RU2731637C1 - Method and apparatus for gasification of carbonaceous feedstock - Google Patents

Method and apparatus for gasification of carbonaceous feedstock Download PDF

Info

Publication number
RU2731637C1
RU2731637C1 RU2020111699A RU2020111699A RU2731637C1 RU 2731637 C1 RU2731637 C1 RU 2731637C1 RU 2020111699 A RU2020111699 A RU 2020111699A RU 2020111699 A RU2020111699 A RU 2020111699A RU 2731637 C1 RU2731637 C1 RU 2731637C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
nozzle
hole
reactor
combustible gases
Prior art date
Application number
RU2020111699A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Викторович Веженков
Галимжан Сатканович Ержанов
Original Assignee
Игорь Викторович Веженков
Галимжан Сатканович Ержанов
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 Игорь Викторович Веженков, Галимжан Сатканович Ержанов filed Critical Игорь Викторович Веженков
Priority to RU2020111699A priority Critical patent/RU2731637C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2731637C1 publication Critical patent/RU2731637C1/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
    • 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
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to installation and method of gasification of solid types of carbon-containing fuel. Plant includes a reactor comprising external and internal walls, in the space between which gas-permeable refractory material is located, wherein the inner walls form a downwardly expanding shaft, a loading device installed in the upper part of the shaft, and an unloading device installed in the lower part of the shaft. One of the side walls of the shaft has a hole for removal of gaseous drying products, located in its upper part of the shaft, the first hole for discharge of exhausted combustible gases and the first nozzle located below the hole for removal of drying products, note here that said outlet for drying products is communicated with first nozzle via first channel passing through refractory material. Other side wall of the shaft has a hole for discharge of gaseous pyrolysis products, located below the hole for removal of drying products, second hole for discharge of combustible gases and second nozzle located below pyrolysis products discharge hole, note here that said outlet for pyrolysis products is communicated with second nozzle via second channel extending through refractory material. In reactor also there is upper tuyere located above holes for removal of combustible gases and interconnected by end with shaft, the first middle tuyere, the end of which is located in the first channel coaxially to the first nozzle, the second middle tuyere, the end of which is located in the second channel coaxially to the second nozzle, and the lower tuyere located below the holes for removal of combustible gases and interconnected with the end with the shaft.
EFFECT: invention simplifies the design of the plant and the gasification process with the possibility of using carbon-containing material without limitation on the morphological and fractional composition, intensification of the gasification process, higher efficiency and service life of the plant, as well as low temperature of the outlet combustible gas and production of combustible gas free from volatile resinous compounds.
7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности, к установкам и способам термической переработки твердых видов углеродосодержащего топлива и может быть использовано для газификации углеродосодержащего сырья.The invention relates to energy, in particular, to installations and methods of thermal processing of solid types of carbonaceous fuels and can be used for gasification of carbonaceous raw materials.

Из уровня техники известен газификатор твердого топлива, выполненный в виде реактора, представляющего собой тело вращения с вертикальной осью, содержащий устройства для загрузки твердого топлива и выгрузки из него газа и шлака, при этом газификатор выполнен многоступенчатым, каждая ступень снабжена устройством для поджига и стабилизации горения твердого топлива, содержащим, по меньшей мере, одну горелку, причем устройство для поджига и стабилизации горения в каждой последующей ступени расположено ниже предыдущего на 0,5-1,5 диаметра реактора в месте расположения устройства для поджига и стабилизации горения в предыдущей ступени см. Патент RU 2315083, опубликован 20.01.2008).From the prior art, a solid fuel gasifier is known, made in the form of a reactor, which is a body of revolution with a vertical axis, containing devices for loading solid fuel and unloading gas and slag from it, while the gasifier is multistage, each stage is equipped with a device for ignition and combustion stabilization solid fuel containing at least one burner, and the device for ignition and stabilization of combustion in each subsequent stage is located lower than the previous one by 0.5-1.5 the diameter of the reactor at the location of the device for ignition and stabilization of combustion in the previous stage, see. Patent RU 2315083, published 20.01.2008).

Недостатком такого газификатора является то, что применение внешних дополнительных источников энергии в виде плазменных горелок (плазмотронов) требует значительных затрат энергии на осуществление описанных процессов, что существенно снижает профицит энергетического баланса установки, следовательно установка имеет низкий КПД. Плазмотроны это дорогостоящее оборудование с весьма ограниченным ресурсом работы, обслуживание которого требует высокой квалификации персонала. Возможность использовать в качестве твердого топлива кусковой уголь, древесину, торф ограничивает возможности газификатора, как по фракционному, так и по морфологическому составу. Необходимость дополнительного потока CO2 подразумевает наличие дополнительного внешнего источника СО2, что усложняет технологический процесс. Необходимость подачи пара требует наличие внешнего источника пара, а производство пара - это энергоемкий процесс, снижающий КПД установки.The disadvantage of such a gasifier is that the use of external additional energy sources in the form of plasma torches (plasmatrons) requires significant energy consumption for the implementation of the described processes, which significantly reduces the surplus of the energy balance of the installation, therefore, the installation has a low efficiency. Plasma torches are expensive equipment with a very limited service life, the maintenance of which requires highly qualified personnel. The ability to use lump coal, wood, peat as solid fuel limits the gasifier's capabilities, both in fractional and morphological composition. The need for additional flow of CO 2 implies the presence of an additional external source of CO 2 , which complicates the technological process. The need to supply steam requires an external source of steam, and steam production is an energy-intensive process that reduces the efficiency of the installation.

Наиболее близким к предложенному устройству является устройство для газификации углеродсодержащего сырья, включающее вертикальный корпус с крышкой, через которую пропущены газоотвод для удаления продукт-газа и связанный с приводом его вращения вертикальный вал со смонтированными на нем лопастями, взаимодействующими с неподвижно установленными в корпусе решетками, эксцентрично размещенный в верхней части корпуса узел загрузки сырья, размещенный в нижней части корпуса зольник со средствами вывода шлака, при этом устройство включает зону высокотемпературной газификации сырья с установленными в ней плазменными горелками и средствами ввода газифицирующего агента, вертикальный корпус устройства удлинен с созданием над зоной высокотемпературной газификации зон среднетемпературной и низкотемпературной газификации, упомянутые лопасти и решетки размещены в зоне низкотемпературной газификации в виде пакета чередующихся лопастных узлов и решеток, выполненных с расположенными по кругу разными по размерам отверстиями в форме секторов или радиальных щелей с величиной их проходного сечения, постепенно увеличивающейся от зоны загрузки сырья в направлении вращения вала, при этом под нижней решеткой вышеуказанного пакета размещены форсунки для подачи воды и катализаторов (см. Патент RU 2566783, опубликован 27.10.2015).The closest to the proposed device is a device for the gasification of carbonaceous raw materials, including a vertical housing with a cover through which a gas outlet is passed to remove the product gas and a vertical shaft connected to the drive of its rotation with blades mounted on it, interacting with the grids fixed in the housing, eccentrically a raw material loading unit located in the upper part of the body, an ash pan with slag removal means located in the lower part of the body, while the device includes a zone for high-temperature gasification of raw materials with plasma burners and means for injecting a gasifying agent installed in it, the vertical body of the device is lengthened to create a high-temperature gasification over the zone zones of medium-temperature and low-temperature gasification, the said blades and grids are placed in the zone of low-temperature gasification in the form of a package of alternating blade assemblies and grids made with circularly arranged different sizes of holes in the form of sectors or radial slots with the size of their flow section, gradually increasing from the zone of loading the raw material in the direction of rotation of the shaft, while nozzles for supplying water and catalysts are placed under the lower grate of the above package (see. Patent RU 2566783, published on October 27, 2015).

Наиболее близким к предложенному способу является способ газификации, осуществляемый с помощью устройства для газификации углеродсодержащего сырья. Способ заключается в том, что сырье подается на верхнюю решетку и перемещается лопастями по поверхности решетки. По мере перемещения сырье постепенно просыпается на нижерасположенную решетку, при этом сырье попадает на поверхность такой решетки между ее отверстиями, и перемещается лопастями. В процессе работы накладки лопастей отклоняются, направляя твердые остатки сырья к отверстиям решетки. Невысокая скорость вращения вала и лопастей обеспечивает задержку сырья в зоне низкотемпературной газификации. Просыпающееся через отверстия решетки сырье может дополнительно задерживаться в зоне средних температур, где происходит т.н. среднетемпературная газификация сырья. Непрореагировавшая часть сырья просыпается через отверстия нижней решетки устройства для перемешивания сырья и опускается вниз, попадая в зону высокотемпературной газификации, где под воздействием тепловой энергии плазменных горелок и поступающей из патрубков паровоздушной смеси происходит конверсия остаточного углерода: органические молекулы разлагаются на водород, окись углерода, двуокись углерода при наличии водяного пара. Образуемая при этом водородсодержащая паро-газовая смесь с температурой 1400-1700°С поднимается в верхнюю часть реактора, а расплавленный минерально-зольный остаток опускается в нижнюю часть - зольник, где происходит его охлаждение воздухом и водой с выводом гранулята. Полученный продукт - газ выводят через патрубок в верхней части корпуса, подвергают охлаждению и очистке от смол, влаги и пыли. Выделенная в процессе очистки жидко-смоляная фракция возвращается в газификатор для повторной газификации (см. Патент RU 2566783, опубликован 27.10.2015).Closest to the proposed method is the gasification method, carried out using a device for gasification of carbonaceous raw materials. The method consists in the fact that the raw material is fed to the upper grate and moves by blades along the surface of the grate. As it moves, the raw material gradually wakes up onto the lower grate, while the raw material falls on the surface of such a grate between its holes, and moves by blades. During operation, the padding of the blades is deflected, directing solid residues of raw materials to the holes of the grate. The low speed of rotation of the shaft and blades ensures the retention of raw materials in the zone of low-temperature gasification. The raw material spilling through the holes of the grate can additionally be retained in the zone of medium temperatures, where the so-called. medium temperature gasification of raw materials. The unreacted part of the raw material spills out through the holes of the lower lattice of the device for mixing the raw material and goes down, falling into the zone of high-temperature gasification, where, under the influence of the thermal energy of plasma burners and the air-vapor mixture coming from the nozzles, the conversion of residual carbon occurs: organic molecules decompose into hydrogen, carbon monoxide, and dioxide carbon in the presence of water vapor. The resulting hydrogen-containing vapor-gas mixture with a temperature of 1400-1700 ° C rises to the upper part of the reactor, and the molten mineral-ash residue falls into the lower part - the ash pan, where it is cooled by air and water with the granulate withdrawn. The resulting product - the gas is discharged through a branch pipe in the upper part of the housing, subjected to cooling and cleaning from tar, moisture and dust. The liquid resin fraction separated during the purification process is returned to the gasifier for re-gasification (see Patent RU 2566783, published on October 27, 2015).

Недостатком наиболее близкого решения к предложенному устройству и способу является то, что применение внешних дополнительных источников энергии в виде плазменных горелок (плазмотронов) требует значительных затрат энергии на осуществление описанных процессов, что существенно снижает профицит энергетического баланса установки, следовательно установка имеет низкий КПД. Плазмотроны это дорогостоящее оборудование с весьма ограниченным ресурсом работы, обслуживание которого требует высокой квалификации персонала. Необходимость эксцентричного размещения в верхней части корпуса узла загрузки сырья, существенно снижает проходное сечение подачи сырья относительно площади сечения корпуса установки, что снижает удельную производительность установки на единицу площади сечения корпуса (шахты). Необходимость наличия вертикального вала с приводом его вращения со смонтированными на нем лопастями, взаимодействующими с неподвижно установленными в корпусе решетками существенно усложняет конструкцию, требует дополнительных энергетических затрат на привод, что дополнительно снижает КПД, требует применения дорогостоящих жаростойких материалов, а также создает значительное сопротивление прохождению твердого топлива. Последнее обстоятельство существенно снижает производительность установки. Процесс газификации организован так, что продукты пиролиза сырья вместе с большим количеством летучих смолистых соединений из низкотемпературной зоны выводятся за пределы установки. И требуются дополнительные внешние устройства для охлаждения и очистки полученного продукта - газа от смол, влаги и пыли и возвращения выделенной в процессе очистки жидко-смоляной фракции в газификатор для повторной газификации, что существенно усложняет процесс.The disadvantage of the closest solution to the proposed device and method is that the use of external additional energy sources in the form of plasma torches (plasmatrons) requires significant energy consumption for the implementation of the described processes, which significantly reduces the surplus of the energy balance of the installation, therefore, the installation has a low efficiency. Plasma torches are expensive equipment with a very limited service life, the maintenance of which requires highly qualified personnel. The need for eccentric placement in the upper part of the body of the raw material loading unit significantly reduces the flow area of the raw material supply relative to the sectional area of the installation body, which reduces the specific productivity of the installation per unit of the body (mine) section area. The need for a vertical shaft with a drive for its rotation with blades mounted on it interacting with grids fixed in the housing significantly complicates the design, requires additional energy costs for the drive, which further reduces efficiency, requires the use of expensive heat-resistant materials, and also creates significant resistance to the passage of solid fuel. The latter circumstance significantly reduces the productivity of the installation. The gasification process is organized in such a way that the pyrolysis products of the feedstock, together with a large amount of volatile resinous compounds, are removed from the low-temperature zone outside the unit. And additional external devices are required for cooling and cleaning the resulting product - gas from tar, moisture and dust and returning the liquid-resin fraction separated during the cleaning process to the gasifier for re-gasification, which significantly complicates the process.

Технической проблемой, решаемой группой изобретений является упрощение технологического процесса газификации с возможностью использования углеродосодержащего сырья без ограничения по морфологическому и фракционному составу, интенсификация процесса газификации.The technical problem solved by the group of inventions is the simplification of the gasification process with the possibility of using carbon-containing raw materials without restrictions on the morphological and fractional composition, the intensification of the gasification process.

Техническим результатом группы изобретений является повышение КПД реактора при одновременном упрощении конструкции установки, повышение ресурса работы установки и ее производительности, обеспечение возможности получения горючего газа, свободного от летучих смолистых соединений, снижение температуры выходящего горючего газа.The technical result of the group of inventions is to increase the efficiency of the reactor while simplifying the design of the installation, increasing the service life of the installation and its productivity, ensuring the possibility of obtaining a combustible gas free from volatile resinous compounds, reducing the temperature of the outgoing combustible gas.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что установка для газификации углеродосодержащего сырья включает реактор с шахтой, загрузочное устройство, установленное в верхней части шахты, и разгрузочное устройство, установленное в нижней части шахты, реактор имеет внешние и внутренние стенки, в пространстве между которыми расположен газопроницаемый огнеупорный материал, при этом внутренние стенки образуют расширяющуюся книзу шахту, по меньшей мере одна стенка шахты имеет по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов сушки, расположенное в верхней части шахты, по меньшей мере одно первое отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты и по меньшей мере одно первое сопло, расположенные ниже по меньшей мере одного отверстия для отвода газообразных продуктов сушки, при этом по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов сушки сообщено с по меньшей мере одним первым соплом соответствующим первым каналом, проходящим через газопроницаемый огнеупорный материал, по меньшей мере одна стенка шахты имеет по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов пиролиза, расположенное ниже по меньшей мере одного отверстия для отвода газообразных продуктов сушки, по меньшей мере одно второе отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты и по меньшей мере одно второе сопло, расположенные ниже по меньшей мере одного отверстия для отвода газообразных продуктов пиролиза, при этом по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов пиролиза сообщено с по меньшей мере одним вторым соплом соответствующим вторым каналом, проходящим через газопроницаемый огнеупорный материал, а каждое отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты сообщено с пространством между внешними и внутренними стенками реактора, по меньшей мере с одной стороны реактора расположены по меньшей мере одна верхняя, по меньшей мере одна нижняя и по меньшей мере одни первые и вторые средние фурмы, сообщенные с соответствующим каналом подвода воздуха, проходящим через газопроницаемый огнеупорный материал, причем конец по меньшей мере одной первой средней фурмы расположен в первом канале соосно по меньшей мере одному первому соплу, а конец по меньшей мере одной второй средней фурмы расположен во втором канале соосно по меньшей мере одному второму соплу, по меньшей мере одна верхняя фурма сообщена одним своим концом с шахтой и расположена выше отверстий для отвода выработанных горючих газов из шахты, а по меньшей мере одна нижняя фурма сообщена одним своим концом с шахтой и расположена ниже отверстий для отвода выработанных горючих газов из шахты, по меньшей мере одна внешняя стенка в верхней части имеет по меньшей мере одно отверстие для отвода выработанного горючего газа из установки, а по меньшей мере одна сторона реактора имеет по меньшей мере одно отверстие для розжига, сообщенное с шахтой.The technical result of the invention is achieved due to the fact that the installation for gasification of carbonaceous raw materials includes a reactor with a shaft, a loading device installed in the upper part of the shaft, and an unloading device installed in the lower part of the shaft, the reactor has external and internal walls, in the space between which gas-permeable refractory material, while the inner walls form a shaft expanding downward, at least one wall of the shaft has at least one opening for the discharge of gaseous drying products located in the upper part of the shaft, at least one first opening for the discharge of exhaust combustible gases from the shaft, and at least one first nozzle located below at least one opening for removing gaseous drying products, wherein at least one opening for removing gaseous drying products is in communication with at least one first nozzle and a corresponding first channel passing through the gas supply The refractory material to be removed, at least one wall of the shaft has at least one opening for removing gaseous pyrolysis products, located below at least one opening for removing gaseous products of drying, at least one second opening for removing exhaust combustible gases from the mine and at least one second nozzle located below at least one opening for removing gaseous pyrolysis products, wherein at least one opening for removing gaseous pyrolysis products is in communication with at least one second nozzle with a corresponding second channel passing through the gas-permeable refractory material, and each hole for withdrawing the exhaust combustible gases from the mine is in communication with the space between the outer and inner walls of the reactor, at least one upper, at least one lower and at least one first and second middle tuyeres are located on at least one side of the reactor. with corresponding air supply channel passing through a gas-permeable refractory material, and the end of at least one first middle tuyere is located in the first channel coaxially to at least one first nozzle, and the end of at least one second middle tuyere is located in the second channel coaxially to at least one to the second nozzle, at least one upper tuyere is communicated with one of its ends with the shaft and is located above the openings for removing the exhaust combustible gases from the shaft, and at least one lower tuyere communicates with one of its ends with the shaft and is located below the openings for removing the exhausted combustible gases from of the shaft, at least one outer wall in the upper part has at least one opening for withdrawing the spent combustible gas from the installation, and at least one side of the reactor has at least one opening for ignition connected with the shaft.

Кроме того, по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов сушки, по меньшей мере одно первое отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты и по меньшей мере одно первое сопло может иметь одна внутренняя стенка, а по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов пиролиза, по меньшей мере одно второе отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты и по меньшей мере одно второе сопло может иметь противоположная внутренняя стенка.In addition, at least one opening for removing gaseous products of drying, at least one first opening for removing exhaust combustible gases from the mine and at least one first nozzle may have one inner wall, and at least one opening for removing gaseous products pyrolysis, at least one second hole for withdrawing the exhaust combustible gases from the shaft and at least one second nozzle may have an opposite inner wall.

По меньшей мере одно первое отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты, по меньшей мере одно первое сопло, по меньшей мере одно второе отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты и по меньшей мере одно второе сопло могут быть расположены на одном уровне.At least one first opening for removing exhaust combustible gases from the shaft, at least one first nozzle, at least one second opening for removing exhausted combustible gases from the shaft, and at least one second nozzle can be located at the same level.

Кроме того, по меньшей мере одно первое отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты может быть расположено напротив по меньшей мере одного второго сопла, а по меньшей мере одно второе отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты может быть расположено напротив по меньшей мере одного первого сопла.In addition, at least one first hole for removing exhaust combustible gases from the mine can be located opposite at least one second nozzle, and at least one second hole for removing exhaust combustible gases from the mine can be located opposite at least one first nozzles.

Кроме того, одна внутренняя стенка может иметь более одного первого отверстия для отвода выработанных горючих газов из шахты и более одного первого сопла, которые чередуются друг с другом, а противоположная внутренняя стенка может иметь более одного второго отверстия для отвода выработанных горючих газов из шахты и более одного второго сопла, которые чередуются друг с другом.In addition, one inner wall may have more than one first openings for withdrawing the exhaust combustible gases from the mine and more than one first nozzle, which alternate with each other, and the opposite inner wall can have more than one second openings for removing the exhaust combustible gases from the mine and more one second nozzles that alternate with each other.

Кроме того, расстояние между верхними и нижними фурмами на по меньшей мере одной стороне реактора может уменьшаться в двух направлениях от середины к периферии.In addition, the distance between the upper and lower tuyeres on at least one side of the reactor can be reduced in two directions from the middle to the periphery.

Также технический результат изобретения достигается благодаря осуществлению способа газификации углеродосодержащего сырья, который заключается в том, что в предложенную установку загружают углеродосодержащее сырье и через по меньшей мере одно отверстие для розжига поджигают углеродосодержащее сырье с образованием зон раскаленного углерода, через по меньшей мере одну верхнюю и по меньшей мере одну нижнюю фурмы подают нагретый в канале подвода воздуха кислородосодержащий газ с образованием реакционной зоны, через отверстия для отвода выработанных горючих газов отводят из шахты образовавшийся в реакционной зоне горючий газ и выводят пройденный через газопроницаемый огнеупорный материал охлажденный горючий газ через по меньшей мере одно отверстие для отвода выработанного горючего газа из установки, газообразные продукты сушки отводят из шахты через по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов сушки по первому каналу и подают в реакционную зону через по меньшей мере одно первое сопло путем эжекции струей кислородосодержащего газа, выходящего из по меньшей мере одной первой средней фурмы, а газообразные продукты пиролиза отводят из шахты через по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов пиролиза по второму каналу и подают в реакционную зону через по меньшей мере одно второе сопло путем эжекции струей кислородосодержащего газа, выходящего из по меньшей мере одной второй средней фурмы, и разгружают зольные остатки с помощью разгрузочного устройства.Also, the technical result of the invention is achieved due to the implementation of the method for gasification of carbonaceous raw materials, which consists in the fact that the proposed installation is loaded with carbonaceous raw materials and through at least one opening for ignition the carbonaceous raw materials are ignited with the formation of zones of hot carbon, through at least one upper and at least one lower tuyere serves oxygen-containing gas heated in the air supply channel with the formation of a reaction zone, the combustible gas formed in the reaction zone is removed from the mine through the openings for exhausting the generated combustible gases and the cooled combustible gas passed through the gas-permeable refractory material is removed through at least one opening to remove the generated combustible gas from the installation, gaseous products of drying are removed from the mine through at least one hole for removing gaseous products of drying through the first channel and fed to the reaction zone through at least one the first nozzle is ejected by a jet of oxygen-containing gas coming out of at least one first middle tuyere, and gaseous pyrolysis products are removed from the shaft through at least one hole for removing gaseous pyrolysis products through a second channel and fed into the reaction zone through at least one second the nozzle is ejected by a jet of oxygen-containing gas coming out of the at least one second middle tuyere and the ash residues are unloaded by means of an unloading device.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично показана предложенная установка для газификации углеродосодержащего сырья (разрез А-А на фиг. 4); на фиг. 2 - то же (разрез Б-Б на фиг. 4); на фиг. 3 - то же (разрез В-В на фиг. 4); на фиг. 4 поперечный разрез установки (разрез Г-Г на фиг. 3).The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 schematically shows the proposed installation for gasification of carbonaceous raw materials (section A-A in Fig. 4); in fig. 2 - the same (section BB in Fig. 4); in fig. 3 - the same (section B-B in Fig. 4); in fig. 4 is a cross-section of the installation (section G-G in Fig. 3).

Установка для газификации углеродосодержащего сырья представляет собой высокотемпературный термохимический реактор 1 шахтного типа для газификации углеродосодержащего сырья (топлива) в твердом слое.Installation for gasification of carbonaceous raw materials is a high-temperature thermochemical reactor 1 of the shaft type for gasification of carbonaceous raw materials (fuel) in a solid layer.

Установка включает в себя реактор 1, имеющий, преимущественно, прямоугольную форму поперечного сечения. Реактор 1 имеет внешние (наружные) боковые стенки 2 и внешние торцевые стенки 3, а также внутренние боковые стенки 4 и внутренние торцевые стенки 5.The installation includes a reactor 1 having a predominantly rectangular cross-section. Reactor 1 has external (external) side walls 2 and external end walls 3, as well as internal side walls 4 and internal end walls 5.

Внешние стенки 2, 3 реактора 1 теплоизолированы, например, волокнистым минеральным материалом (или любым иным теплоизоляционным материалом), а внутренние стенки 4, 5 футерованы огнеупорным материалом.The outer walls 2, 3 of the reactor 1 are thermally insulated, for example, with a fibrous mineral material (or any other heat insulating material), and the inner walls 4, 5 are lined with a refractory material.

Внешние стенки 2, 3 расположены, преимущественно, вертикально, при этом боковые стенки 2 расположены параллельно друг другу и торцевые стенки 3 расположены также параллельно друг другу. Возможен вариант расположения внешних стенок 2 и 3 под наклоном соответственно друг к другу (к вертикальной оси установки) с расширением реактора 1 книзу.The outer walls 2, 3 are located mainly vertically, with the side walls 2 being parallel to each other and the end walls 3 also being parallel to each other. It is possible to arrange the outer walls 2 and 3 at an angle, respectively, to each other (to the vertical axis of the installation) with the expansion of the reactor 1 downward.

Внутренние стенки 4 и 5 расположены под углом к вертикальной оси установки, образуя расширяющуюся книзу шахту 6. Возможен вариант, когда боковые противоположные стенки 4 расположены под углом друг к другу, а торцевые противоположные стенки 5 расположены параллельно друг другу (или под небольшим углом друг к другу), также образуя расширяющуюся книзу шахту 6. В вариантном выполнении изобретения внутренние боковые и торцевые стенки 4 и 5 могут образовывать шахту 6 в виде усеченной пирамиды. Шахта 6 имеет также прямоугольную форму поперечного сечения, причем площадь поперечного сечения увеличивается от вершины к основанию шахты 6, т.е. сечение шахты 6 реактора 1 монотонно увеличивается в направлении движения углеродсодержащего топлива. Расширяющаяся книзу форма шахты 6 позволяет снизить сопротивление прохождения топлива, не образуя зависания и пустоты во время работы реактора 1, тем самым, обеспечивая возможность увеличения скорости газификации топлива и увеличения мощности всей установки.The inner walls 4 and 5 are located at an angle to the vertical axis of the installation, forming a downward widening shaft 6. It is possible that the side opposite walls 4 are located at an angle to each other, and the end opposite walls 5 are located parallel to each other (or at a slight angle to each other friend), also forming a downward widening shaft 6. In a variant embodiment of the invention, the inner side and end walls 4 and 5 can form a shaft 6 in the form of a truncated pyramid. The shaft 6 also has a rectangular cross-sectional shape, with the cross-sectional area increasing from the top to the bottom of the shaft 6, i.e. the section of the shaft 6 of the reactor 1 monotonously increases in the direction of movement of the carbonaceous fuel. The downwardly expanding shape of the shaft 6 makes it possible to reduce the resistance to the passage of the fuel without forming a hover and void during the operation of the reactor 1, thereby making it possible to increase the rate of fuel gasification and increase the power of the entire installation.

Между внешними стенками 2, 3 и внутренними стенками 4, 5 (т.е. между стенками шахты 6 и наружными стенками реактора 1) образовано пространство 7, которое заполнено дробленым газопроницаемым огнеупорным материалом (например, кусковой или любой другой материал). Газопроницаемый огнеупорный материал может заполнять либо все пространство 7 от основания до вершины реактора 1, либо большую часть пространства 7, оставляя часть свободного пространства сверху (и возможно снизу) реактора 1.A space 7 is formed between the outer walls 2, 3 and the inner walls 4, 5 (i.e. between the walls of the shaft 6 and the outer walls of the reactor 1), which is filled with crushed gas-permeable refractory material (for example, lumpy or any other material). Gas-permeable refractory material can fill either the entire space 7 from the base to the top of the reactor 1, or most of the space 7, leaving a part of the free space above (and possibly below) the reactor 1.

Внутреннее пространство шахты 6 имеет несколько зон, а именно: сверху шахты 6 образована зона сушки, ниже зоны сушки образована зона пиролиза, ниже зоны пиролиза образована реакционная зона, а под реакционной зоной имеется зона для отложения слоя зольного остатка.The inner space of the shaft 6 has several zones, namely: a drying zone is formed on top of the shaft 6, a pyrolysis zone is formed below the drying zone, a reaction zone is formed below the pyrolysis zone, and a zone for depositing a layer of ash residue is formed under the reaction zone.

Одна из наклонных боковых стенок 4 шахты 6 имеет сквозное отверстие 8 (окно), расположенное в верхней части шахты 6 (в зоне сушки) и предназначенное для отвода газообразных продуктов сушки из зоны сушки в реакционную зону. Эта же стенка 4 также имеет первое сквозное отверстие 9, сообщенное с пространством 7 и предназначенное для отвода выработанных горючих газов из шахты 6 в пространство 7 (из реакционной зоны в слой дробленого огнеупорного материала). Также эта стенка 4 имеет первое сопло 10 Вентури (эжекторное устройство, вмонтированное в стенку 4), сообщенное с шахтой 6 в реакционной зоне и сообщенное с отверстием 8 первым каналом 11, проходящим через слой огнеупорного материала в пространстве 7. Отверстие 9 и сопло 10 расположены ниже отверстия 8 (в реакционной зоне), при этом отверстие 9 и сопло 10 расположены, преимущественно, на одном уровне, либо с небольшим смещением друг относительно друга в вертикальном направлении. Причем в горизонтальном направлении отверстие 9 и сопло 10 расположены на расстоянии друг от друга.One of the inclined side walls 4 of the shaft 6 has a through hole 8 (window) located in the upper part of the shaft 6 (in the drying zone) and is designed to remove gaseous drying products from the drying zone to the reaction zone. The same wall 4 also has a first through hole 9 communicated with the space 7 and designed to remove the exhaust combustible gases from the shaft 6 into the space 7 (from the reaction zone to the layer of crushed refractory material). Also, this wall 4 has a first venturi nozzle 10 (an ejector device built into the wall 4) communicated with the shaft 6 in the reaction zone and communicated with the hole 8 by the first channel 11 passing through the layer of refractory material in the space 7. The hole 9 and the nozzle 10 are located below the hole 8 (in the reaction zone), while the hole 9 and the nozzle 10 are located mainly at the same level, or with a slight offset relative to each other in the vertical direction. Moreover, in the horizontal direction, the hole 9 and the nozzle 10 are located at a distance from each other.

Количество отверстий 8, 9 и сопел 10 в стенке 4 может быть любым от одного и более. Одно отверстие 8, одно отверстие 9 и одно сопло 10 имеют место быть при выполнении реактора 1 небольших габаритных размеров при небольшой ширине боковых стенок 4. Однако, возможен вариант наличия как одного, так и более одного отверстия 8, 9 и сопла 10 при небольших габаритных размерах реактора 1. Например, стенка 4 может иметь одно отверстие 8, одно сопло 10, сообщенное с отверстием 8 одним каналом 11, и два отверстия 9. Либо, как вариант, стенка 4 может иметь одно отверстие 8, два сопла 10, сообщенных с отверстием 8 разветвленным каналом 11, и одно отверстие 9, и т.п.The number of holes 8, 9 and nozzles 10 in the wall 4 can be any one or more. One hole 8, one hole 9 and one nozzle 10 take place when the reactor 1 is made of small overall dimensions with a small width of the side walls 4. However, it is possible to have both one or more than one hole 8, 9 and nozzle 10 with small overall dimensions. dimensions of reactor 1. For example, wall 4 can have one hole 8, one nozzle 10 communicated with hole 8 by one channel 11, and two holes 9. Alternatively, wall 4 can have one hole 8, two nozzles 10 communicated with hole 8 with a branched channel 11, and one hole 9, and the like.

Однако в преимущественном варианте выполнения изобретения реактор 1 имеет большие габаритные размеры и ширина боковых стенок 4 значительно превышает ширину торцевых стенок 5. В данном случае такая боковая стенка 4 имеет несколько отверстий 8, 9 и сопел 10 (любое необходимое количество более одного). При наличии на стенке 4 нескольких отверстий 9 и/или сопел 10, они чередуются друг с другом в горизонтальном направлении. При этом на этой стенке 4 количество отверстий 8, 9 и сопел 10 может быть равным, либо может отличаться, т.е. количество отверстий 8 одно, количество отверстий 9 другое и иное количество сопел 10.However, in an advantageous embodiment of the invention, the reactor 1 has large dimensions and the width of the side walls 4 is much greater than the width of the end walls 5. In this case, such a side wall 4 has several holes 8, 9 and nozzles 10 (any required number of more than one). If there are several holes 9 and / or nozzles 10 on the wall 4, they alternate with each other in the horizontal direction. Moreover, on this wall 4, the number of holes 8, 9 and nozzles 10 may be equal, or may differ, i.e. the number of holes 8 is one, the number of holes 9 is different and another number of nozzles is 10.

Каждое отверстие 8 сообщено с соответствующим соплом 10, преимущественно, своим отдельным соответствующим каналом 11, проходящим через огнеупорный материал. Возможен вариант, когда через огнеупорный материал проходит один общий канал 11, который сообщает все отверстия 8 со всеми соплами 10. Возможен вариант, когда часть отверстий 8 сообщена с соответствующими соплами 10 одним каналом 11, а другая часть отверстий 8 сообщена с другими соплами 10 другим каналом 11. Также возможен вариант, когда одно отверстие 8 сообщено с несколькими соплами 10 разветвленным каналом 11, или наоборот несколько отверстий 8 сообщены с одним соплом 10 разветвленным каналом 11.Each hole 8 communicates with a corresponding nozzle 10, preferably by its own separate corresponding channel 11 passing through the refractory material. A variant is possible when one common channel 11 passes through the refractory material, which communicates all holes 8 with all nozzles 10. It is possible that a part of the holes 8 communicates with the corresponding nozzles 10 by one channel 11, and the other part of the holes 8 communicates with other nozzles 10 with another channel 11. It is also possible when one hole 8 communicates with several nozzles 10 with branched channel 11, or vice versa, several holes 8 communicate with one nozzle 10 with branched channel 11.

Другая боковая стенка 4 шахты 6 (противоположная стенке 4 с отверстиями 8, 9 и соплом 10) имеет сквозное отверстие 12 (окно), расположенное ниже отверстия 8 для отвода газообразных продуктов сушки (в зоне пиролиза) и предназначенное для отвода газообразных продуктов пиролиза из зоны пиролиза в реакционную зону. Эта же стенка 4 также имеет второе сквозное отверстие 13, сообщенное с пространством 7 и предназначенное для отвода выработанных горючих газов из шахты 6 в пространство 7 (из реакционной зоны в слой дробленого огнеупорного материала). Также эта стенка 4 имеет второе сопло 14 Вентури (эжекторное устройство, вмонтированное в стенку 4), сообщенное с шахтой 6 в реакционной зоне и сообщенное с отверстием 12 вторым каналом 15, проходящим через слой газопроницаемого огнеупорного материала в пространстве 7. Отверстие 13 и сопло 14 расположены ниже отверстия 12 (в реакционной зоне), при этом отверстие 13 и сопло 14 расположены, преимущественно, на одном уровне, либо с небольшим смещением друг относительно друга в вертикальном направлении. Причем в горизонтальном направлении отверстие 13 и сопло 14 расположены на расстоянии друг от друга.The other side wall 4 of the shaft 6 (opposite to the wall 4 with holes 8, 9 and nozzle 10) has a through hole 12 (window) located below the hole 8 for removing gaseous drying products (in the pyrolysis zone) and designed to remove gaseous pyrolysis products from the zone pyrolysis into the reaction zone. The same wall 4 also has a second through hole 13 communicated with the space 7 and designed to remove the exhaust combustible gases from the shaft 6 into the space 7 (from the reaction zone to the layer of crushed refractory material). Also, this wall 4 has a second venturi nozzle 14 (an ejector device built into the wall 4), communicated with the shaft 6 in the reaction zone and communicated with the hole 12 by the second channel 15 passing through the layer of gas-permeable refractory material in the space 7. The hole 13 and the nozzle 14 located below the hole 12 (in the reaction zone), while the hole 13 and the nozzle 14 are located mainly at the same level, or with a slight offset relative to each other in the vertical direction. Moreover, in the horizontal direction, the hole 13 and the nozzle 14 are located at a distance from each other.

Количество отверстий 12, 13 и сопел 14 в стенке 4 может быть любым от одного и более. Одно отверстие 12, одно отверстие 13 и одно сопло 14 имеют место быть при выполнении реактора 1 небольших габаритных размеров при небольшой ширине боковых стенок 4 (по аналогии, как описано выше). Однако, возможен вариант наличия как одного, так и более одного отверстия 12, 13 и сопла 14 при небольших габаритных размерах реактора 1. Например, такая стенка 4 может иметь одно отверстие 12, одно сопло 14, сообщенное с отверстием 12 одним каналом 15, и два отверстия 13. Либо, как вариант, эта стенка 4 может иметь одно отверстие 12, два сопла 14, сообщенных с отверстием 12 каналом 15, и одно отверстие 13, и т.п.The number of holes 12, 13 and nozzles 14 in the wall 4 can be any from one or more. One hole 12, one hole 13 and one nozzle 14 take place when the reactor 1 is made of small overall dimensions with a small width of the side walls 4 (by analogy, as described above). However, it is possible to have both one and more than one hole 12, 13 and nozzle 14 with small overall dimensions of the reactor 1. For example, such a wall 4 may have one hole 12, one nozzle 14 communicated with the hole 12 by one channel 15, and two openings 13. Alternatively, this wall 4 may have one opening 12, two nozzles 14 communicated with the opening 12 through the channel 15, and one opening 13, and the like.

Однако в преимущественном варианте выполнения изобретения (при выполнении реактора 1 больших габаритных размеров) такая боковая стенка 4 имеет несколько отверстий 12, 13 и сопел 14 (любое необходимое количество более одного). При наличии на данной стенке 4 нескольких отверстий 13 и/или сопел 14, они чередуются друг с другом в горизонтальном направлении. При этом на этой стенке 4 количество отверстий 12, 13 и сопел 14 может быть равным, либо может отличаться, т.е. количество отверстий 12 одно, количество отверстий 13 другое и иное количество сопел 14.However, in an advantageous embodiment of the invention (when making the reactor 1 of large overall dimensions), such a side wall 4 has several openings 12, 13 and nozzles 14 (any required number of more than one). If there are several holes 13 and / or nozzles 14 on this wall 4, they alternate with each other in the horizontal direction. In this case, on this wall 4, the number of holes 12, 13 and nozzles 14 may be equal, or may differ, i.e. the number of holes 12 is one, the number of holes 13 is different and a different number of nozzles is 14.

Каждое отверстие 12 сообщено с соответствующим соплом 14, преимущественно, своим отдельным соответствующим каналом 15, проходящим через огнеупорный материал. Возможен вариант, когда через огнеупорный материал проходит один общий канал 15, который сообщает все отверстия 12 со всеми соплами 14. Возможен вариант, когда часть отверстий 12 сообщена с соответствующими соплами 14 одним каналом 15, а другая часть отверстий 12 сообщена с другими соплами 14 другим каналом 15. Также возможен вариант, когда одно отверстие 12 сообщено с несколькими соплами 14 разветвленным каналом 15, или наоборот несколько отверстий 12 сообщены с одним соплом 14 разветвленным каналом 15.Each orifice 12 communicates with a corresponding nozzle 14, preferably with its own separate corresponding channel 15 passing through the refractory material. It is possible that one common channel 15 passes through the refractory material, which communicates all the holes 12 with all the nozzles 14. It is possible that a part of the holes 12 is communicated with the corresponding nozzles 14 by one channel 15, and the other part of the holes 12 is communicated with other nozzles 14 by another channel 15. It is also possible when one hole 12 communicates with several nozzles 14 by branched channel 15, or vice versa, several holes 12 communicate with one nozzle 14 by branched channel 15.

При выполнении отверстий 9 и сопел 10 на одной стенке 4, а отверстий 13 и сопел 14 на другой (противоположной) стенке 4, такие отверстия 9, 13 и сопла 10, 14 расположены, преимущественно, на одном уровне в горизонтальной плоскости. При этом на одной стенке 4 отверстия 9 чередуются с соплами 10 в горизонтальном направлении, а на противоположной стенке 4 отверстия 13 чередуются с соплами 14 в горизонтальном направлении. Причем отверстия 9 на одной стенке 4 расположены напротив соответствующих сопел 14, образованных на противоположной стенке 4, а отверстия 13 на стенке 4 (с соплами 14) расположены напротив сопел 10, образованных на другой стенке 4 (с отверстиями 9).When making holes 9 and nozzles 10 on one wall 4, and holes 13 and nozzles 14 on the other (opposite) wall 4, such holes 9, 13 and nozzles 10, 14 are located mainly at the same level in the horizontal plane. In this case, on one wall 4 holes 9 alternate with nozzles 10 in the horizontal direction, and on the opposite wall 4 holes 13 alternate with nozzles 14 in the horizontal direction. Moreover, the holes 9 on one wall 4 are located opposite the corresponding nozzles 14 formed on the opposite wall 4, and the holes 13 on the wall 4 (with nozzles 14) are located opposite the nozzles 10 formed on the other wall 4 (with holes 9).

В вариантном выполнении изобретения, отверстия 8, 9 и сопла 10 могут иметь обе противоположные наклонные боковые стенки 4 шахты 6. Причем количество таких отверстий 8, 9 и сопел 10 во второй (противоположной) стенке 4 также может быть любым от одного и более, как это описано выше (для первой стенки 4). При этом возможен вариант выполнения на одной стенке 4 одного количества отверстий 8, 9 и сопел 10, а на противоположной стенке 4 большего или меньшего количества отверстий 8, 9 и сопел 10, либо равного количества.In a variant embodiment of the invention, holes 8, 9 and nozzles 10 can have both opposite inclined side walls 4 of the shaft 6. Moreover, the number of such holes 8, 9 and nozzles 10 in the second (opposite) wall 4 can also be any from one or more, as this is described above (for the first wall 4). In this case, an embodiment is possible on one wall 4 of one number of holes 8, 9 and nozzles 10, and on the opposite wall 4 of a larger or smaller number of holes 8, 9 and nozzles 10, or an equal number.

При наличии отверстий 8, 9 и сопел 10 у обеих стенок 4, отверстия 8 в противоположных стенках 4 расположены, преимущественно, на одном уровне и напротив друг друга. Либо возможен вариант, когда отверстия 8 на противоположных стенках 4 расположены на одном уровне, но не напротив друг друга, а со смещением в горизонтальном направлении. Либо возможен вариант, когда отверстия 8 на противоположных стенках расположены не на одном уровне, а с небольшим смещением в вертикальном направлении (напротив друг друга или со смещением в горизонтальном направлении). Аналогично расположение отверстий 9 и сопел 10 на противоположных стенках 4 друг относительно друга, т.е. они могут быть расположены либо напротив друг друга на одном уровне, либо со смещением в горизонтальном и/или вертикальном направлении (по аналогии с отверстиями 8).In the presence of holes 8, 9 and nozzles 10 on both walls 4, holes 8 in opposite walls 4 are located mainly at the same level and opposite each other. Or a variant is possible when the holes 8 on the opposite walls 4 are located at the same level, but not opposite each other, but with a displacement in the horizontal direction. Or it is possible that the holes 8 on the opposite walls are not located at the same level, but with a slight displacement in the vertical direction (opposite each other or with an offset in the horizontal direction). The arrangement of holes 9 and nozzles 10 on opposite walls 4 relative to each other, i. E. they can be located either opposite each other at the same level, or with displacement in the horizontal and / or vertical direction (by analogy with holes 8).

Также в вариантном выполнении изобретения отверстия 12, 13 и сопла 14 могут иметь обе противоположные наклонные боковые стенки 4 шахты 6. Причем количество таких отверстий 12, 13 и сопел 14 во второй (противоположной) стенке 4 также может быть любым от одного и более, как это описано выше (для первой стенки 4). При этом возможен вариант выполнения на одной стенке 4 одного количества отверстий 12, 13 и сопел 14, а на противоположной стенке 4 большего или меньшего количества отверстий 12, 13 и сопел 14, либо равного количества.Also, in a variant embodiment of the invention, the holes 12, 13 and nozzles 14 can have both opposite inclined side walls 4 of the shaft 6. Moreover, the number of such holes 12, 13 and nozzles 14 in the second (opposite) wall 4 can also be any one or more, as this is described above (for the first wall 4). In this case, an embodiment is possible on one wall 4 of one number of holes 12, 13 and nozzles 14, and on the opposite wall 4 of a greater or less number of holes 12, 13 and nozzles 14, or an equal number.

При наличии отверстий 12, 13 и сопел 14 у обеих стенок 4, отверстия 12 в противоположных стенках 4 расположены, преимущественно, на одном уровне и напротив друг друга. Либо возможен вариант, когда отверстия 12 на противоположных стенках 4 расположены на одном уровне, но не напротив друг друга, а со смещением в горизонтальном направлении. Либо возможен вариант, когда отверстия 12 на противоположных стенках расположены не на одном уровне, а с небольшим смещением в вертикальном направлении (напротив друг друга или со смещением в горизонтальном направлении). Аналогично расположение отверстий 13 и сопел 14 на противоположных стенках 4 друг относительно друга, т.е. они могут быть расположены либо напротив друг друга на одном уровне, либо со смещением в горизонтальном и/или вертикальном направлении (по аналогии с отверстиями 12).In the presence of holes 12, 13 and nozzles 14 at both walls 4, the holes 12 in opposite walls 4 are located mainly at the same level and opposite each other. Alternatively, it is possible that the holes 12 on the opposite walls 4 are located at the same level, but not opposite each other, but with a displacement in the horizontal direction. Alternatively, it is possible that the holes 12 on the opposite walls are not located at the same level, but with a slight offset in the vertical direction (opposite each other or with an offset in the horizontal direction). The arrangement of holes 13 and nozzles 14 on opposite walls 4 relative to each other, i. E. they can be located either opposite each other at the same level, or with an offset in the horizontal and / or vertical direction (by analogy with the holes 12).

При любом таком вариантном выполнении изобретения, когда отверстия 8, 9, 12, 13 и сопла 10 и 14 имеют обе противоположные стенки 4, отверстия 9 расположены, преимущественно, напротив сопел 14, а отверстия 13 расположены напротив сопел 10 (на противоположных стенках 4).In any such variant embodiment of the invention, when the holes 8, 9, 12, 13 and the nozzles 10 and 14 have both opposite walls 4, the holes 9 are located mainly opposite the nozzles 14, and the holes 13 are located opposite the nozzles 10 (on the opposite walls 4) ...

В вариантном выполнении изобретения, отверстия 8, 9, 12, 13 и сопла 10, 14 могут быть выполнены одновременно только на одной из боковых стенок 4.In a variant embodiment of the invention, openings 8, 9, 12, 13 and nozzles 10, 14 can be made simultaneously only on one of the side walls 4.

В преимущественном варианте выполнения изобретения (когда одна стенка 4 имеет отверстия 8, 9 и сопла 10, а противоположная стенка 4 имеет отверстия 12, 13 и сопла 14), с каждой боковой стороны реактора 1 (со стороны боковых стенок 4 шахты 6) расположены верхние фурмы 16 и нижние фурмы 17. При этом со стороны боковой стенки 4 с соплами 10 расположены первые средние фурмы 18, а со стороны боковой стенки 4 с соплами 14 расположены вторые средние фурмы 19. Фурмы 16, 17, 18 и 19 представляют собой приспособления для вдувания кислородосодержащего газа, выполненные в виде трубок с соплами на концах. При этом каждая фурма 16, 17, 18, 19 имеет возможность изменения проходного сечения и тем самым изменения интенсивности дутья.In an advantageous embodiment of the invention (when one wall 4 has holes 8, 9 and nozzles 10, and the opposite wall 4 has holes 12, 13 and nozzles 14), on each side of the reactor 1 (from the side walls 4 of the shaft 6) there are upper tuyeres 16 and lower tuyeres 17. In this case, the first middle tuyeres 18 are located on the side of the side wall 4 with nozzles 10, and the second middle tuyeres 19 are located on the side of the side wall 4 with nozzles 14. The tuyeres 16, 17, 18 and 19 are devices for injection of oxygen-containing gas, made in the form of tubes with nozzles at the ends. In this case, each lance 16, 17, 18, 19 has the ability to change the flow area and thereby change the intensity of the blast.

Каждая верхняя фурма 16, а также каждая нижняя фурма 17 сообщена одним своим концом с пространством шахты 6 (в реакционной зоне). При этом верхние фурмы 16 расположены выше отверстий 9 и 13, а нижние фурмы 17 расположены ниже отверстий 9 и 13. Один конец каждой первой средней фурмы 18 установлен в соответствующем первом канале 11 соосно соответствующему первому соплу 10, а один конец каждой второй средней фурмы 19 установлен в соответствующем втором канале 15 соосно соответствующему второму соплу 14.Each upper lance 16, as well as each lower lance 17, is communicated with one of its ends with the space of the shaft 6 (in the reaction zone). In this case, the upper tuyeres 16 are located above the holes 9 and 13, and the lower tuyeres 17 are located below the holes 9 and 13. One end of each first middle tuyere 18 is installed in the corresponding first channel 11 coaxially with the corresponding first nozzle 10, and one end of each second middle tuyere 19 installed in the corresponding second channel 15 coaxially with the corresponding second nozzle 14.

Одни соответствующие фурмы 16, 17 и 18 сообщены (другими своими концами) с каналом 20 подвода воздуха, проходящим через слой газопроницаемого огнеупорного материала в пространстве 7 с одной стороны реактора 1. Другие соответствующие фурмы 16, 17 и 19 также сообщены (другими своими концами) с каналом 20 подвода воздуха, проходящим через слой газопроницаемого огнеупорного материала в пространстве 7 с другой (противоположной) стороны реактора 1.Some corresponding lances 16, 17 and 18 are communicated (at their other ends) with an air supply channel 20 passing through a layer of gas-permeable refractory material in space 7 on one side of the reactor 1. Other corresponding lances 16, 17 and 19 are also communicated (at their other ends) with an air supply channel 20 passing through a layer of gas-permeable refractory material in space 7 on the other (opposite) side of the reactor 1.

Канал 20 образован с каждой боковой стороны реактора 1, на которой имеются фурмы 16, 17, 18, 19. В преимущественном варианте выполнения изобретения, через огнеупорный материал с одной стороны реактора 1 проходит несколько каналов 20, каждый из которых является общим каналом 20 для соответствующей тройки фурм 16, 17 и 18 (т.е. для одних фурм 16, 17 и 18 имеется один канал 20, для других фурм 16, 17 и 18, смещенных в горизонтальном направлении, имеется другой канал 20 и так далее). В вариантном выполнении изобретения канал 20 с одной боковой стороны реактора 1 может быть выполнен единым для всех фурм 16, 17 и 18, расположенных с этой стороны реактора 1. Также в преимущественном варианте выполнения изобретения, через огнеупорный материал с другой (противоположной) стороны реактора 1 проходит несколько каналов 20, каждый из которых является общим каналом 20 для соответствующей тройки фурм 16, 17 и 19 (т.е. для одних фурм 16, 17 и 19 имеется один канал 20, для других фурм 16, 17 и 19, смещенных в горизонтальном направлении, имеется другой канал 20 и так далее). В вариантном варианте выполнения изобретения канал 20 с другой (противоположной) боковой стороны реактора 1 также может быть единым для всех фурм 16, 17 и 19, расположенных с этой стороны реактора 1. Кроме того, в вариантном выполнении изобретения, соответствующая фурма 16, 17, 18 и 19 может иметь свой отдельный самостоятельный канал 20, проходящий через слой огнеупорного материала с соответствующей стороны реактора 1.A channel 20 is formed on each side of the reactor 1, on which there are lances 16, 17, 18, 19. In an advantageous embodiment of the invention, several channels 20 pass through the refractory material on one side of the reactor 1, each of which is a common channel 20 for the corresponding triplets of lances 16, 17 and 18 (i.e., for some lances 16, 17 and 18 there is one channel 20, for other lances 16, 17 and 18, offset in the horizontal direction, there is another channel 20, and so on). In a variant embodiment of the invention, the channel 20 on one side of the reactor 1 can be made the same for all lances 16, 17 and 18 located on this side of the reactor 1. Also in an advantageous embodiment of the invention, through the refractory material on the other (opposite) side of the reactor 1 several channels 20 pass, each of which is a common channel 20 for the corresponding triplet of tuyeres 16, 17 and 19 (i.e. for some tuyeres 16, 17 and 19 there is one channel 20, for other tuyeres 16, 17 and 19, offset in horizontal direction, there is another channel 20, and so on). In a variant embodiment of the invention, the duct 20 on the other (opposite) side of the reactor 1 can also be the same for all tuyeres 16, 17 and 19 located on this side of the reactor 1. In addition, in a variant embodiment of the invention, the corresponding lance 16, 17, 18 and 19 can have its own separate independent channel 20 passing through the layer of refractory material from the corresponding side of the reactor 1.

Количество фурм 16, 17, 18 и 19 в реакторе 1 может быть любым от одного и более. Одна фурма 16, одна фурма 17, а также по одной средней фурме 18 и 19 имеют место при выполнении реактора 1 небольших габаритных размеров, при небольшой ширине боковых стенок 4 (по аналогии с наличием отверстий 8, 9, 12, 13 и сопел 10, 14). При выполнении реактора 1 больших габаритов, т.е. когда ширина боковых стенок 4 значительно превышает ширину торцевых стенок 5, со стороны боковых стенок 4 может быть большее количество фурм 16, 17, 18 и 19 (любое необходимое количество более одного). Причем количество средних фурм 18 и 19 равно, соответственно, количеству сопел 10 и 14.The number of tuyeres 16, 17, 18 and 19 in the reactor 1 can be any one or more. One lance 16, one lance 17, as well as one middle lance 18 and 19 each take place when the reactor 1 is small in overall dimensions, with a small width of the side walls 4 (by analogy with the presence of holes 8, 9, 12, 13 and nozzles 10, fourteen). When making the reactor 1 of large dimensions, i.e. when the width of the side walls 4 is much greater than the width of the end walls 5, on the side of the side walls 4 there can be a greater number of tuyeres 16, 17, 18 and 19 (any required number of more than one). Moreover, the number of medium tuyeres 18 and 19 is equal, respectively, to the number of nozzles 10 and 14.

При количестве фурм 16 и 17 более одной (преимущественный вариант выполнения изобретения), расстояние между верхними фурмами 16 и нижними фурмами 17 на соответствующей боковой стороне реактора 1, где они расположены, уменьшается в двух направлениях от середины стенки 4 к перифериям.When the number of tuyeres 16 and 17 is more than one (an advantageous embodiment of the invention), the distance between the upper tuyeres 16 and the lower tuyeres 17 on the corresponding side of the reactor 1, where they are located, decreases in two directions from the middle of the wall 4 to the periphery.

В вариантном выполнении изобретения, когда отверстия 8, 9, 12, 13 и сопла 10 и 14 имеет только одна из стенок 4 (как это описано выше), средние фурмы 18 и 19 могут быть расположены только с одной стороны реактора 1, т.е. со стороны одной из боковых стенок 4 шахты 6, на которой имеются отверстия 8, 9, 12, 13 и сопла 10, 14. Кроме того, в вариантном выполнении изобретения фурмы 16 и 17 также могут быть расположены только с одной из сторон реактора 1, причем они могут быть расположены либо на стенке 4 с отверстиями 8, 9, 12, 13 и соплами 10, 14, либо на другой противоположной стенке 4 (без отверстий и сопел). Также в вариантном выполнении изобретения, когда отверстия 8 имеет одна стенка 4, а отверстия 12 имеет противоположная стенка 4, то фурмы 16 и 17 могут быть расположены либо в стенке 4 с отверстиями 8, либо в стенке 4 с отверстиями 12.In a variant embodiment of the invention, when the holes 8, 9, 12, 13 and nozzles 10 and 14 have only one of the walls 4 (as described above), the middle lances 18 and 19 can be located only on one side of the reactor 1, i.e. ... from the side of one of the side walls 4 of the shaft 6, on which there are openings 8, 9, 12, 13 and nozzles 10, 14. In addition, in a variant embodiment of the invention, the tuyeres 16 and 17 can also be located only on one of the sides of the reactor 1, moreover, they can be located either on the wall 4 with holes 8, 9, 12, 13 and nozzles 10, 14, or on another opposite wall 4 (without holes and nozzles). Also in a variant embodiment of the invention, when holes 8 have one wall 4 and holes 12 have an opposite wall 4, the lances 16 and 17 can be located either in wall 4 with holes 8, or in wall 4 with holes 12.

Благодаря наличию отдельных фурм 16, 17, 18, 19 возможна регулировка расхода кислородсодержащего газа независимо через каждую отдельную фурму 16, 17, 18, 19.Due to the presence of separate lances 16, 17, 18, 19, it is possible to adjust the flow rate of the oxygen-containing gas independently through each individual lance 16, 17, 18, 19.

Одна из внешних боковых стенок 2 реактора 1, либо обе противоположные боковые стенки 2 реактора 1 в верхней части имеют отверстие 21 для отвода выработанного горючего газа из установки (из реактора 1). Такое отверстие 21 может быть выполнено либо в виде единой сплошное щели, образованной вдоль верхнего края стенки 2 (в горизонтальном направлении), либо может быть несколько отверстий 21, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль верхнего края стенки 2. Кроме того, отверстия 21 могут иметь и торцевые стенки 3 реактора 1 в своей верхней части.One of the outer side walls 2 of the reactor 1, or both opposite side walls 2 of the reactor 1 in the upper part have an opening 21 for withdrawing the generated combustible gas from the installation (from the reactor 1). Such an opening 21 can be made either in the form of a single continuous slot formed along the upper edge of the wall 2 (in the horizontal direction), or there can be several openings 21 located at a distance from each other along the upper edge of the wall 2. In addition, the openings 21 can have end walls 3 of the reactor 1 in their upper part.

Ректор 1 имеет либо с одной торцевой стороны, либо с обеих противоположных торцевых сторон (со стороны торцевых стенок 3 и 5) отверстие 22, предназначенное для розжига углеродосодержащего сырья, находящегося в реакционной зоне при загрузке в реактор 1. Такое отверстие выполнено сквозным, т.е. проходит чрез всю соответствующую торцевую сторону реактора 1 (через слой огнеупорного материала) и сообщено с шахтой 6 в реакционной зоне. Количество отверстий 22 с каждой торцевой стороны (либо с одной из торцевых сторон) может быть любым от одного и более в зависимости от габаритных размеров реактора 1.Rector 1 has either on one end side or on both opposite end sides (on the side of end walls 3 and 5) a hole 22 intended for igniting the carbonaceous raw material located in the reaction zone when loading into the reactor 1. Such a hole is made through, i.e. e. passes through the entire corresponding end face of the reactor 1 (through the layer of refractory material) and communicates with the shaft 6 in the reaction zone. The number of holes 22 on each end side (or on one of the end sides) can be any from one or more, depending on the overall dimensions of the reactor 1.

В верхней части шахты 6 установлено загрузочное устройство 23 шлюзного типа, предназначенное для подачи в шахту 6 (в реакционную зону) углеродосодержащего топлива. В нижней части шахты 6 установлено разгрузочное устройство 24, выполненное в виде, например, шнека и предназначенное для вывода (разгрузки) из установки слоя твердых зольных остатков процесса газификации.In the upper part of the shaft 6, a sluice-type loading device 23 is installed, designed to supply carbon-containing fuel to the shaft 6 (into the reaction zone). In the lower part of the shaft 6, an unloading device 24 is installed, made in the form of, for example, a screw and designed to remove (unload) a layer of solid ash residues from the gasification process from the installation.

Способ газификации углеродосодержащего сырья осуществляется с помощью вышеописанной установки для газификации углеродосодержащего сырья и заключается в следующем. Далее описан способ газификации с помощью установки, имеющей преимущественное выполнение, т.е. когда имеется несколько отверстий 8, 9 и сопел 10 на одной стенке 4 (причем каждое отверстие 8 сообщено со своим соплом 10 отдельным своим каналом 11), имеется несколько окон 12, 13 и сопел 14 на другой стенке 4 (причем каждое отверстие 12 сообщено со своим соплом 14 отдельным своим каналом 15), а также имеется несколько фурм 16 и 17 в каждой стенке 4 и несколько фурм 18 и 19 в соответствующей стенке 4. Причем, в случае наличия по одному отверстию 8, 9, 12, 13, по одному соплу 10, 14 и по одним фурмам 16, 17, 18 и 19 (как на одной стенке 4, так и на обеих стенках 4), а также при наличии большего количества соответствующих отверстий, сопел и фурм, при наличии различных вариантов выполнения сообщения соответствующих отверстий и сопел с соответствующими каналами и соответствующих фурм с соответствующими каналами, способ осуществляется аналогичным образом.The method for gasification of carbonaceous raw materials is carried out using the above-described installation for gasification of carbonaceous raw materials and consists in the following. The following describes a method for gasification using a plant having an advantageous design, i. E. when there are several holes 8, 9 and nozzles 10 on one wall 4 (with each hole 8 communicating with its nozzle 10 by its separate channel 11), there are several windows 12, 13 and nozzles 14 on the other wall 4 (each hole 12 communicating with its nozzle 14 with its own separate channel 15), and there are also several tuyeres 16 and 17 in each wall 4 and several tuyeres 18 and 19 in the corresponding wall 4. Moreover, in the case of one hole 8, 9, 12, 13, one nozzle 10, 14 and one tuyere 16, 17, 18 and 19 (both on one wall 4 and on both walls 4), as well as in the presence of a larger number of corresponding holes, nozzles and tuyeres, in the presence of various options for performing the message of the corresponding holes and nozzles with corresponding channels and corresponding lances with corresponding channels, the method is carried out in a similar way.

В шахту 6 реактора 1 через шлюзовое загрузочное устройство 23 загружают углеродосодержащее сырье (топливо). Поскольку форма шахты 6 расширяется книзу, то существенно снижается сопротивление прохождения топлива и не образуется зависание топлива и пустоты во время работы реактора 1.In the shaft 6 of the reactor 1 through the sluice loading device 23 is loaded with carbonaceous raw materials (fuel). Since the shape of the shaft 6 expands from top to bottom, the resistance to the passage of the fuel is significantly reduced and there is no hanging fuel and voids during the operation of the reactor 1.

Через отверстия 22 для розжига поджигают углеродосодержащее сырье, т.е. осуществляется запуск реактора 1 факелом баллонного газа с образованием в шахте 6 зон раскаленного углерода. После формирования в слое топлива зон раскаленного углерода факел выключают и осуществляют дутье кислородсодержащего газа через фурмы 16 и 17. Дутье осуществляют путем подачи нагретого в канале 20 кислородосодержащего газа (воздуха) с образованием в пространстве шахты 6 между верхними и нижними фурмами 16, 17 реакционной зоны с высокотемпературным ядром. Кислородосодержащий газ нагревается в каналах 20 за счет того, что образовавшийся в реакционной зоне горючий газ через отверстия 9 и 13 отвода поступает в пространство 7 между шахтой 6 и наружными стенками 2, 3 реактора 1, проходит через слой дробленого огнеупорного материала, охлаждается и нагревает огнеупорный материал, который, в свою очередь, нагревает каналы 20. Таким образом, через отверстия 9 отводят из шахты 6 образовавшийся в реакционной зоне горючий газ. При этом находящиеся в газе летучие смолистые соединения контактируют с дробленым негорючим огнеупорным материалом, оседают на нем и разлагаются до газообразных продуктов. Пройденный через слой дробленого газопроницаемого огнеупорного материала охлажденный горючий газ выводят из реактора 1 (из установки) через отверстия 22.The ignition holes 22 ignite the carbonaceous feedstock, i. E. the reactor 1 is launched by a balloon gas torch with the formation of 6 hot carbon zones in the mine. After the formation of hot carbon zones in the fuel layer, the torch is turned off and the oxygen-containing gas is blown through the tuyeres 16 and 17. The blowing is carried out by supplying oxygen-containing gas (air) heated in the channel 20 to form a reaction zone in the space of the shaft 6 between the upper and lower tuyeres 16, 17 with high temperature core. The oxygen-containing gas is heated in the channels 20 due to the fact that the combustible gas formed in the reaction zone through the holes 9 and 13 of the outlet enters the space 7 between the shaft 6 and the outer walls 2, 3 of the reactor 1, passes through a layer of crushed refractory material, cools and heats the refractory material, which, in turn, heats the channels 20. Thus, through the holes 9, the combustible gas formed in the reaction zone is removed from the shaft 6. In this case, the volatile resinous compounds in the gas come into contact with the crushed non-combustible refractory material, settle on it and decompose to gaseous products. The cooled combustible gas passed through the layer of crushed gas-permeable refractory material is removed from the reactor 1 (from the installation) through holes 22.

В процессе горения углеродосодержащего сырья в шахте 6 образуются газообразные продукты сушки топлива, которые отводят из шахты 6 через отверстия 8 по соответствующему каналу 11 и подают в реакционную зону шахты 6 через первые сопла 10 путем эжекции струей кислородосодержащего газа, выходящего из соответствующей первой средней фурмы 18. Также в процессе горения топлива образуются газообразные продукты пиролиза, которые отводят из шахты 6 через отверстия 12 по соответствующему каналу 15 и подают в реакционную зону через соответствующее второе сопло 14 путем эжекции струей кислородосодержащего газа, выходящего из соответствующей второй средней фурмы 19.In the process of combustion of carbonaceous raw materials in the mine 6, gaseous products of fuel drying are formed, which are removed from the mine 6 through the holes 8 through the corresponding channel 11 and fed into the reaction zone of the mine 6 through the first nozzles 10 by ejection with a jet of oxygen-containing gas coming out of the corresponding first middle tuyere 18 Also, in the process of fuel combustion, gaseous pyrolysis products are formed, which are removed from the shaft 6 through the holes 12 through the corresponding channel 15 and supplied to the reaction zone through the corresponding second nozzle 14 by ejection with a jet of oxygen-containing gas exiting the corresponding second middle tuyere 19.

Газообразные продукты сушки топлива, поступающего в реактор 1, и газообразные продукты пиролиза данного топлива отводятся из соответствующих зон (зоны сушки и зоны пиролиза) по отдельным каналам 11 и 15, что предотвращает их смешивание и взаиморастворение с образованием менее разлагаемых конгломератов. Прохождение газообразных продуктов сушки и пиролиза по соответствующим каналам 11, 15 происходит за счет эжекционного эффекта при работе средних фурм 18 и 19 в соответствующих эжекционных устройствах. Из эжекционных устройств газообразные продукты сушки и пиролиза подаются непосредственно в высокотемпературную реакционную зону, где разлагаются и участвуют в образовании горючего газа. Так как каналы 11 и 15 для прохождения газообразных продуктов сушки и пиролиза проходят через разогретый слой дробленого огнеупорного материала, то каналы 11 и 15 нагреваются и не дают возможность газообразным продуктам сушки и пиролиза конденсироваться, оседать на стенках реактора 1 и зашлаковывать сечение каналов 11, 15. Воздух подается к фурмам 18 и 19 по каналам 20, проходящим также через слой нагретого дробленого огнеупорного материала, тем самым тепло горючего газа через нагретый воздух возвращается в реактор 1, увеличивая интенсивность протекания процессов в реакционной зоне и увеличивая КПД реактора.The gaseous products of the drying of the fuel entering the reactor 1 and the gaseous products of the pyrolysis of this fuel are removed from the respective zones (drying zones and pyrolysis zones) through separate channels 11 and 15, which prevents their mixing and mutual dissolution with the formation of less decomposable conglomerates. The passage of the gaseous products of drying and pyrolysis through the corresponding channels 11, 15 occurs due to the ejection effect during the operation of the middle tuyeres 18 and 19 in the corresponding ejection devices. From the ejection devices, the gaseous products of drying and pyrolysis are fed directly into the high-temperature reaction zone, where they decompose and participate in the formation of combustible gas. Since channels 11 and 15 for the passage of gaseous products of drying and pyrolysis pass through a heated layer of crushed refractory material, channels 11 and 15 are heated and do not allow the gaseous products of drying and pyrolysis to condense, settle on the walls of the reactor 1 and slag the section of channels 11, 15 Air is supplied to the tuyeres 18 and 19 through channels 20, which also pass through a layer of heated crushed refractory material, thereby returning the heat of the combustible gas through heated air to the reactor 1, increasing the intensity of the processes in the reaction zone and increasing the efficiency of the reactor.

Зольные остатки разгружают (удаляют) из реактора 1 (из шахты 6) шнековым разгрузочным устройством 24 в нижней части шахты 6. От перегрева шнековое устройство 24 сверху защищено слоем зольного остатка.Ash residues are unloaded (removed) from the reactor 1 (from the shaft 6) by a screw unloading device 24 in the lower part of the shaft 6. The screw device 24 is protected from overheating by a layer of ash residue from above.

Таким образом, предложенный способ позволяет газифицировать углеродосодержащее сырье в реакторе 1 шахтного типа в автотермическом режиме с применением кислородсодержащего газа, с организацией высокотемпературного реакционного ядра, с организацией подачи газов непосредственно в реакционное ядро, минуя слой топлива, пиролизных смол и паров влаги, образующихся при нагреве топлива на подходе к реакционному ядру, с организацией отвода образовавшегося горючего газа из реакционной зоны, с организацией интенсивного теплообмена между отводимым горючим газом и подаваемым кислородсодержащим газом, с организацией пониженного сопротивления продвижению топлива вдоль шахты 6 реактора 1 по направлению к реакционному ядру.Thus, the proposed method makes it possible to gasify carbon-containing raw materials in a shaft-type reactor 1 in an autothermal mode using an oxygen-containing gas, with the organization of a high-temperature reaction core, with the organization of supplying gases directly to the reaction core, bypassing a layer of fuel, pyrolysis resins and moisture vapor generated during heating fuel on the approach to the reaction core, with the organization of the removal of the formed combustible gas from the reaction zone, with the organization of intensive heat exchange between the withdrawn combustible gas and the supplied oxygen-containing gas, with the organization of reduced resistance to the movement of fuel along the shaft 6 of the reactor 1 towards the reaction core.

При этом горючий газ отбирается по отдельным каналам (минимум один отбор горючего газа) из средней части реакционной зоны со стороны противоположной подачи в реакционную зону газообразных продуктов пиролиза, а также со стороны противоположной подачи в реакционную зону газообразных продуктов сушки.In this case, the combustible gas is taken through separate channels (at least one combustible gas withdrawal) from the middle part of the reaction zone from the side of the opposite supply of gaseous pyrolysis products to the reaction zone, as well as from the side of the opposite supply of gaseous drying products to the reaction zone.

Благодаря выполнению установки для газификации вышеописанным образом, а также благодаря осуществлению предложенного способа газификации углеродосодержащего сырья с применением предложенной установки, существенно упрощается технологический процесс газификации, поскольку все продукты сушки, продукты пиролиза, а также кислородосодержащий газ поступают непосредственно в реакционную зону за счет эжекционного эффекта, без применения дополнительных нагнетающих средств, а выход горючих газов из реакционной зоны также осуществляется без применения дополнительных вытяжных устройств. При этом в предложенной установке при реализации предложенного способа возможно использовать любое углеродосодержащее сырье без ограничения по морфологическому и фракционному составу. Кроме того, существенно повышается интенсивность процесса газификации и эффективность за счет применения дутья в реакционную зону.Due to the implementation of the installation for gasification in the above-described manner, as well as due to the implementation of the proposed method for gasification of carbon-containing raw materials using the proposed installation, the technological process of gasification is greatly simplified, since all drying products, pyrolysis products, as well as oxygen-containing gas enter directly into the reaction zone due to the ejection effect, without the use of additional injection means, and the exit of combustible gases from the reaction zone is also carried out without the use of additional exhaust devices. At the same time, in the proposed installation, when implementing the proposed method, it is possible to use any carbon-containing raw material without restrictions on morphological and fractional composition. In addition, the intensity of the gasification process and efficiency are significantly increased due to the use of blast in the reaction zone.

Также за счет подачи в реакционную зону соответствующих газов посредством каналов 11, 15, 20, за счет организации локализованного высокотемпературного реакционного ядра посредством направленного острого дутья кислородсодержащего газа, существенно повышается КПД реактора 1, повышается ресурс работы установки и ее производительность при простоте конструкции установки. За счет того, что горючий газ, выходящий из шахты 6, проходит через слой газопроницаемого негорючего дробленого материала, полученный горючий газ на выходе имеет сниженную температуру и он свободен от летучих смолистых соединений.Also, due to the supply of corresponding gases to the reaction zone through channels 11, 15, 20, due to the organization of a localized high-temperature reaction core by means of a directed sharp blast of oxygen-containing gas, the efficiency of the reactor 1 is significantly increased, the service life of the installation and its productivity are increased with a simple design of the installation. Due to the fact that the combustible gas leaving the shaft 6 passes through a layer of gas-permeable non-combustible crushed material, the resulting combustible gas at the outlet has a reduced temperature and is free from volatile resinous compounds.

Благодаря осуществлению направленного дутья через фурмы 16, 17 у верхней и нижней границ реакционной зоны образуется комбинированный многозонный процесс газификации углеродсодержащего топлива. Причем у боковых границ реакционной зоны верхние и нижние фурмы 16, 17 сближаются, и дутье охватывает объем реакционной зоны по контуру.Due to the implementation of directional blasting through the tuyeres 16, 17 at the upper and lower boundaries of the reaction zone, a combined multi-zone process of gasification of carbon-containing fuel is formed. Moreover, at the lateral boundaries of the reaction zone, the upper and lower tuyeres 16, 17 approach each other, and the blast covers the volume of the reaction zone along the contour.

Предварительно нагреваемый в каналах 20 кислородосодержащий газ позволяет охладить отходящие горючие газы. Отдельно организованное дутье кислородсодержащего газа эжекционным способом отбирает газообразные продукты пиролиза из зоны пиролиза над реакционным ядром и, минуя слой топлива, подается в среднюю высокотемпературную часть реакционной зоны. Также отдельно организованное дутье кислородсодержащего газа эжекционным способом отбирает газообразные продукты сушки из зоны сушки над зоной пиролиза и, минуя слой топлива, подает в среднюю высокотемпературную часть реакционной зоны.The oxygen-containing gas preheated in the channels 20 allows the exhaust gas to be cooled. Separately organized blowing of oxygen-containing gas by the ejection method takes out gaseous pyrolysis products from the pyrolysis zone above the reaction core and, bypassing the fuel layer, is fed to the middle high-temperature part of the reaction zone. Also, separately organized blowing of oxygen-containing gas by an ejection method takes gaseous products of drying from the drying zone above the pyrolysis zone and, bypassing the fuel layer, feeds it to the middle high-temperature part of the reaction zone.

Claims (7)

1. Установка для газификации углеродосодержащего сырья, включающая реактор с шахтой, загрузочное устройство, установленное в верхней части шахты, и разгрузочное устройство, установленное в нижней части шахты, отличающаяся тем, что реактор имеет внешние и внутренние стенки, в пространстве между которыми расположен газопроницаемый огнеупорный материал, при этом внутренние стенки образуют расширяющуюся книзу шахту, по меньшей мере одна стенка шахты имеет по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов сушки, расположенное в верхней части шахты, по меньшей мере одно первое отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты и по меньшей мере одно первое сопло, расположенные ниже по меньшей мере одного отверстия для отвода газообразных продуктов сушки, при этом по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов сушки сообщено с по меньшей мере одним первым соплом соответствующим первым каналом, проходящим через газопроницаемый огнеупорный материал, по меньшей мере одна стенка шахты имеет по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов пиролиза, расположенное ниже по меньшей мере одного отверстия для отвода газообразных продуктов сушки, по меньшей мере одно второе отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты и по меньшей мере одно второе сопло, расположенные ниже по меньшей мере одного отверстия для отвода газообразных продуктов пиролиза, при этом по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов пиролиза сообщено с по меньшей мере одним вторым соплом соответствующим вторым каналом, проходящим через газопроницаемый огнеупорный материал, а каждое отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты сообщено с пространством между внешними и внутренними стенками реактора, по меньшей мере с одной стороны реактора расположены по меньшей мере одна верхняя, по меньшей мере одна нижняя и по меньшей мере одни первые и вторые средние фурмы, сообщенные с соответствующим каналом подвода воздуха, проходящим через газопроницаемый огнеупорный материал, причем конец по меньшей мере одной первой средней фурмы расположен в первом канале соосно по меньшей мере одному первому соплу, а конец по меньшей мере одной второй средней фурмы расположен во втором канале соосно по меньшей мере одному второму соплу, по меньшей мере одна верхняя фурма сообщена одним своим концом с шахтой и расположена выше отверстий для отвода выработанных горючих газов из шахты, а по меньшей мере одна нижняя фурма сообщена одним своим концом с шахтой и расположена ниже отверстий для отвода выработанных горючих газов из шахты, по меньшей мере одна внешняя стенка в верхней части имеет по меньшей мере одно отверстие для отвода выработанного горючего газа из установки, а по меньшей мере одна сторона реактора имеет по меньшей мере одно отверстие для розжига, сообщенное с шахтой.1. Installation for gasification of carbonaceous raw materials, including a reactor with a shaft, a loading device installed in the upper part of the shaft, and an unloading device installed in the lower part of the shaft, characterized in that the reactor has external and internal walls, in the space between which there is a gas-permeable refractory material, while the inner walls form a shaft expanding downward, at least one wall of the shaft has at least one opening for removing gaseous drying products located in the upper part of the shaft, at least one first opening for removing the exhaust combustible gases from the shaft and at least one first nozzle located below at least one opening for removing gaseous drying products, wherein at least one opening for removing gaseous drying products is in communication with at least one first nozzle and a corresponding first channel passing through the gas-permeable refractory material, along me At least one wall of the shaft has at least one opening for removing gaseous pyrolysis products located below at least one opening for removing gaseous products of drying, at least one second opening for removing exhaust combustible gases from the shaft and at least one second nozzle located below at least one hole for the removal of gaseous pyrolysis products, while at least one hole for the removal of gaseous pyrolysis products is communicated with at least one second nozzle, the corresponding second channel passing through the gas-permeable refractory material, and each hole for removing the waste combustible gases from the mine are communicated with the space between the outer and inner walls of the reactor, at least one upper, at least one lower and at least one first and second middle tuyeres are located on at least one side of the reactor, connected with the corresponding air supply channel , pass flowing through a gas-permeable refractory material, and the end of at least one first middle tuyere is located in the first channel coaxially to at least one first nozzle, and the end of at least one second middle tuyere is located in the second channel coaxially to at least one second nozzle, at least at least one upper tuyere communicates with one end of the shaft and is located above the openings for removing the exhaust combustible gases from the shaft, and at least one lower tuyere communicates with one of its ends with the shaft and is located below the openings for removing the exhausted combustible gases from the shaft, at least one outer wall in the upper part has at least one opening for withdrawing the generated combustible gas from the installation, and at least one side of the reactor has at least one ignition opening connected with the shaft. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов сушки, по меньшей мере одно первое отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты и по меньшей мере одно первое сопло имеет одна внутренняя стенка, а по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов пиролиза, по меньшей мере одно второе отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты и по меньшей мере одно второе сопло имеет противоположная внутренняя стенка.2. Installation according to claim. 1, characterized in that at least one opening for removing gaseous drying products, at least one first opening for removing exhaust combustible gases from the mine and at least one first nozzle has one inner wall, and at least one opening for removing gaseous pyrolysis products, at least one second opening for removing exhaust combustible gases from the mine, and at least one second nozzle has an opposite inner wall. 3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно первое отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты, по меньшей мере одно первое сопло, по меньшей мере одно второе отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты и по меньшей мере одно второе сопло расположены на одном уровне.3. Installation according to claim. 2, characterized in that at least one first hole for removing the exhaust combustible gases from the mine, at least one first nozzle, at least one second hole for removing the exhaust combustible gases from the mine and at least one second nozzle is located at the same level. 4. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно первое отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты расположено напротив по меньшей мере одного второго сопла, а по меньшей мере одно второе отверстие для отвода выработанных горючих газов из шахты расположено напротив по меньшей мере одного первого сопла.4. An installation according to claim. 2, characterized in that at least one first hole for removing the exhaust combustible gases from the mine is located opposite to at least one second nozzle, and at least one second hole for removing the exhaust combustible gases from the mine is located opposite at least one first nozzle. 5. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что одна внутренняя стенка имеет более одного первого отверстия для отвода выработанных горючих газов из шахты и более одного первого сопла, которые чередуются друг с другом, а противоположная внутренняя стенка имеет более одного второго отверстия для отвода выработанных горючих газов из шахты и более одного второго сопла, которые чередуются друг с другом.5. Installation according to claim. 2, characterized in that one inner wall has more than one first hole for exhausting the exhaust combustible gases from the mine and more than one first nozzle, which alternate with each other, and the opposite inner wall has more than one second hole for exhaust combustion gases generated from the mine and more than one second nozzle, which alternate with each other. 6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние между верхними и нижними фурмами на по меньшей мере одной стороне реактора уменьшается в двух направлениях от середины к периферии.6. Installation according to claim. 1, characterized in that the distance between the upper and lower tuyeres on at least one side of the reactor decreases in two directions from the middle to the periphery. 7. Способ газификации углеродосодержащего сырья, заключающийся в том, что в установку, выполненную по любому из пп. 1-6, загружают углеродосодержащее сырье и через по меньшей мере одно отверстие для розжига поджигают углеродосодержащее сырье с образованием зон раскаленного углерода, через по меньшей мере одну верхнюю и по меньшей мере одну нижнюю фурмы подают нагретый в канале подвода воздуха кислородосодержащий газ с образованием реакционной зоны, через отверстия для отвода выработанных горючих газов отводят из шахты образовавшийся в реакционной зоне горючий газ и выводят пройденный через газопроницаемый огнеупорный материал охлажденный горючий газ через по меньшей мере одно отверстие для отвода выработанного горючего газа из установки, газообразные продукты сушки отводят из шахты через по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов сушки по первому каналу и подают в реакционную зону через по меньшей мере одно первое сопло путем эжекции струей кислородосодержащего газа, выходящего из по меньшей мере одной первой средней фурмы, а газообразные продукты пиролиза отводят из шахты через по меньшей мере одно отверстие для отвода газообразных продуктов пиролиза по второму каналу и подают в реакционную зону через по меньшей мере одно второе сопло путем эжекции струей кислородосодержащего газа, выходящего из по меньшей мере одной второй средней фурмы, и разгружают зольные остатки с помощью разгрузочного устройства.7. The method of gasification of carbonaceous raw materials, which consists in the fact that the installation, made according to any one of paragraphs. 1-6, the carbonaceous raw material is loaded and through at least one ignition hole the carbonaceous raw material is ignited with the formation of hot carbon zones, through at least one upper and at least one lower tuyere oxygen-containing gas heated in the air supply channel is supplied to form a reaction zone the combustible gas formed in the reaction zone is removed from the mine through the holes for the exhaust of the combustible gases, and the cooled combustible gas passed through the gas-permeable refractory material is removed through at least one hole for the exhaust of the produced combustible gas from the installation, the gaseous products of drying are removed from the mine through at least at least one hole for removing gaseous drying products through the first channel and is fed into the reaction zone through at least one first nozzle by ejection with a stream of oxygen-containing gas coming out of at least one first middle tuyere, and gaseous pyrolysis products are removed from the shaft through h at least one hole for withdrawing gaseous pyrolysis products through a second channel and fed into the reaction zone through at least one second nozzle by ejection with a stream of oxygen-containing gas coming out of at least one second middle tuyere, and ash residues are unloaded using an unloading device ...
RU2020111699A 2020-03-20 2020-03-20 Method and apparatus for gasification of carbonaceous feedstock RU2731637C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020111699A RU2731637C1 (en) 2020-03-20 2020-03-20 Method and apparatus for gasification of carbonaceous feedstock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020111699A RU2731637C1 (en) 2020-03-20 2020-03-20 Method and apparatus for gasification of carbonaceous feedstock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731637C1 true RU2731637C1 (en) 2020-09-07

Family

ID=72421795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020111699A RU2731637C1 (en) 2020-03-20 2020-03-20 Method and apparatus for gasification of carbonaceous feedstock

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731637C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2315083C2 (en) * 2006-01-30 2008-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Solid fuel gasifier
RU2406032C2 (en) * 2009-02-18 2010-12-10 Закрытое акционерное общество "Бюро Технологии Экспериментального машиностроения" Plasmochemical reactor for processing of solid wastes
US8632614B2 (en) * 2007-12-20 2014-01-21 Ecoloop Gmbh Autothermal method for the continuous gasification of carbon-rich substances
RU2566783C2 (en) * 2014-02-25 2015-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-инжиниринговая компания "РусЭкоЭнерго" Device for carbonaceous feed gasification
RU2663144C1 (en) * 2017-09-25 2018-08-01 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (ФГУП "ЦЭНКИ") Method of gasification of solid fuel and device for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2315083C2 (en) * 2006-01-30 2008-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Solid fuel gasifier
US8632614B2 (en) * 2007-12-20 2014-01-21 Ecoloop Gmbh Autothermal method for the continuous gasification of carbon-rich substances
RU2406032C2 (en) * 2009-02-18 2010-12-10 Закрытое акционерное общество "Бюро Технологии Экспериментального машиностроения" Plasmochemical reactor for processing of solid wastes
RU2566783C2 (en) * 2014-02-25 2015-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-инжиниринговая компания "РусЭкоЭнерго" Device for carbonaceous feed gasification
RU2663144C1 (en) * 2017-09-25 2018-08-01 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (ФГУП "ЦЭНКИ") Method of gasification of solid fuel and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150090938A1 (en) Method and Device for the Entrained Flow Gasification of Solid Fuels under Pressure
KR101342608B1 (en) Device for gasifying biomass and organic wastes at a high temperature and with an external power supply for generating a high-quality synthesis gas
CN100366710C (en) Multi-nozzle coal water mixture or fine coal gasifying furnace and its industrial application
RU2594410C2 (en) Improved plasma gasifiers for production of synthetic gas
US9234148B2 (en) Process and apparatus for the utilization of the enthalpy of a syngas by additional and post-gasification of renewable fuels
JP2008545860A (en) Fixed bed gasifier
JP2590051B2 (en) High performance coal gasifier
CN101845326B (en) Spiral-flow melting pond gasifier
JP2018502804A (en) Syngas production method and plant
JP4620620B2 (en) Waste gasifier and operating method thereof
US4340397A (en) Slagging gasifier
RU2731637C1 (en) Method and apparatus for gasification of carbonaceous feedstock
JP5827511B2 (en) Coal gas production method and methane production method
JP2004204106A (en) Gasifier of organic material
US4680035A (en) Two stage slagging gasifier
CN201634638U (en) Gasification furnace of spiral-flow type molten pool
JPS6035093A (en) Gas converting device
US11788021B2 (en) Reactor and process for gasifying and/or melting of feed materials
RU2325423C2 (en) Energy process plant for solid fuel thermal processing
JP2013518139A (en) Gasifier and method
KR101704767B1 (en) Gasifier having circulation structure of thermal decomposition gas
CA3119320A1 (en) Reactor and process for gasifying and/or melting of feed materials
KR101704768B1 (en) Gasifier using pyroelectric effect
RU2237703C1 (en) Jet-type gasifier for carbonaceous raw material
JPS63308093A (en) Coal powder gasifying apparatus