stopped and the blower fan 22 supplies air only for burning the pyrolysis gas using the internal burner 20, in which only part of the pyrolysis gas generated in the internal retort 13 is burned carbon production in charcoal. The rest of the pyrolysis gas is discharged through the channel 19 to consumers and ultimately represents fuel economy compared to the known device.

Предлагаемая установка для получения нагретых газов из углеродсодержащего материала работает следующим образом.The proposed installation for producing heated gases from a carbon-containing material works as follows.

Производится предварительная загрузка реакторов 1 и 2 необходимым для возбуждения реакций количеством частиц оксида кальция CaO, углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3.The preliminary loading of reactors 1 and 2 is carried out with the required amount of particles of calcium oxide CaO, calcium carbonate CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3 to initiate the reactions.

Мелкоизмельченная древесина загружается через канал 15 и шлюз 17 в реторту 13. Включается внешняя горелка 21 с дутьевым вентилятором 22 и подается газообразное или жидкое топливо, воспламеняемое при помощи запальника (на фиг. 1 запальник условно не показан) для первоначального пуска пиролизной печи 14 в работу для разогрева реторты 13 и осуществления процесса получения углерода в составе частиц 31 древесного угля посредством пиролиза частиц 30 древесины.Finely chopped wood is loaded through the channel 15 and the lock 17 into the retort 13. An external burner 21 with a blower fan 22 is turned on and gaseous or liquid fuel ignited by the igniter is supplied (the ignitor is not shown conventionally in Fig. 1) for initial commissioning of the pyrolysis furnace 14 into operation for heating the retort 13 and the implementation of the process of producing carbon in the composition of particles of 31 charcoal by pyrolysis of particles 30 of wood.

Непосредственно процесс пиролиза протекает без доступа воздуха при некотором избыточном давлении в реторте 13 при температуре в реторте 500…600°C на завершающей стадии.The pyrolysis process proceeds directly without air access at a certain excess pressure in retort 13 at a temperature in the retort of 500 ... 600 ° C at the final stage.

В процессе пиролиза образуется пиролизный газ следующего состава:In the process of pyrolysis, pyrolysis gas of the following composition is formed:

Figure 00000001
Figure 00000001

Начало активной стадии процесса пиролиза характеризуется выходом пиролизных газов через внутреннюю горелку 20 в топку 16, в которой пиролизные газы первоначально воспламенятся от факела внешней горелки 21 и затем сгорают с выделением теплоты, идущей на перегрев водяного пара и получение горячего воздуха.The beginning of the active stage of the pyrolysis process is characterized by the release of pyrolysis gases through the internal burner 20 into the furnace 16, in which the pyrolysis gases are initially ignited from the torch of the external burner 21 and then burn with the release of heat, which goes to overheat water vapor and produce hot air.

С наступлением активной стадии пиролиза подача топлива во внешнюю горелку 21 прекращается. Подаются влажный пар на перегрев по трубопроводу 29 и воздух по каналу 24 нагнетателем сжатого воздуха 23 для нагрева с целью получения перегретого пара и получения горячего воздуха.With the onset of the active stage of pyrolysis, the fuel supply to the external burner 21 is stopped. Wet steam is supplied for overheating through a pipe 29 and air through a channel 24 by a compressed air blower 23 for heating in order to obtain superheated steam and to obtain hot air.

Количество используемого пиролизного газа в топке 16 регулируется задвижкой во внутренней горелке 20 (на фиг. 1 задвижка не показана).The amount of pyrolysis gas used in the furnace 16 is controlled by a valve in the internal burner 20 (the valve is not shown in FIG. 1).

После прогрева внутренних объемов реакторов 1, 2 и 3 перегретым водяным паром и горячим воздухом в реактор 1 подается нагретый древесный уголь из реторты 13 путем открытия выгрузочного шлюза 27. Высота псевдоожиженного слоя в реакторах 1 и 2 регулируется путем изменения количества подаваемого снизу через трубопровод 4 перегретого водяного пара и количества частиц оксида кальция CaO, углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3.After warming the internal volumes of reactors 1, 2 and 3 with superheated water vapor and hot air, heated charcoal is fed into reactor 1 from retort 13 by opening the discharge gateway 27. The height of the fluidized bed in reactors 1 and 2 is controlled by changing the amount of superheated water vapor and the amount of particles of calcium oxide CaO, calcium carbonate CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3 .

Таким образом, использование заявленного изобретения позволит снизить топливные затраты при получении нагретых газов.Thus, the use of the claimed invention will reduce fuel costs when receiving heated gases.

Claims (2)

Установка для получения нагретых газов из углеродсодержащего материала, содержащая технологически связанные между собой реактор кипящего слоя для конверсии углерода с трубопроводом подачи водорода потребителям, реактор кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3 с трубопроводом подачи углекислого газа потребителям, циклон с трубопроводом подачи горячего воздуха с недостатком кислорода потребителям и реактор для окисления оксида железа FeO, при этом реактор кипящего слоя для конверсии углерода имеет загрузочную горловину для загрузки углеродсодержащего материала, трубопровод подачи перегретого водяного пара, канал добавочной загрузки оксида кальция CaO, канал удаления отработанного оксида кальция CaO и золы, реактор кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3 соединен верхним и нижним технологическими перетоками с реактором кипящего слоя для конверсии углерода и имеет трубопровод подачи перегретого водяного пара, канал добавочной загрузки углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3, канал удаления отработанного углекислого кальция CaCO3 и гематита Fe2O3, а реактор для окисления оксида железа FeO имеет трубопровод подачи сжатого нагретого воздуха и связан нижним линейным перетоком с реактором кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3, а верхним линейным перетоком с циклоном, который соединен с реактором кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3, отличающаяся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют измельченную древесину, из которой получают древесный уголь, для чего в установку дополнительно введена пиролизная печь, которая содержит топку с каналом отвода печных продуктов сгорания, загрузочный шлюз с каналом подачи измельченной древесины, выгрузочный шлюз для частиц древесного угля, наклонную форкамеру, реторту для пиролиза древесины с каналом отвода пиролизного газа потребителям, связанную через выгрузочный шлюз и наклонную A device for producing heated gases from a carbon-containing material, containing a fluidized bed reactor for the conversion of carbon with a hydrogen supply pipe to consumers, a fluidized bed reactor for decomposing calcium carbonate CaCO 3 with a carbon dioxide supply pipe to consumers, a cyclone with a hot air supply pipe with a deficiency oxygen to consumers and a reactor for the oxidation of iron oxide FeO, while the fluidized bed reactor for carbon conversion has a loading neck for I carbonaceous material conduit supplying superheated steam incremental load calcia channel CaO, channel scavenging calcium oxide CaO and ash, fluidized bed reactor for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3 is connected to the upper and lower technological overflows from the fluidized bed reactor for the conversion of carbon and has a pipeline for supplying superheated water vapor, a channel for adding calcium carbonate CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3 , a channel for removing spent calcium carbonate CaCO 3 and hematite Fe 2 O 3 , and the FeO oxidation reactor has a compressed hot air supply line and is connected by a lower linear flow to a fluidized bed reactor for decomposing calcium carbonate CaCO 3 , and an upper linear flow with a cyclone that is connected to a fluidized bed reactor for decomposing calcium carbonate CaCO 3 , characterized in that chopped wood is used as a carbon-containing material, from which charcoal is obtained, for which purpose a pyrolysis furnace is added to the installation, which contains a furnace with a channel for the removal of furnace products of combustion, a loading gateway with a channel for supplying chopped wood, a discharge gateway for charcoal particles, an inclined prechamber, a retort for pyrolysis of wood with a channel for removing pyrolysis gas to consumers, connected through a discharge gateway and an inclined форкамеру с загрузочной горловиной реактора кипящего слоя для конверсии углерода, при этом реторта для пиролиза древесины имеет пароперегреватель с трубопроводом подачи влажного водяного пара на перегрев и внутреннюю горелку для сжигания пиролизного газа в топке, причем пароперегреватель соединен с трубопроводом подачи перегретого водяного пара в реактор кипящего слоя для конверсии углерода и реактор кипящего слоя для разложения углекислого кальция CaCO3, а также внешнюю горелку с дутьевым вентилятором и воздухоподогреватель сжатого воздуха, соединенный с нагнетателем сжатого воздуха, который соединен с каналом всасывания атмосферного воздуха, причем воздухоподогреватель сжатого воздуха соединен трубопроводом подачи сжатого нагретого воздуха с реактором для окисления оксида железа FeO.a pre-chamber with a loading neck of a fluidized bed reactor for carbon conversion, the retort for wood pyrolysis has a superheater with a pipeline for supplying wet steam for overheating and an internal burner for burning pyrolysis gas in a furnace, the superheater connected to a pipeline for supplying superheated water vapor to a fluidized bed reactor carbon conversion and fluidized bed reactor for the decomposition of calcium carbonate CaCO 3, and the external burner with a blower fan and air heater szhatog air blower connected to the compressed air which is connected to the air suction channel, wherein the air heater is connected to pressurized air supplying pressurized heated air to piping to the reactor for the oxidation of FeO iron oxide.
RU2015146329A 2015-10-27 2015-10-27 Plant for hot gas production from carbonaceous material RU2615690C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015146329A RU2615690C1 (en) 2015-10-27 2015-10-27 Plant for hot gas production from carbonaceous material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015146329A RU2615690C1 (en) 2015-10-27 2015-10-27 Plant for hot gas production from carbonaceous material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2615690C1 true RU2615690C1 (en) 2017-04-06

Family

ID=58506876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015146329A RU2615690C1 (en) 2015-10-27 2015-10-27 Plant for hot gas production from carbonaceous material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2615690C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110437884A (en) * 2019-09-10 2019-11-12 吉林大学 A kind of method of biomass carbon catalyzing manufacturing of hydrogen power generation
RU2737155C1 (en) * 2020-05-27 2020-11-25 Общество с ограниченной ответственностью «БиоЭнерджи» Apparatus for processing hydrocarbon biomass to obtain hydrogen-containing gases with high energy potential
RU2738120C1 (en) * 2020-02-28 2020-12-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Apparatus for producing heated gases from carbon-containing material

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4231760A (en) * 1979-03-12 1980-11-04 Continental Oil Company Process for gasification using a synthetic CO2 acceptor
RU2225428C2 (en) * 2002-03-04 2004-03-10 Ипатов Владимир Васильевич Method for producing charcoal, heat power and fuel gas and apparatus for performing the same
RU2290428C2 (en) * 2001-07-31 2006-12-27 Дженерал Электрик Компани Method of coal conversion for obtaining quality hydrogen for fuel mixtures and carbon dioxide ready for utilization and device for realization of this method
RU2301826C1 (en) * 2005-12-29 2007-06-27 Владимир Александрович Рафеев Method and the device for simultaneous production from the condensed fuels of the combustible gas and the solid product containing predominantly carbon
RU2466177C1 (en) * 2011-03-28 2012-11-10 Алексей Сергеевич Зубакин Gas generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4231760A (en) * 1979-03-12 1980-11-04 Continental Oil Company Process for gasification using a synthetic CO2 acceptor
RU2290428C2 (en) * 2001-07-31 2006-12-27 Дженерал Электрик Компани Method of coal conversion for obtaining quality hydrogen for fuel mixtures and carbon dioxide ready for utilization and device for realization of this method
RU2225428C2 (en) * 2002-03-04 2004-03-10 Ипатов Владимир Васильевич Method for producing charcoal, heat power and fuel gas and apparatus for performing the same
RU2301826C1 (en) * 2005-12-29 2007-06-27 Владимир Александрович Рафеев Method and the device for simultaneous production from the condensed fuels of the combustible gas and the solid product containing predominantly carbon
RU2466177C1 (en) * 2011-03-28 2012-11-10 Алексей Сергеевич Зубакин Gas generator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110437884A (en) * 2019-09-10 2019-11-12 吉林大学 A kind of method of biomass carbon catalyzing manufacturing of hydrogen power generation
RU2738120C1 (en) * 2020-02-28 2020-12-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Apparatus for producing heated gases from carbon-containing material
RU2737155C1 (en) * 2020-05-27 2020-11-25 Общество с ограниченной ответственностью «БиоЭнерджи» Apparatus for processing hydrocarbon biomass to obtain hydrogen-containing gases with high energy potential

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4264525B2 (en) Method for gasifying organic substances and substance mixtures
JP5571683B2 (en) High-temperature gasification method and system for producing synthesis gas from biomass
RU2633565C1 (en) Method and device for conjugated pyrolysis of biomass under pressure
JP4986080B2 (en) Biomass gasifier
CN102530859B (en) External-heating-type microwave plasma gasification furnace and synthesis gas production method
EA022238B1 (en) Method and system for production of a clean hot gas based on solid fuels
JP5571686B2 (en) High-temperature gasification method and system for producing synthesis gas from biomass
JP2018538502A (en) Industrial furnace integrated with biomass gasification system
RU2615690C1 (en) Plant for hot gas production from carbonaceous material
AU2012229849A1 (en) Complex system for utilizing coal in manufacture of char and raw material gas and electric power generation
CN102746902B (en) Gasification method of organic wastes and special gasification furnace
RU2663144C1 (en) Method of gasification of solid fuel and device for its implementation
JP5180917B2 (en) Waste melting treatment method and waste melting treatment apparatus
CN104593083A (en) Novel biomass step-by-step gasification method and device
JP7192899B2 (en) Blast Furnace Operation Method and Blast Furnace Incidental Equipment
RU2631811C2 (en) Method of gasifying fuel biomass and device for its implementation
CN204417437U (en) A kind of novel biomass substep gasification installation
US10059893B2 (en) Method for gasifying a biomass and respective gasifier
JP3559163B2 (en) Gasification method using biomass and fossil fuel
CN104650981B (en) Method for heating the fuel bed in fixed bed pressure gasification reactor
RU2366861C1 (en) Two-stage method of thermal plasmic preparation of lump fuel for burning, and device for method implementation
RU2301826C1 (en) Method and the device for simultaneous production from the condensed fuels of the combustible gas and the solid product containing predominantly carbon
RU2737155C1 (en) Apparatus for processing hydrocarbon biomass to obtain hydrogen-containing gases with high energy potential
KR101704767B1 (en) Gasifier having circulation structure of thermal decomposition gas
CN202465607U (en) External heating type microwave plasma gasification furnace

Legal Events

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

Effective date: 20171028