RU2628390C2 - Advanced coal gasification - Google Patents
Advanced coal gasification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2628390C2 RU2628390C2 RU2015129477A RU2015129477A RU2628390C2 RU 2628390 C2 RU2628390 C2 RU 2628390C2 RU 2015129477 A RU2015129477 A RU 2015129477A RU 2015129477 A RU2015129477 A RU 2015129477A RU 2628390 C2 RU2628390 C2 RU 2628390C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gasification zone
- coal
- fluidized bed
- parallel flow
- synthesis gas
- Prior art date
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
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/482—Gasifiers with stationary fluidised bed
-
- 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
-
- 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
- C10J3/463—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension in stationary fluidised beds
-
- 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
- C10J3/466—Entrained flow processes
-
- 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
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/485—Entrained flow gasifiers
-
- 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
-
- 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
- C10J3/72—Other features
- C10J3/721—Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
-
- 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
- C10J3/72—Other features
- C10J3/82—Gas withdrawal means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/02—Dust removal
- C10K1/026—Dust removal by centrifugal forces
-
- 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
- C10J2200/00—Details of gasification apparatus
- C10J2200/15—Details of feeding means
-
- 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
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
-
- 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
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
- C10J2300/0933—Coal fines for producing water gas
-
- 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
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
- C10J2300/0936—Coal fines for producing producer gas
-
- 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
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0959—Oxygen
-
- 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
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0973—Water
- C10J2300/0976—Water as steam
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Description
Уровень техники изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
[0001] Технологии газификации угля в основном классифицируют на три типа: газификаторы с неподвижным слоем, такие как газификаторы, предоставляемые от Lurgi, газификаторы с псевдоожиженным слоем, такие как предоставляемые от UGAS, и газификаторы в параллельном потоке, как предоставляемые от Shell и General Electric. Газификаторы с неподвижным слоем имеют недостатки с точки зрения низкой пропускной способности одного устройства и дорогостоящих систем обработки синтез-газа и воды. Газификаторы с псевдоожиженным слоем имеют проблемы с выгрузкой сухой донной золы, унесенной высоколетучей золой и низкой конверсией углерода. Для газификаторов с параллельном потоком основные дефекты - это узкий диапазон подходящих типов угольного сырья, и размер частиц угля, подаваемых в газификатор, должен быть меньше 75 микрометров. Кроме того, большие количества пара, например, в TPRI газификаторах или других типах газификаторов суспензии, или холодного синтез-газа, такого как в газификаторах Shell, должны быть введены с целью охлаждения, чтобы обеспечить температуру сырого синтез-газа на выпуске из газификатора ниже 950 до 1000°С из-за требований котла-утилизатора ниже по потоку. Это может значительно уменьшить тепловую эффективность процесса газификации.[0001] Coal gasification technologies are generally classified into three types: fixed bed gasifiers, such as those provided by Lurgi, fluidized-bed gasifiers, such as those provided by UGAS, and parallel flow gasifiers, as provided by Shell and General Electric . Fixed bed gasifiers have disadvantages in terms of low throughput of a single device and expensive synthesis gas and water processing systems. Fluidized bed gasifiers have problems unloading dry bottom ash carried away by high volatile ash and low carbon conversion. For gasifiers with a parallel flow, the main defects are a narrow range of suitable types of coal raw materials, and the size of the coal particles supplied to the gasifier should be less than 75 micrometers. In addition, large quantities of steam, for example, in TPRI gasifiers or other types of slurry gasifiers, or cold synthesis gas, such as Shell gasifiers, must be introduced for cooling to ensure that the temperature of the raw synthesis gas at the outlet of the gasifier is below 950 up to 1000 ° C due to downstream boiler requirements. This can significantly reduce the thermal efficiency of the gasification process.
[0002] Изобретение направлено на преодоление этих ограничений путем объединения технологии газификации угля с нормальным псевдоожиженным слоем и технологии газификации в параллельном потоке для улучшения их работы, эффективности и снижения затрат.[0002] The invention seeks to overcome these limitations by combining coal gasification technology with a normal fluidized bed and parallel flow gasification technology to improve their operation, efficiency and reduce costs.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
[0003] В одном варианте осуществления изобретения раскрыт газификатор для производства синтез-газа, содержащего верхнюю зону газификации в псевдоожиженном слое в сообщении по текучей среде через сопло Вентури с нижней зоной газификации в параллельном потоке.[0003] In one embodiment of the invention, a gasifier is disclosed for producing a synthesis gas comprising an upper gasification zone in a fluidized bed in fluid communication through a venturi nozzle with a lower gasification zone in parallel flow.
[0004] Газификатор имеет стенки с огнеупорной футеровкой в верхней зоне газификации в псевдоожиженном слое и водные мембранные стенки в нижней зоне газификации в параллельном потоке. Две зоны газификации имеют трубки и отверстия, чтобы допустить введение материалов для образования синтез-газа, а именно уголь, мелкие частицы угля и другие реагенты, такие как кислород и пар. В частности, верхняя зона газификации в псевдоожиженном слое имеет впуски, чтобы предоставить введение материалов, выбранных из группы, состоящей из угля, мелких частиц угля, газа и пара, зона газификации в параллельном потоке имеет впуски, чтобы предоставить введение материалов, выбранных из группы, состоящей из угля, мелких частиц угля, газа и пара.[0004] The gasifier has walls with refractory lining in the upper gasification zone in the fluidized bed and water membrane walls in the lower gasification zone in parallel flow. The two gasification zones have tubes and openings to allow the introduction of materials for the formation of synthesis gas, namely coal, fine particles of coal and other reagents such as oxygen and steam. In particular, the upper gasification zone in the fluidized bed has inlets to allow the introduction of materials selected from the group consisting of coal, fine particles of coal, gas and steam, the gasification zone in parallel flow has inlets to allow the introduction of materials selected from the group, consisting of coal, small particles of coal, gas and steam.
[0005] Две зоны газификации соединены с помощью сопла Вентури, которое имеет диаметр уже, чем обе зоны газификации. Зона газификации в параллельном потоке имеет отверстие в нижней части, чтобы допустить удаление жидкого шлака, в то время как зона газификации в псевдоожиженном слое имеет отверстие в верхней части, чтобы допустить выделение произведенного синтез-газа, а также фракции мелких частиц и других произведенных генераторных газов.[0005] Two gasification zones are connected using a venturi nozzle, which has a diameter narrower than both gasification zones. The gasification zone in a parallel flow has an opening in the lower part to allow liquid slag to be removed, while the gasification zone in the fluidized bed has an opening in the upper part to allow the production of produced synthesis gas, as well as fractions of fine particles and other produced gas .
[0006] В другом варианте осуществления изобретения, раскрыт способ производства синтез-газа, содержащий стадии:[0006] In another embodiment of the invention, a method for producing synthesis gas is disclosed, comprising the steps of:
a) подачу мелких частиц угля, кислорода и пара одновременно в зону газификации в псевдоожиженном слое и в зону газификации в параллельном потоке;a) feeding small particles of coal, oxygen and steam simultaneously into the gasification zone in the fluidized bed and into the gasification zone in a parallel flow;
b) проведение реакции мелких частиц угля в присутствии кислорода с паром с образованием синтез-газа;b) carrying out the reaction of small particles of coal in the presence of oxygen with steam to produce synthesis gas;
c) подачу синтез-газа из зоны газификации в параллельном потоке в зону газификации в псевдоожиженном слое; иc) supplying synthesis gas from a gasification zone in a parallel flow to a gasification zone in a fluidized bed; and
d) выделение синтез-газа из зоны газификации в псевдоожиженном слое.d) the evolution of synthesis gas from the gasification zone in the fluidized bed.
[0007] Мелкие частицы угля, которые подают в зону газификации в псевдоожиженном слое, являются большими, чем те, которые подают в другую зону, и они по размеру больше чем 75 микрометров. Мелкие частицы угля, подаваемые в зону газификации в параллельном потоке, по размеру меньше чем 75 микрометров.[0007] The fine particles of coal that are supplied to the gasification zone in the fluidized bed are larger than those supplied to another zone, and they are larger than 75 micrometers in size. Small particles of coal fed into the gasification zone in a parallel flow are smaller than 75 micrometers in size.
[0008] Зона газификации в псевдоожиженном слое находится при температуре около 1000°С или ниже температуры деформации угольной золы, в то время как зона газификации в параллельном потоке находится при температуре около 1500°С или выше температуры жидкоплавкого состояния угольной золы.[0008] the Gasification zone in the fluidized bed is at a temperature of about 1000 ° C or below the deformation temperature of coal ash, while the gasification zone in a parallel flow is at a temperature of about 1500 ° C or above the temperature of the liquid-melting state of coal ash.
[0009] Синтез-газ, который производят в обеих зонах газификации, подают через отверстие в верхней части зоны газификации в псевдоожиженном слое при температуре от примерно 900 до 1000°С на первую стадию циклона, который допустит выделение синтез-газа, а также выделение непрореагировавших мелких частиц угля, который может быть возвращен в зону псевдоожиженной газификации.[0009] The synthesis gas that is produced in both gasification zones is fed through a hole in the upper part of the gasification zone in the fluidized bed at a temperature of from about 900 to 1000 ° C. To the first stage of the cyclone, which will allow the synthesis gas, as well as the unreacted fine particles of coal that can be returned to the fluidized gasification zone.
[0010] Пар вводят в упомянутую зону газификации в параллельном потоке с целью продвижения произведенного синтез-газа в упомянутую зону газификации в псевдоожиженном слое.[0010] Steam is introduced into said gasification zone in a parallel flow in order to advance the produced synthesis gas into said gasification zone in a fluidized bed.
[0011] Второй циклон захватит меньшие непрореагировавшие частицы угля, и они возвращаются обратно в зону газификации в параллельном потоке.[0011] The second cyclone will capture smaller unreacted coal particles, and they will be returned back to the gasification zone in a parallel flow.
[0012] Газификатор и способы по изобретению могут быть использованы в различных областях применения, таких как интегрированный газ комбинированного цикла, превращение угля в химические вещества, производство синтетического природного газа и т.д.[0012] The gasifier and methods of the invention can be used in various applications, such as integrated gas combined cycle, the conversion of coal into chemicals, the production of synthetic natural gas, etc.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
[0013] Фигура представляет собой схематическое изображение двухстадийного угольного газификатора согласно изобретению.[0013] The figure is a schematic representation of a two-stage coal gasifier according to the invention.
Подробное описание чертежейDetailed Description of Drawings
[0014] Как показано на фигуре, представлен двухстадийный газификатор угля. Зона газификации в псевдоожиженном слое А находится выше зоны газификации в параллельном потоке В, будучи соединенной с соплом Вентури С. Зона газификации в псевдоожиженном слое имеет стенки, которые содержат огнеупорный материал D. Зона газификации в параллельном потоке имеет стенки, которые содержат водную мембранную стенку Е.[0014] As shown in the figure, presents a two-stage coal gasifier. The gasification zone in the fluidized bed A is located above the gasification zone in the parallel flow B, being connected to the venturi C. The gasification zone in the fluidized bed has walls that contain refractory material D. The gasification zone in parallel flow has walls that contain an aqueous membrane wall E .
[0015] Газификации происходит в обеих зонах так, что частицы угля различных распределений частиц по размерам вступают в контакт с кислородом и/или паром. Полученные продукты включают в себя синтез-газ и измеренное количество двуокиси углерода плюс метан.[0015] Gasification occurs in both zones so that coal particles of various particle size distributions come into contact with oxygen and / or steam. The products obtained include synthesis gas and a measured amount of carbon dioxide plus methane.
[0016] Уголь, имеющий размер частиц менее 75 микрометров, и мелкие частицы угля, рециклированные из двухстадийного циклона, вводят через линию 9 в зону газификации в параллельном потоке В. Обычно уголь транспортируют в азоте или двуокиси углерода. Температуру газификации контролируют на уровне примерно от 1500 до 1600°С выше температуры жидкоплавкого состояния угольной золы. Рабочее давление составляет примерно от 3,0 до 4,0 МПа.[0016] Coal having a particle size of less than 75 micrometers and small particles of coal recycled from a two-stage cyclone are introduced via line 9 into the gasification zone in a parallel stream B. Typically, the coal is transported in nitrogen or carbon dioxide. The gasification temperature is controlled at a level of about 1500 to 1600 ° C. above the temperature of the liquid-melting state of coal ash. The operating pressure is from about 3.0 to 4.0 MPa.
[0017] Пар, который вводят в зону газификации в параллельном потоке В, используют для регулирования температуры газа и скорости потока, поступающего в верхнюю зону газификации в псевдоожиженном слое А. Водная мембранная стенка Е - это, по существу, трубки высокого давления, содержащие воду, которая способствует охлаждению зоны газификации в параллельном потоке В. Пар также генерируют внутри трубок. Трубки снабжены шипами, которые действуют как якоря для тонкого слоя литого огнеупорного материала, которым, как правило, является карбид кремния. Во время работы газификатора литой огнеупорный материал в идеале будет покрыт слоем твердого шлака, над которым жидкий шлак будет проходить до нижней части 10 зоны газификации в параллельном потоке В.[0017] The steam that is introduced into the gasification zone in the parallel flow B is used to control the temperature of the gas and the flow rate entering the upper gasification zone in the fluidized bed A. The water membrane wall E is essentially a high pressure tube containing water , which helps to cool the gasification zone in parallel flow B. Steam is also generated inside the tubes. The tubes are provided with spikes that act as anchors for a thin layer of cast refractory material, which is typically silicon carbide. During operation of the gasifier, the cast refractory material would ideally be coated with a layer of solid slag over which liquid slag would pass to the bottom of gasification zone 10 in parallel flow B.
[0018] Горячий синтез-газ, который генерируют, входит в зону газификации в псевдоожиженном слое А через сопло Вентури С, причем локальную температуру выше сопла Вентури С поддерживают приблизительно на уровне температуры размягчения угольной золы. Сопло Вентури С также функционирует как "сортировщик" в том смысле, что собранные вместе частицы угля с более высокой плотностью могли бы упасть в секцию ниже сопла Вентури С и вызвать побочные реакции, таким образом, становясь расплавленным шлаком. Расплавленный шлак будет выходить из зоны газификации в параллельном потоке В через отверстие 10 для быстрого охлаждения.[0018] The hot synthesis gas that is generated enters the gasification zone in the fluidized bed A through a Venturi nozzle C, and the local temperature above the Venturi nozzle C is maintained at about the softening temperature of the coal ash. The Venturi nozzle C also functions as a “sorter” in the sense that particles of higher density collected together could fall into a section below the Venturi nozzle C and cause side reactions, thus becoming molten slag. The molten slag will exit the gasification zone in a parallel stream B through the hole 10 for quick cooling.
[0019] Уголь, имеющий больший размер частиц, выше 75 микрометров и ниже 10 миллиметров, подают в плотную фазу секции псевдоожиженного слоя в зоне газификации в псевдоожиженном слое А через линию 1. Газ, обеспечивающий циркуляцию псевдоожиженного слоя, является кислородом и паром. Мелкие частицы угля, собранные после первой стадии циклона (не показан), рециклируют и повторно вводят в зону газификации в псевдоожиженном слое А через линию 2. Ожижающий кислород и пар вводят через линии 3, 4, 5 и 6. Сырой произведенный синтез-газ, которым в первую очередь является водород и монооксид углерода с некоторым присутствием метана в том числе, выйдет из зоны газификации в псевдоожиженном слое А через отверстие 11 на первую стадию циклона. Эта температура реакции синтез-газа находится на уровне температуры от примерно 900 до 1000°С или ниже температуры деформации угольной золы. Расход прореагировавших остатков или угля контролируется посредством сопла Вентури С.[0019] Coal having a larger particle size, above 75 micrometers and below 10 millimeters, is fed into the dense phase of the fluidized bed section in the gasification zone in fluidized bed A through line 1. The gas circulating the fluidized bed is oxygen and steam. The fine coal particles collected after the first cyclone stage (not shown) are recycled and re-introduced into the gasification zone in the fluidized bed A through line 2. Fluidizing oxygen and steam are introduced through lines 3, 4, 5 and 6. The crude produced synthesis gas, which is primarily hydrogen and carbon monoxide with some presence of methane, including, will leave the gasification zone in the fluidized bed A through hole 11 to the first stage of the cyclone. This synthesis gas reaction temperature is at a temperature of about 900 to 1000 ° C. or lower than the deformation temperature of coal ash. The flow of reacted residues or coal is controlled by a Venturi C. nozzle.
[0020] Зону газификации в псевдоожиженном слое обычно создают с нормальной огнеупорной стенкой, которая состоит из внешнего слоя изоляционных кирпичей, чтобы защитить внешнюю стальную оболочку реактора от высоких температур, и внутреннего слоя более плотных кирпичей, которые могут лучше противостоять высоким температурам и эрозионным условиям внутри газификатора.[0020] The gasification zone in the fluidized bed is usually created with a normal refractory wall, which consists of an outer layer of insulating bricks to protect the outer steel shell of the reactor from high temperatures, and an inner layer of denser bricks that can better withstand high temperatures and erosive conditions inside gasifier.
[0021] Циклоны, которые используются в способах по настоящему изобретению, подключаются к верхней секции газификатора, зоне газификации в псевдоожиженном слое, через линию 11 и к нижней части газификатора, зоне газификации в параллельном потоке В, через линию 9. Первый циклон захватывает от 98 до 99% мелких частиц угля, перемещающегося в верхней части газификатора через линию 11. Эти мелкие частицы содержат значительные количества углерода, и их рециклируют в зону газификации в псевдоожиженном слое А через линию 2 для вторичных реакций в газификаторе. Второй циклон захватывает остаток мелких частиц угля, имеющий меньший размер частиц, который понизит реактивность при газификации. Эти более мелкие частицы рециклируют в нижнюю часть зоны газификации в параллельном потоке В через линию 9, где их подвергают реакции в более жестких условиях с целью полного сгорания излишнего количества углерода, присутствующего в более мелких частицах угля.[0021] The cyclones that are used in the methods of the present invention are connected to the upper section of the gasifier, the gasification zone in the fluidized bed, through line 11 and to the bottom of the gasifier, the gasification zone in parallel flow B, through line 9. The first cyclone captures from 98 up to 99% of small particles of coal moving in the upper part of the gasifier through line 11. These small particles contain significant amounts of carbon and are recycled to the gasification zone in the fluidized bed A through line 2 for secondary reactions in gasification Ore. The second cyclone captures the remainder of the fine particles of coal, having a smaller particle size, which will reduce the reactivity during gasification. These smaller particles are recycled to the lower part of the gasification zone in parallel flow B through line 9, where they are reacted under more severe conditions to completely burn off the excess carbon present in the smaller coal particles.
[0022] Преимущества настоящего изобретения включают в себя жидкое шлакоудаление и процедуру быстрого охлаждения, чтобы устранить проблему выгрузки сухой золы газификатора с псевдоожиженным слоем. Шлак может просто быть удален через нижнюю часть 10 зоны газификации в параллельном потоке В. При использовании более широкого диапазона частиц из распределения частиц угля по размерам (PSD), как меньше чем 75 микрометров, так и больше чем 75 микрометров, это снизит потребление угольных измельчителей, а также допустит более широкий диапазон угольного сырья, которое может быть использовано в производстве синтез-газа. Конверсия углерода газификаторов с псевдоожиженным слоем может быть улучшена путем повышения температуры золоудаления. Дополнительно, термический КПД газификатора в параллельном потоке может быть улучшен за счет исключения рецикла холодного синтез-газа или дополнительного пара. Кроме того, количество летучей золы, унесенной из газификаторов с псевдоожиженным слоем, снижается, и с этим было бы меньше затрат на утилизацию.[0022] Advantages of the present invention include liquid slag removal and a quick cooling procedure to eliminate the problem of discharging dry ash of a fluidized bed gasifier. Slag can simply be removed through the bottom 10 of the gasification zone in parallel flow B. Using a wider range of particles from the coal particle size distribution (PSD), both less than 75 micrometers and more than 75 micrometers, this will reduce the consumption of coal grinders , and also allow a wider range of coal raw materials, which can be used in the production of synthesis gas. The carbon conversion of fluidized bed gasifiers can be improved by increasing the ash temperature. Additionally, the thermal efficiency of the gasifier in parallel flow can be improved by eliminating the recycle of cold synthesis gas or additional steam. In addition, the amount of fly ash carried away from the fluidized bed gasifiers is reduced, and with this would be less disposal costs.
[0023] Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты его осуществления, очевидно, что многочисленные другие формы и модификации изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники. Прилагаемая формула изобретения в данном изобретении в целом должна быть истолкована, чтобы охватить все такие очевидные формы и модификации, которые находятся в пределах сущности и объема настоящего изобретения.[0023] Although the present invention has been described with reference to specific embodiments thereof, it is apparent that numerous other forms and modifications of the invention will be apparent to those skilled in the art. The appended claims in this invention as a whole should be construed to cover all such obvious forms and modifications that fall within the spirit and scope of the present invention.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CN2012/086808 WO2014094217A1 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Improved coal gasification |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015129477A RU2015129477A (en) | 2017-01-23 |
RU2628390C2 true RU2628390C2 (en) | 2017-08-16 |
Family
ID=50977516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015129477A RU2628390C2 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Advanced coal gasification |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150315498A1 (en) |
EP (1) | EP2935525A4 (en) |
CN (1) | CN104995286A (en) |
AU (1) | AU2012397141A1 (en) |
CA (1) | CA2893970A1 (en) |
RU (1) | RU2628390C2 (en) |
WO (1) | WO2014094217A1 (en) |
ZA (1) | ZA201504329B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2612580B1 (en) * | 2017-03-24 | 2018-03-07 | Af Ingenieria, S.L. | WASTE TREATMENT EQUIPMENT |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU77694A1 (en) * | 1949-01-04 | 1949-11-30 | А.А. Лях | Dual-zone gas generator with Schwellschacht |
EP0050905A1 (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-05 | British Gas Corporation | Improvements in or relating to coal gasification process |
CN101440307A (en) * | 2008-12-23 | 2009-05-27 | 煤炭科学研究总院 | Fixed bed-fluidized bed coupled gasification method and apparatus |
RU2441900C2 (en) * | 2006-05-01 | 2012-02-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Gasification device and its application |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB673648A (en) * | 1948-01-08 | 1952-06-11 | Directie Staatsmijnen Nl | Improvements in or relating to the conversion of finely divided solid carbonaceous material into gas mixtures |
US3782913A (en) * | 1972-03-23 | 1974-01-01 | Us Interior | Two-stage gasification of coal with forced reactant mixing and steam treatment of recycled char |
US4391612A (en) * | 1981-05-28 | 1983-07-05 | The Halcon Sd Group, Inc. | Gasification of coal |
FR2530796A1 (en) * | 1982-07-21 | 1984-01-27 | Creusot Loire | THERMAL CONVERSION AND RECOVERY DEVICE |
FI80066C (en) * | 1986-01-22 | 1991-07-29 | Ahlstroem Oy | Process and apparatus for gasification of carbonaceous material |
CN2608507Y (en) * | 2003-02-12 | 2004-03-31 | 田原宇 | Two stage pulverized coal circulating fluidized bed gasification device |
CN201852134U (en) * | 2010-09-26 | 2011-06-01 | 安徽金鼎锅炉股份有限公司 | Boiler membrane water wall applied to boiler |
-
2012
- 2012-12-18 US US14/649,423 patent/US20150315498A1/en not_active Abandoned
- 2012-12-18 CN CN201280077646.9A patent/CN104995286A/en active Pending
- 2012-12-18 EP EP12890529.6A patent/EP2935525A4/en not_active Withdrawn
- 2012-12-18 CA CA2893970A patent/CA2893970A1/en not_active Abandoned
- 2012-12-18 WO PCT/CN2012/086808 patent/WO2014094217A1/en active Application Filing
- 2012-12-18 AU AU2012397141A patent/AU2012397141A1/en not_active Abandoned
- 2012-12-18 RU RU2015129477A patent/RU2628390C2/en not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-06-15 ZA ZA2015/04329A patent/ZA201504329B/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU77694A1 (en) * | 1949-01-04 | 1949-11-30 | А.А. Лях | Dual-zone gas generator with Schwellschacht |
EP0050905A1 (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-05 | British Gas Corporation | Improvements in or relating to coal gasification process |
RU2441900C2 (en) * | 2006-05-01 | 2012-02-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Gasification device and its application |
CN101440307A (en) * | 2008-12-23 | 2009-05-27 | 煤炭科学研究总院 | Fixed bed-fluidized bed coupled gasification method and apparatus |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАСАТКИН А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии, М., Химия, 1973, с.60. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2935525A4 (en) | 2016-10-05 |
US20150315498A1 (en) | 2015-11-05 |
RU2015129477A (en) | 2017-01-23 |
EP2935525A1 (en) | 2015-10-28 |
CN104995286A (en) | 2015-10-21 |
ZA201504329B (en) | 2019-12-18 |
AU2012397141A1 (en) | 2015-06-25 |
CA2893970A1 (en) | 2014-06-26 |
WO2014094217A1 (en) | 2014-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101748898B1 (en) | An apparatus,components and operating methods for circulating fluidized bed transport gasifiers and reactors | |
CN102212398B (en) | Method for endothermic coal-gasification | |
US20150232769A1 (en) | Gasification system and method | |
CN106590761B (en) | Fluidized bed reaction device and reaction method for preparing methane-rich synthesis gas through catalytic coal gasification | |
CN104178227B (en) | A kind of fluidized bed dry distillation method and device of coal dust | |
CN105838451A (en) | Method for gasifying pulverized coal step by step in double beds connected in series | |
CN110923015B (en) | Pyrolysis-gasification integrated treatment device and method | |
CN102234545B (en) | Preparation method of synthesis gas by gasifying carbonaceous materials | |
RU2628390C2 (en) | Advanced coal gasification | |
US10131857B2 (en) | Gasification quench system | |
US20160362622A1 (en) | Seal pot design | |
JP4085239B2 (en) | Gasification method and gasification apparatus | |
AU2013258337B2 (en) | Cooled annular gas collector | |
CN104178228B (en) | A kind of fluidized bed dry distillation method and apparatus of coal dust | |
CN111349464B (en) | Entrained-flow bed gasification system and method for dry pulverized coal | |
CN109401795B (en) | Coupling fluidized bed grading conversion reaction device and reaction method | |
JPS6157685A (en) | Method and apparatus for producing gas from carbon-containing fuel | |
CN111349463B (en) | Entrained-flow bed gasification system and method for dry pulverized coal | |
CN104862015B (en) | A kind of two sections of temperature control Fossil fuel gasification installations | |
CN113667517A (en) | Oil gas product generation device and preparation method thereof | |
US20180223199A1 (en) | Gasification quench system | |
CN109401792A (en) | The combined fluidized bed reaction unit of catalytic gasification and reaction method | |
JPS5984980A (en) | Coal gasification apparatus | |
JPS5817795B2 (en) | Coal gasification method and device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181219 |