RU2744602C1 - Method for gasification of carbon-containing raw materials and device for its implementation - Google Patents

Method for gasification of carbon-containing raw materials and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2744602C1
RU2744602C1 RU2020118732A RU2020118732A RU2744602C1 RU 2744602 C1 RU2744602 C1 RU 2744602C1 RU 2020118732 A RU2020118732 A RU 2020118732A RU 2020118732 A RU2020118732 A RU 2020118732A RU 2744602 C1 RU2744602 C1 RU 2744602C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
partial oxidation
oxidation
channel
chamber
carbon
Prior art date
Application number
RU2020118732A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Владимирович Фещенко
Original Assignee
Юрий Владимирович Фещенко
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 Юрий Владимирович Фещенко filed Critical Юрий Владимирович Фещенко
Priority to RU2020118732A priority Critical patent/RU2744602C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2744602C1 publication Critical patent/RU2744602C1/en
Priority to EP21818532.0A priority patent/EP4163352A1/en
Priority to PCT/RU2021/000230 priority patent/WO2021246904A1/en
Priority to CN202180039952.2A priority patent/CN115803417A/en
Priority to US17/928,396 priority patent/US20230203389A1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/50Fuel charging devices
    • C10J3/506Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/721Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/485Entrained flow gasifiers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D1/00Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F23D1/005Burners for combustion of pulverulent fuel burning a mixture of pulverulent fuel delivered as a slurry, i.e. comprising a carrying liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0276Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using direct heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/12Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating using gaseous or liquid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002Supplying water
    • F23L7/005Evaporated water; Steam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903Feed preparation
    • C10J2300/0906Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903Feed preparation
    • C10J2300/0909Drying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093Coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0959Oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0973Water
    • C10J2300/0976Water as steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1606Combustion processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1678Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with air separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1846Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00Pretreatment
    • F23G2201/40Gasification

Abstract

FIELD: gasification of carbonaceous materials.
SUBSTANCE: invention relates to the field of gasification of carbon-containing raw materials and can be used in chemical, petrochemical, coke-gas, energy and other related industries, mainly for processing carbon-containing raw materials to obtain energy and process gases, obtaining synthesis gas by partial oxidation of a stream containing carbon. The method for gasification of carbon-containing raw materials includes partial oxidation of carbon-containing raw materials in an oxidation chamber in a mixture of oxygen-containing gas and water vapor, partial oxidation is carried out in a partial oxidation channel coaxially installed in a vertical oxidation chamber, and the supply of water vapor for partial oxidation of carbon-containing raw materials is carried out at the inlet and outlet of the vertical combustion chamber oxidation channel. The gas generator contains a housing, a burner device, a vertical oxidation chamber, collectors for supplying carbon-containing raw materials, water vapor and oxygen-containing gas, a pipe for removing gasification products, and a slag removal chamber. A partial oxidation channel is additionally introduced into it, which is coaxially located in the vertical oxidation chamber and is attached to the upper inner part of the housing, into which the burner device is built.
EFFECT: production of high hydrogen content in industrial gases, which makes it possible with high efficiency to carry out utilization of heavy oil residues at refineries to obtain high-quality motor fuels.
15 cl, 5 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к химической, нефтехимической, коксогазовой, энергетической и другим смежным отраслям промышленности, и может быть использовано преимущественно для переработки углеродсодержащего сырья с получением энергетических и технологических газов, в частности, для газификации углеродсодержащего сырья, получения синтез-газа путем парциального окисления потока, содержащего углерод.The present invention relates to chemical, petrochemical, coke and gas, energy and other related industries, and can be used mainly for processing carbon-containing raw materials to obtain energy and process gases, in particular, for gasification of carbon-containing raw materials, obtaining synthesis gas by partial oxidation of the stream, containing carbon.

Способы получения синтез-газа путем парциального окисления в настоящее время хорошо известны в применяемых технологиях. Обычно поток, содержащий углерод (углеводород), такой как уголь, бурый уголь, торф, древесину, кокс, сажу или другие виды газообразного, жидкого или твердого топлива, или их смеси, частично сжигают в реакторе газификации, т.е. парциально окисляют с использованием кислородсодержащего газа, такого как практически чистый кислород или воздух, необязательно обогащенный кислородом, и т.п., получая таким образом поток продукта, содержащий в том числе синтез-газ (т.е. СО и Н2) и CO2.Methods for producing synthesis gas by partial oxidation are now well known in the applied technologies. Typically, a stream containing carbon (hydrocarbon) such as coal, brown coal, peat, wood, coke, soot or other gaseous, liquid or solid fuels, or mixtures thereof, is partially combusted in the gasification reactor, i. E. is partially oxidized using an oxygen-containing gas such as substantially pure oxygen or air, optionally enriched in oxygen, and the like, thereby obtaining a product stream including synthesis gas (i.e., CO and H 2 ) and CO 2 .

Технологии газификации угля в основном подразделяют на три типа: газогенераторы с неподвижным слоем, такие как газогенераторы производства компании «Lurgi AG» (Германия, г.Франкфурт на Майне) [1, стр.161-167], газогенераторы с псевдоожиженным или с кипящем слоем, реализованные по технологии «U-GAS», «Winkler» (США, Институт газовых технологий, г.Чикаго) [1, стр.167-173], и газогенераторы в параллельном потоке, согласно процессу Shell (совместно компании Shell и Uhde, установка Buggenum, Нидерланды) [1, стр.189-191] и «Texaco» (США, Texaco GP, установки Cool Water и Polk ) [1, стр.176-180]. Coal gasification technologies are mainly divided into three types: fixed bed gas generators, such as gas generators manufactured by Lurgi AG (Germany, Frankfurt am Main) [1, pp. 161-167], fluidized or fluidized bed gas generators implemented using the U-GAS technology, Winkler (USA, Institute of Gas Technologies, Chicago) [1, pp. 167-173], and gas generators in parallel flow, according to the Shell process (jointly by Shell and Uhde, installation Buggenum, Netherlands) [1, pp. 189-191] and "Texaco" (USA, Texaco GP, Cool Water and Polk installations) [1, pp. 176-180].

Газогенераторы с неподвижным слоем имеют недостатки, обусловленные низкой пропускной способностью одного устройства и наличием дорогостоящих систем обработки синтез-газа и воды, также им присущи проблемы с безопасностью эксплуатации. Fixed bed gas generators have disadvantages due to the low throughput of a single device and the presence of expensive syngas and water treatment systems, and they also have inherent safety problems.

Газогенераторы с псевдоожиженным слоем имеют низкий КПД в связи с низкой конверсией углерода, трудности с выгрузкой сухой донной золы и унесенной высоколетучей золой. Fluidized bed gas generators have low efficiency due to low carbon conversion, difficulty in discharging dry bottom ash and carried away high fly ash.

Указанные недостатки отсутствуют при использовании процесса газификации в параллельном потоке. В устройствах газификации в параллельном потоке можно осуществлять парциальное окисление практически всех видов углеродсодержащего сырья, с получением технических газов с заданными свойствами. Кроме того, такие газогенераторы имеют небольшие размеры, и могут обеспечить высокую производительность по газифицируемому сырью. These disadvantages are absent when using a parallel flow gasification process. In gasification devices in a parallel flow, it is possible to carry out partial oxidation of almost all types of carbon-containing raw materials, with the receipt of industrial gases with desired properties. In addition, such gas generators are small in size and can provide high productivity for the gasified feedstock.

К недостаткам процесса газификации в параллельном потоке можно отнести следующее: The disadvantages of the parallel flow gasification process include the following:

1. Газификация любых видов твёрдых и жидких топлив в параллельном потоке может эффективно проводиться только при их мелкодисперсном распылении, как правило при размере частиц менее 75 мкм. При этом крупные фракции частиц сырья могут заметно снижать КПД процесса и качество получаемых газов.1. Gasification of any types of solid and liquid fuels in a parallel flow can be efficiently carried out only when they are finely dispersed, as a rule, with a particle size of less than 75 microns. In this case, large fractions of raw material particles can significantly reduce the efficiency of the process and the quality of the gases obtained.

2. Для получения технических газов с максимально высоким выходом водорода (водяной газ, синтез-газ и их смеси) при газификации твёрдых и жидких топлив необходимо использовать для окисления сырья водяной пар или парокислородную смесь, что создаёт проблемы для зажигания смеси при поддержании необходимой оптимальной температуры ведения процесса в районе 900-1100°С [2, стр. 26-27, стр.31]. 2. To obtain industrial gases with the highest possible yield of hydrogen (water gas, synthesis gas and their mixtures) during the gasification of solid and liquid fuels, it is necessary to use water vapor or a steam-oxygen mixture for the oxidation of raw materials, which creates problems for ignition of the mixture while maintaining the required optimal temperature conducting the process in the region of 900-1100 ° С [2, p. 26-27, p. 31].

Известна схема газогенератора, работающего по методу «Koppers-Totzek» [1, стр.174-176], в котором газификация производится при атмосферном давлении. По технологии «Koppers-Totzek» специально подготовленное измельченное и подсушенное топливо поступает в топливный бункер, откуда дозировочными шнеками подается в смесительные форсунки и далее в эллипсовидную реакционную камеру, в которой находятся от двух до четырех горелочных смесительных форсунок, расположенных напротив друг друга. В горелочных форсунках пылевидное топливо смешивается с кислородом и водяным паром таким образом, что водяной пар образует снаружи пылекислородного факела паровую рубашку, предохраняя тем самым огнеупорную футеровку реакционной камеры от шлакования, эрозии и воздействия высоких температур внутри факела. Температура горения внутри факела составляет 1500–1700ºС и ее уровень поддерживается в зависимости от температуры плавления золы. Зола в жидком виде удаляется снизу реакционной камеры в специальное устройство, где охлаждается и гранулируется. К недостаткам данного газификатора относятся: The known scheme of a gas generator operating according to the "Koppers-Totzek" method [1, pp. 174-176], in which gasification is carried out at atmospheric pressure. According to the Koppers-Totzek technology, specially prepared crushed and dried fuel enters the fuel bunker, from where it is fed by metering screws to the mixing nozzles and then to the elliptical reaction chamber, in which there are two to four burner mixing nozzles located opposite each other. In burner nozzles, pulverized fuel is mixed with oxygen and water vapor in such a way that water vapor forms a steam jacket outside the dust-oxygen flame, thereby protecting the refractory lining of the reaction chamber from slagging, erosion and high temperatures inside the flame. The combustion temperature inside the torch is 1500–1700 ° C and its level is maintained depending on the ash melting temperature. Ash in liquid form is removed from the bottom of the reaction chamber into a special device, where it is cooled and granulated. The disadvantages of this gasifier include:

1. Повышенный расход кислорода по сравнению с другими известными парокислородными газогенераторами;1. Increased oxygen consumption in comparison with other known steam-oxygen gas generators;

2. Пониженный выход водорода из-за высоких температур;2. Reduced hydrogen yield due to high temperatures;

3. Невысокая безопасность, т.к. даже незначительные отклонения от номинального режима могут привести к образованию внутри реакционной камеры взрывоопасной концентрации газообразных продуктов.3. Low security, because even minor deviations from the nominal mode can lead to the formation of an explosive concentration of gaseous products inside the reaction chamber.

4. Повышенные требования к конструкционным материалам для строительства газогенератора из-за высоких температур процесса.4. Increased requirements for structural materials for the construction of a gas generator due to high process temperatures.

Известен также способ газификации угля «Destec», который изначально разрабатывался компанией Dow Chemical [1, стр.180-183] для расширения топливной базы путём перехода с природного газа на уголь. Для газификации угля был разработан двухстадийный поточный газогенератор с жидким шлакоудалением. Топливо подается в реактор в виде водоугольной суспензии (уголь/вода = 60/40 %) под высоким давлением, создаваемым насосом. В качестве газифицирующего агента используется высокочистый кислород (95%), производимый специальной установкой. Газификатор работает при давлении 2,75 МПа и температуре 1371ºС. Однако температура процесса зависит от типа используемого топлива, и при наличии более тугоплавкой золы температура процесса увеличивается в связи с жидким шлакоудалением. Водоугольная суспензия подается в нижнюю часть газогенератора, одновременно смешиваясь с кислородом. Происходит частичное окисление угля, обеспечивая, таким образом, эндотермические реакции в зоне газификации тепловой энергией. Образующийся на первой стадии шлак удаляется в водяную ванну и затем используется в строительстве. Неочищенный генераторный газ поступает в верхнюю футерованную часть реактора, куда дополнительно вводится водоугольная суспензия. В этой части происходит реагирование свежего топлива с полученным на первой стадии процесса генераторным газом. На второй стадии теплота сгорания генераторного газа увеличивается, а протекающие эндотермические реакции способствуют его охлаждению до температуры около 1038ºС. There is also known a method of gasification of coal "Destec", which was originally developed by the Dow Chemical [1, pp. 180-183] to expand the fuel base by switching from natural gas to coal. For coal gasification, a two-stage in-line liquid ash removal gasifier has been developed. The fuel is fed into the reactor in the form of a water-coal slurry (coal / water = 60/40%) under high pressure generated by a pump. High-purity oxygen (95%) produced by a special unit is used as a gasifying agent. The gasifier operates at a pressure of 2.75 MPa and a temperature of 1371 ° C. However, the process temperature depends on the type of fuel used, and in the presence of more refractory ash, the process temperature increases due to liquid bottom ash removal. The coal-water slurry is fed to the bottom of the gasifier while mixing with oxygen. Partial oxidation of coal takes place, thus providing endothermic reactions in the zone of gasification with thermal energy. The slag formed in the first stage is removed into a water bath and then used in construction. The raw generator gas enters the upper lined part of the reactor, where a coal-water slurry is additionally introduced. In this part, the fresh fuel reacts with the generator gas obtained in the first stage of the process. At the second stage, the heat of combustion of the generator gas increases, and the ongoing endothermic reactions contribute to its cooling to a temperature of about 1038 ° C.

К недостаткам данного газогенератора относятся: The disadvantages of this gas generator include:

1. Наличие технологических проблем с использованием водоугольной суспензии;1. The presence of technological problems with the use of coal-water suspension;

2. Пониженный выход водорода из-за высоких температур и высоких давлений;2. Reduced hydrogen yield due to high temperatures and high pressures;

3. Повышенный выход углекислого газа СО2 по сравнению с другими прямоточными газификаторами (т.е. получается менее калорийный газ, чем у аналогов);3. Increased yield of carbon dioxide CO 2 in comparison with other direct-flow gasifiers (ie, less caloric gas is obtained than in analogues);

4. Повышенные требования к конструкционным материалам для строительства газогенератора из-за высоких температур процесса.4. Increased requirements for structural materials for the construction of a gas generator due to high process temperatures.

5. Использование в качестве газифицирующего агента кислорода высокой степени очистки. 5. Use of highly purified oxygen as a gasifying agent.

Известен также процесс «PRENFLO» (PRessurised Entrained-FLOw) с генерацией пара (PSG) компании Thyssenkrupp AG [1, стр.183-186], который реализуется при повышенном давлении на любом виде твердого топлива (уголь, нефтяной кокс, биомасса). Процесс основан на технологии «Koppers-Totzek». В газогенераторе подготовленное топливо газифицируется при давлении около 4 МПа. Also known process "PRENFLO" (PRessurised Entrained-FLOw) with steam generation (PSG) from Thyssenkrupp AG [1, pp. 183-186], which is implemented at increased pressure on any type of solid fuel (coal, petroleum coke, biomass). The process is based on Koppers-Totzek technology. In the gas generator, the prepared fuel is gasified at a pressure of about 4 MPa.

Температура газификации при этом выше температуры плавления золы (1400-1600°С), что позволяет осуществлять жидкое шлакоудаление. Преимуществом этого процесса является сухая подача топлива - сырья газификации. Мелкодисперсный уголь (80% объема размером меньше 0,1 мм) подается вместе с кислородом и паром через четыре горелки, расположенные в одной горизонтальной плоскости в нижней части газогенератора. К недостаткам данного газогенератора относятся: The gasification temperature is higher than the ash melting temperature (1400-1600 ° C), which allows for liquid slag removal. The advantage of this process is the dry supply of fuel - gasification feedstock. Fine coal (80% of the volume less than 0.1 mm in size) is fed together with oxygen and steam through four burners located in the same horizontal plane at the bottom of the gas generator. The disadvantages of this gas generator include:

1. Пониженный выход водорода из-за высоких температур и давления (в химической промышленности используются только там, где не требуется высокого содержания водорода в технологическом газе);1. Reduced hydrogen yield due to high temperatures and pressures (in the chemical industry they are used only where a high hydrogen content in the process gas is not required);

2. Высокие температура и давление обусловливают повышенные требования к используемым материалам в строительстве газогенератора и значительные финансовые затраты на его изготовление.2. High temperature and pressure cause increased requirements for the materials used in the construction of the gas generator and significant financial costs for its manufacture.

Известен также газификатор углеродсодержащего сырья (RU № 2237079 , МПК C10J3/20, опубл. 27.09.2004 г.), который относится к газогенераторам углеродсодержащего сырья и может быть использован в химической, нефтехимической, коксогазовой, энергетической и других смежных отраслях промышленности для переработки углеродсодержащего сырья с получением энергетических и технологических газов. Газификатор содержит вертикальную камеру газификации, горелку с патрубками для подачи углеродсодержащего сырья и кислородсодержащего газа, коллектор для подвода водяного пара, форсунки для подачи пылевидного углеродсодержащего сырья, трубу для отвода продуктов газификации (в нижней части камеры газификации), камеру шлакоудаления, при этом он снабжен специальным блоком, состоящим из горелки, размещенной в центре блока над камерой газификации, и форсунок, расположенных вокруг горелки по периферии блока над камерой газификации для создания паровой завесы для защиты футеровки камеры газификации от перегрева. Камера газификации представляет собой цилиндрическую трубу, заканчивающуюся конической камерой шлакоудаления, при этом камера газификации условно разбита на окислительную и восстановительные части. Процесс в зоне окисления осуществляют при температуре 1500-3000°С, а в восстановительной зоне подачей пара достигают снижения температуры до 1000-1600°С. Also known is a gasifier of carbon-containing raw materials (RU No. 2237079, IPC C10J3 / 20, publ. 27.09.2004), which belongs to gas generators of carbon-containing raw materials and can be used in chemical, petrochemical, coke-gas, energy and other related industries for processing carbon-containing raw materials for the production of energy and process gases. The gasifier contains a vertical gasification chamber, a burner with nozzles for supplying carbon-containing raw materials and oxygen-containing gas, a collector for supplying water vapor, nozzles for supplying pulverized carbon-containing raw materials, a pipe for removing gasification products (in the lower part of the gasification chamber), a slag removal chamber, while it is equipped with a special block consisting of a burner located in the center of the block above the gasification chamber and nozzles located around the burner along the periphery of the block above the gasification chamber to create a steam curtain to protect the gasification chamber lining from overheating. The gasification chamber is a cylindrical pipe ending with a conical slag removal chamber, while the gasification chamber is conventionally divided into oxidizing and reducing parts. The process in the oxidation zone is carried out at a temperature of 1500-3000 ° C, and in the reduction zone by supplying steam, the temperature is reduced to 1000-1600 ° C.

К недостаткам данного газогенератора относятся: The disadvantages of this gas generator include:

1. Пониженный выход водорода из-за высоких температур;1. Reduced hydrogen yield due to high temperatures;

2. Пониженный КПД устройства при использовании газификатора в качестве источника тепловой энергии, поскольку наличие свободного водорода и высокое содержание окиси углерода свидетельствуют о неполном сгорании.2. Reduced efficiency of the device when using the gasifier as a source of thermal energy, since the presence of free hydrogen and high carbon monoxide content indicate incomplete combustion.

3. Расположение трубы для отвода газов в нижней части камеры газификации предопределяет попадание значительных объёмов шлака и золы в газоходы и газораспределительную систему, что может привести к быстрому выходу из строя газификатора.3. The location of the gas outlet pipe in the lower part of the gasification chamber predetermines the ingress of significant volumes of slag and ash into the gas ducts and the gas distribution system, which can lead to a rapid failure of the gasifier.

Известен, принятый за ближайший аналог способ газификации в газогенераторе «PRENFLO» PDQ компании Thyssenkrupp AG [1, стр.186-189], более совершенный, чем его предшественник «PRENFLO» PSG, который функционирует согласно процессу «Koppers-Totzek» . В данном газогенераторе происходит газификация мелкодисперсной угольной пыли в смеси кислорода и водяного пара в вертикальной камере окисления при температуре 1400-1600°С. Окисление угля происходит фактически в адиабатических условиях, т.к. камера окисления представляет собой канал, коаксиально расположенный относительно внешней стенки газогенератора, отделённый от внешней стенки кольцевым пространством, омываемым продуктами окисления угля, что поддерживает температуру в камере окисления близкой к 1400-1600°С. Подача угольной пыли и смеси кислорода и водяного пара осуществляется через 4 горизонтальные горелки в верхней части камеры окисления. Камера окисления переходит в камеру быстрого охлаждения водой, в которую через отверстия, расположенные по кольцу в камере охлаждения, впрыскивается вода, охлаждая продукты окисления до температуры 200-250°С. Known adopted as the closest analogue method of gasification in the gas generator "PRENFLO" PDQ company Thyssenkrupp AG [1, pp. 186-189], more perfect than its predecessor "PRENFLO" PSG, which functions according to the "Koppers-Totzek" process. In this gas generator, finely dispersed coal dust is gasified in a mixture of oxygen and water vapor in a vertical oxidation chamber at a temperature of 1400-1600 ° C. Coal oxidation occurs in fact under adiabatic conditions, because the oxidation chamber is a channel coaxially located relative to the outer wall of the gas generator , separated from the outer wall by an annular space washed by the products of coal oxidation, which maintains the temperature in the oxidation chamber close to 1400-1600 ° C. The supply of coal dust and a mixture of oxygen and water vapor is carried out through 4 horizontal burners in the upper part of the oxidation chamber. The oxidation chamber passes into a rapid cooling chamber with water, into which water is injected through the holes located along the ring in the cooling chamber, cooling the oxidation products to a temperature of 200-250 ° C.

Наиболее близким к заявляемому устройству является газогенератор [1, стр.186-189], реализующий указанный способ-прототип, содержащий коллектор для подвода водяного пара и кислорода к горелкам, коллектор подачи газоугольной смеси к горелкам, камеру окисления, которая переходит в камеру быстрого охлаждения водой, представляющую собой цилиндрическую трубу, коаксиально расположенную внутри корпуса газогенератора, заканчивающуюся конической камерой шлакоудаления. Между камерой шлакоудаления и центральной трубой камеры быстрого охлаждения расположен кольцевой зазор, через который сырой генераторный газ окисления и водяной пар покидают камеру охлаждения, далее поднимаются по межстеночному зазору между трубой камеры охлаждения и корпусом газогенератора и выходят из газогенератора в трубу для отвода продуктов газификации на дальнейшую переработку. The closest to the claimed device is a gas generator [1, p. 186-189], which implements the specified prototype method, containing a manifold for supplying water vapor and oxygen to the burners, a collector for supplying a gas-coal mixture to the burners, an oxidation chamber that goes into a rapid cooling chamber water, which is a cylindrical pipe coaxially located inside the gas generator housing, ending in a conical ash removal chamber. An annular gap is located between the slag removal chamber and the central pipe of the rapid cooling chamber, through which the raw oxidation gas and water vapor leave the cooling chamber, then rise through the gap between the walls of the cooling chamber and the gas generator body and leave the gas generator into the pipe for withdrawing gasification products for further processing.

Резкая смена движения газового потока в камере быстрого охлаждения, приводящая к тому, что движение газов вниз после прохода щелевого зазора между трубой камеры охлаждения и камерой шлакоудаления сменяется на движение вверх, позволяет отсепарировать значительное количество шлака и золы с попаданием их в коническую камеру шлакоудаления. Камера шлакоудаления соединяется с системой шлакоудаления. A sharp change in the movement of the gas flow in the rapid cooling chamber, leading to the fact that the downward movement of gases after passing the slotted gap between the pipe of the cooling chamber and the ash removal chamber is replaced by an upward movement, makes it possible to separate a significant amount of slag and ash into the conical ash removal chamber. The ash removal chamber is connected to the ash removal system.

Шлак из газификатора может быть использован в качестве строительного материала. The slag from the gasifier can be used as a building material.

К недостаткам данного газогенератора относятся: The disadvantages of this gas generator include:

1. Пониженный выход водорода из-за высоких температур и давления (в химической промышленности эти газогенераторы используются только там, где не требуется высокое содержание водорода в технологическом газе). Всего водорода не более 22-32% об. (как и для всех прямоточных газогенераторов, основанных на технологии Koppers-Totzek (Процесс Шелл — Копперс ), тогда как для слоевых газогенераторов Lurgi содержание водорода в сухом газе составляет 36-40%, для газогенераторов псевдоожиженного слоя Winkler [1, стр.169-170] содержание водорода лежит в пределах 35-45% [4, стр.30]; 1. Reduced hydrogen yield due to high temperatures and pressures (in the chemical industry, these gas generators are used only where a high hydrogen content in the process gas is not required). Total hydrogen is not more than 22-32% vol. (as for all once-through gas generators based on Koppers-Totzek technology (Shell-Coppers process), while for Lurgi layer gas generators the hydrogen content in dry gas is 36-40%, for Winkler fluidized bed gas generators [1, p. 169- 170], the hydrogen content is in the range of 35-45% [4, p. 30];

2. Высокие температура и давление обусловливают повышенные требования к используемым материалам в строительстве газогенератора и значительные финансовые затраты на его изготовление;2. High temperature and pressure cause increased requirements for the materials used in the construction of the gas generator and significant financial costs for its manufacture;

3. Повышенный удельный расход кислорода на 1 тонну газифицируемого угля, как и для всех прямоточных газогенераторов основанных на технологии Koppers-Totzek (540-650 м3), тогда как для слоевых газогенераторов Лурги составляет 220-300 м3, а для газогенераторов псевдоожиженного слоя Winkler - 350 м3 [4, стр.30-33];3. Increased specific oxygen consumption per 1 ton of gasified coal, as for all once-through gas generators based on Koppers-Totzek technology (540-650 m 3 ), while for Lurgi layer gas generators it is 220-300 m 3 , and for fluidized bed gas generators Winkler - 350 m 3 [4, pp. 30-33];

4. Для обеспечения стабильного зажигания и поддержания стабильного горения смеси помимо повышенного расхода кислорода в камере окисления используется горизонтальное расположение горелок, которое не позволяет снизить температуру процесса до температур 900-1100°С (оптимальные температуры получения синтез-газа), т.к. при таких температурах (900-1100°С) зола подавляющего большинства углей находится в твёрдой фазе, а значит возможно ее накапливание на стенке камеры сгорания, что приводит к ее зашлаковыванию и дальнейшему выходу газогенератора из строя; 4. To ensure stable ignition and maintain a stable combustion of the mixture, in addition to the increased oxygen consumption in the oxidation chamber, a horizontal arrangement of burners is used, which does not allow reducing the process temperature to temperatures of 900-1100 ° C (optimal synthesis gas production temperatures), since at such temperatures (900-1100 ° C), the ash of the overwhelming majority of coals is in the solid phase, which means that it can accumulate on the wall of the combustion chamber, which leads to its slagging and further failure of the gas generator;

5. Слишком резкое охлаждение газов до температуры 200-250°С не позволяет получить дополнительно водород с помощью реакции 5. Too sharp cooling of gases to a temperature of 200-250 ° С does not allow obtaining additional hydrogen by means of the reaction

СО + Н2О = СО2 + Н2 + 10300 ккал, (1) CO + H2O = CO2 + H2 + 10300 kcal, (1)

т.к. уже при температуре 800°С степень разложения водяного пара снижается по сравнению с 1000°С на порядок, и за одно и то же время пребывания и контакта в 1 сек степень конверсии водяного пара при 800°С составит всего 0,5% от конверсии при 1000°С [2, стр.29]. Это означает, что при более низких температурах реакции вообще не будет, что подтверждается ростом константы равновесия этой реакции (1) при 500°С в 100 раз по сравнению с 1000°С [3, стр.102]. since already at a temperature of 800 ° C, the degree of decomposition of water vapor decreases compared to 1000 ° C by an order of magnitude, and for the same residence time and contact in 1 sec, the degree of conversion of water vapor at 800 ° C will be only 0.5% of the conversion at 1000 ° C [2, p. 29]. This means that at lower temperatures there will be no reaction at all, which is confirmed by an increase in the equilibrium constant of this reaction (1) at 500 ° C by a factor of 100 in comparison with 1000 ° C [3, p. 102].

Основной задачей изобретения является создание эффективного способа газификации в параллельном потоке углеродсодержащего сырья, такого как уголь, бурый уголь, торф, древесина, кокс, сажа или других видов газообразного, жидкого или твердого топлива, или их смесей методом парциального окисления углеводородного сырья в смеси кислородсодержащего газа и водяного пара и устройства для его осуществления с целью получения максимально возможного выхода водорода при газификации углеродсодержащего сырья. The main objective of the invention is to provide an effective method of gasification in a parallel flow of carbonaceous feedstock, such as coal, brown coal, peat, wood, coke, soot or other types of gaseous, liquid or solid fuels, or their mixtures by the partial oxidation of hydrocarbonaceous feedstock in a mixture of oxygen-containing gas and water vapor and a device for its implementation in order to obtain the maximum possible yield of hydrogen during gasification of carbonaceous feedstock.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение генераторного газа с повышенным содержанием водорода. При этом достигается стабильность зажигания и поддержания необходимой температуры парциального окисления. The technical result of the claimed invention is to obtain a generator gas with an increased hydrogen content. This achieves stability of ignition and maintenance of the required temperature of partial oxidation.

Заявляемый технический результат достигается тем, что в известном способе газификации углеродсодержащего сырья, включающем парциальное окисление углеродсодержащего сырья в камере окисления в смеси кислородсодержащего газа и водяного пара, парциальное окисление осуществляют в канале парциального окисления, коаксиально установленном в камере окисления, а подачу водяного пара для парциального окисления углеродсодержащего сырья осуществляют на входе и выходе канала парциального окисления камеры сгорания. The claimed technical result is achieved by the fact that in the known method for gasification of carbonaceous feedstock, including partial oxidation of carbonaceous feedstock in an oxidation chamber in a mixture of oxygen-containing gas and water vapor, partial oxidation is carried out in a partial oxidation channel coaxially installed in the oxidation chamber, and the supply of water vapor for partial oxidation of carbonaceous feedstock is carried out at the inlet and outlet of the partial oxidation channel of the combustion chamber.

Оптимально осуществлять парциальное окисление в потоке смеси кислорода и водяного пара в канале парциального окисления камеры окисления при температуре 900-1100°С, которую обеспечивают изменением объема пара на входе в канал парциального окисления. It is optimal to carry out partial oxidation in a flow of a mixture of oxygen and water vapor in the partial oxidation channel of the oxidation chamber at a temperature of 900-1100 ° C, which is provided by changing the volume of steam at the entrance to the partial oxidation channel.

Целесообразно на выходе канала парциального окисления камеры окисления поддерживать температуру в пределах 800-1000°С, которую обеспечивают изменением объема пара на выходе из канала парциального окисления. It is advisable at the outlet of the partial oxidation channel of the oxidation chamber to maintain the temperature in the range of 800-1000 ° C, which is provided by changing the volume of steam at the outlet of the partial oxidation channel.

Целесообразно зажигание смеси углеродсодержащего сырья и парокислородной смеси и поддержание их стабильного горения осуществлять за счёт подачи на вход канала парциального окисления продуктов сгорания из горелочного устройства, установленного вдоль оси канала парциального окисления. It is advisable to ignite a mixture of carbon-containing raw materials and a steam-oxygen mixture and maintain their stable combustion by supplying the partial oxidation channel of combustion products from a burner installed along the axis of the partial oxidation channel to the input of the partial oxidation channel.

Предпочтительно выбирать время пребывания продуктов горения в канале окисления больше времени сгорания максимальной частицы сырья. It is preferable to choose the residence time of the combustion products in the oxidation channel longer than the combustion time of the maximum feed particle.

Геометрические размеры канала парциального окисления оптимально выбирать, исходя из соотношения: It is optimal to choose the geometric dimensions of the partial oxidation channel based on the ratio:

L ≥ (4*G*Tb)/(π*ρ(to) *D2), L ≥ (4 * G * T b ) / (π * ρ (t o ) * D 2 ),

где Where

L – длина канала парциального окисления;L is the length of the partial oxidation channel;

D – диаметр канала парциального окисления;D is the diameter of the partial oxidation channel;

G – массовый приход продуктов окисления в канал парциального окисления;G - mass arrival of oxidation products into the partial oxidation channel;

Tb – температура сгорания максимальной частицы углеродсодержащего сырья;T b is the combustion temperature of the maximum particle of carbonaceous feedstock;

to – расчётная температура продуктов окисления в канале парциального окисления;t o - design temperature of oxidation products in the partial oxidation channel;

ρ(to) – расчётная плотность продуктов окисления в канале парциального окисления.ρ (t o ) is the calculated density of oxidation products in the partial oxidation channel.

В качестве углеродсодержащего сырья можно использовать твёрдое топливо в виде угля, бурого угля, торфа, древесины, кокса, сажи или газообразные и жидкие топлива, или их смеси. Solid fuels in the form of coal, brown coal, peat, wood, coke, soot, or gaseous and liquid fuels, or mixtures thereof, can be used as carbon-containing raw materials.

Технический результат достигается также тем, что известный газогенератор для газификации углеродсодержащего сырья, содержащий корпус, горелочное устройство, вертикальную камеру окисления, коллекторы для подачи углеродсодержащего сырья, водяного пара и кислородсодержащего газа, трубу для отвода продуктов газификации, камеру шлакоудаления, дополнительно содержит канал парциального окисления, который коаксиально расположен в вертикальной камере окисления и прикреплен к верхней внутренней части корпуса, в которую встроено горелочное устройство. The technical result is also achieved by the fact that the known gasifier for gasification of carbonaceous feedstock, comprising a housing, a burner device, a vertical oxidation chamber, collectors for supplying carbonaceous feedstock, water vapor and oxygen-containing gas, a pipe for removing gasification products, a slag removal chamber, additionally contains a partial oxidation channel , which is coaxially located in the vertical oxidation chamber and is attached to the upper inner part of the housing, in which the burner device is built.

Оптимально верхнюю часть корпуса выполнить в виде съемной крышки, в которую встроено горелочное устройство. Optimally, the upper part of the body is made in the form of a removable cover, into which the burner device is built-in.

Труба для отвода продуктов газификации может быть установлена в боковой части корпуса газогенератора, более близкой к верхней части газогенератора. A pipe for withdrawing gasification products can be installed in the side part of the gas generator body, closer to the upper part of the gas generator.

Оптимально выполнить газогенератор для газификации углеродсодержащего сырья содержащим верхний и нижний коллекторы пара, выполненные в виде пустотелых колец, соединенных опускными трубами, оси которых параллельны оси внешнего корпуса, при этом верхний коллектор установлен на внешней стороне крышки газогенератора, опускные трубы размещены на внешней стороне канала парциального окисления, а нижний коллектор пара расположен на выходе из канала окисления, и снабжен отверстиями для выхода пара в поток продуктов парциального окисления. It is optimal to make a gas generator for gasification of carbonaceous raw materials containing upper and lower steam collectors made in the form of hollow rings connected by downpipes, the axes of which are parallel to the axis of the outer casing, while the upper manifold is installed on the outer side of the gas generator cover, downpipes are located on the outer side of the partial oxidation, and the lower steam collector is located at the outlet of the oxidation channel, and is equipped with holes for steam outlet into the stream of partial oxidation products.

Оптимально выполнить горелочное устройство в виде диффузионной горелки, снабженной кольцевыми каналами, расположенными коаксиально вокруг диффузионной горелки и выполненными с возможностью подачи в кольцевые каналы кислородсодержащего газа, углеводородного сырья и водяного пара. It is optimal to make the burner device in the form of a diffusion burner equipped with annular channels arranged coaxially around the diffusion burner and made with the possibility of supplying oxygen-containing gas, hydrocarbon feedstock and water vapor to the annular channels.

Рационально внутренние стенки камеры окисления выполнить в виде змеевика, верхний вывод которого через узел распределения горячего пара соединен с верхним коллектором пара, а нижний вывод подсоединен к внешнему генератору водяного пара. It is rational to make the inner walls of the oxidation chamber in the form of a coil, the upper outlet of which is connected to the upper steam collector through the hot steam distribution unit, and the lower outlet is connected to an external steam generator.

Внутренние стенки камеры окисления могут быть выполнены в виде соосно расположенных торообразных емкостей, обеспечивающих возможность подачи водяного пара снизу камеры окисления к крышке газогенератора. The inner walls of the oxidation chamber can be made in the form of coaxially arranged toroidal containers, which provide the possibility of supplying water vapor from the bottom of the oxidation chamber to the cover of the gas generator.

Канал парциального окисления может быть выполнен с наружной теплоизоляцией. The partial oxidation channel can be made with external thermal insulation.

Заявляемые способ газификации углеродсодержащего сырья, такого как уголь, бурый уголь, торф, древесину, кокс, сажу или другие виды газообразного, жидкого или твердого углеводородного топлива, или их смесей, а также устройство для его осуществления неизвестны из предшествующего уровня техники, следовательно, заявленные решения удовлетворяют условию патентоспособности изобретения «новизна». The claimed method for gasification of carbonaceous raw materials such as coal, brown coal, peat, wood, coke, soot or other types of gaseous, liquid or solid hydrocarbon fuels, or mixtures thereof, as well as a device for its implementation are unknown from the prior art, therefore, the claimed the solutions satisfy the “novelty” condition of patentability of the invention.

Анализ уровня техники на соответствие заявленных решений условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень» показал следующее. The analysis of the state of the art for compliance of the declared solutions with the condition of patentability of the invention "inventive step" showed the following.

В предлагаемом способе для газификации углеродсодержащего сырья, такого как уголь, бурый уголь, торф, древесину, кокс, сажу или другие виды газообразного, жидкого или твердого топлива, или их смесей методом парциального окисления в смеси кислородсодержащего газа и водяного пара с целью максимального получения водорода, в отличие от известных устройств, фактически процесс окисления разбит на 2 этапа: сначала парциальное окисление ведётся в адиабатических условиях в теплоизолированном канале окисления при оптимальных температурах 900-1100°С в потоке смеси кислорода и водяного пара, а затем полученные газы доокисляются на выходе из канала парциального окисления только водяным паром с поддержанием температуры в этой зоне в пределах оптимальных температур 800-1000°С. В предлагаемом устройстве для осуществления заявленного способа окисления в отличие от аналогов все процессы ведутся в условиях, исключающих резкий рост давления в реакционных пространствах. Кроме того, заявляемый способ позволяет обеспечить стабильное зажигание и горение в получаемом двухфазном потоке как на поверхности частицы, так и в газовой фазе, за счёт стабильного поступления дополнительной тепловой энергии от продуктов сгорания поступающих от встроенного горелочного устройства, в котором сжигается жидкое или газообразное топливо. Продукты сгорания от горелочного устройства поступают в канал парциального окисления вдоль оси канала, смешиваясь с углеродсодержащим сырьём и парокислородной смесью. In the proposed method for the gasification of carbon-containing raw materials such as coal, brown coal, peat, wood, coke, soot or other types of gaseous, liquid or solid fuels, or mixtures thereof by the method of partial oxidation in a mixture of oxygen-containing gas and water vapor in order to maximize the production of hydrogen , unlike known devices, in fact, the oxidation process is divided into 2 stages: first, partial oxidation is carried out under adiabatic conditions in a heat-insulated oxidation channel at optimal temperatures of 900-1100 ° C in a flow of a mixture of oxygen and water vapor, and then the resulting gases are further oxidized at the outlet channel for partial oxidation with water vapor only with maintaining the temperature in this zone within the optimal temperature range of 800-1000 ° C. In the proposed device for implementing the claimed oxidation method, in contrast to analogs, all processes are carried out under conditions that exclude a sharp increase in pressure in the reaction spaces. In addition, the claimed method allows for stable ignition and combustion in the resulting two-phase flow both on the surface of the particle and in the gas phase, due to the stable supply of additional thermal energy from the combustion products coming from the built-in burner in which liquid or gaseous fuel is burned. Combustion products from the burner enter the partial oxidation channel along the channel axis, mixing with the carbon-containing feedstock and the steam-oxygen mixture.

При этом стабильность зажигания и поддержание необходимой температуры в канале окисления поддерживается поступлением тепловой энергии от встроенного в верхней части корпуса газогенератора горелочного устройства при сжигании любого топлива независимо от поступающего на окисление в газогенератор углеродсодержащего сырья, например, с помощью кислорода воздуха, в отличие от прототипа и других известных средств, в которых стабилизация поддерживается высоким расходом кислорода для сжигания части окисляемого углеродсодержащего сырья, с получением в них высоких температур 1400-1600°С и давления 27-40 атм, и как результат, с пониженным выходом водорода. Ведение процесса при оптимальных для газификации условий и температур позволяет, в отличие от прототипа, где горелки установлены поперёк вертикальной оси газогенератора, (что приводит к высоким температурам при столкновении потоков продуктов сгорания), использовать в конструкции газогенератора недорогие материалы с существенно меньшей материалоёмкостью и жаростойкостью. Следовательно, заявляемая группа изобретений удовлетворяет условию «изобретательский уровень» At the same time, the stability of ignition and maintenance of the required temperature in the oxidation channel is supported by the flow of thermal energy from the burner device built into the upper part of the gas generator housing when burning any fuel, regardless of the carbon-containing raw material supplied to the gas generator for oxidation, for example, using air oxygen, in contrast to the prototype other known means, in which the stabilization is supported by a high oxygen consumption for burning a part of the oxidizable carbon-containing raw materials, with obtaining high temperatures of 1400-1600 ° C and a pressure of 27-40 atm, and as a result, with a reduced yield of hydrogen. Conducting the process under optimal conditions and temperatures for gasification allows, in contrast to the prototype, where the burners are installed across the vertical axis of the gas generator (which leads to high temperatures when the flow of combustion products collide), to use inexpensive materials with significantly lower material consumption and heat resistance in the structure of the gas generator. Therefore, the claimed group of inventions satisfies the condition "inventive step"

Заявляемые способ и устройство для газификации углеродсодержащего сырья иллюстрируются чертежами, где The inventive method and device for gasification of carbon-containing raw materials are illustrated by drawings, where

на Фиг. 1 схематично представлена общая схема газогенератора для газификации углеродсодержащего сырья; in FIG. 1 schematically shows a general diagram of a gasifier for gasification of carbonaceous raw materials;

на Фиг. 2 представлена схема газогенератора в разрезе; in FIG. 2 is a sectional diagram of a gas generator;

на Фиг. 3 представлена схема горелочного устройства газогенератора; in FIG. 3 shows a diagram of the burner device of the gas generator;

на Фиг. 4 схематично представлена схема газогенератора с змеевиком для подогрева пара и охлаждением стенки корпуса; in FIG. 4 is a schematic diagram of a gas generator with a coil for heating steam and cooling the wall of the casing;

на Фиг. 5 схематично представлена схема газогенератора с набором торообразных емкостей для подогрева пара и охлаждением стенки газогенератора. in FIG. 5 schematically shows a diagram of a gas generator with a set of toroidal containers for heating steam and cooling the wall of the gas generator.

Заявляемый газогенератор для газификации углеродсодержащего сырья содержит корпус 1, камеру окисления 2, крышку корпуса 3 (Фиг.1), горелочное устройство 4 (фиг. 4) с диффузионной горелкой 7, патрубки подвода кислорода 5 и смеси водяного пара и углеродсодержащего сырья 6, трубу 8 для отвода генераторных газов, канал парциального окисления 9 с теплоизоляцией 10, с коллектором 12 подачи пара в пространство на выходе из канала окисления 9, а также опускными трубами 13, (фиг.2), подающими пар от верхнего коллектора пара 14 к коллектору подачи пара 12. В нижней части корпуса установлена камера шлакоудаления 11. The inventive gasifier for gasification of carbon-containing raw materials contains a housing 1, an oxidation chamber 2, a housing cover 3 (Fig. 1), a burner device 4 (Fig. 4) with a diffusion burner 7, pipes for supplying oxygen 5 and a mixture of water vapor and carbon-containing raw materials 6, a pipe 8 for the removal of generator gases, a partial oxidation channel 9 with thermal insulation 10, with a collector 12 for supplying steam to the space at the outlet of the oxidation channel 9, as well as downpipes 13 (Fig. 2) supplying steam from the upper steam header 14 to the supply header steam 12. In the lower part of the body there is a ash removal chamber 11.

На Фиг.2 представлен разрез А-А (Фиг. 1) газогенератора, на котором показан вариант расположения отверстий подачи пара 15 в коллекторе подачи пара 12. На Фиг.3 представлена схема горелочного устройства 4 с встроенной диффузионной горелкой 7 с каналом подачи воздуха 16, с каналом подачи топлива 17 (например, мазут или газовое топливо), с электродами розжига 18, диффузором смешения 19, с каналом подачи кислорода 20 и каналом подачи пара 21. На Фиг. 4 представлена схема газогенератора по Фиг.1, дополненная змеевиком 22 подогрева пара и охлаждения теплоизоляции стенки корпуса 1 газогенератора, патрубком 23 ввода пара в змеевик 22, узлом распределения 24 подачи пара в узел смешения пара с углеродсодержащим сырьём 25 и в коллектор 14, патрубком подачи угля 26 в узел смешения 25. На Фиг. 5 представлена схема газогенератора по Фиг.1, дополненная торообразными емкостями 27 подогрева пара и охлаждения теплоизоляции стенки корпуса 1 газогенератора, патрубком 23 ввода пара в змеевик 22, узлом распределения 24 подачи пара в узел смешения пара с углеродсодержащим сырьём 25 и в коллектор 14, патрубком подачи угля 26, калачами 28, соединяющими торообразные ёмкости 27 между собой. Figure 2 shows a section A-A (Figure 1) of the gas generator, which shows a variant of the arrangement of the steam supply holes 15 in the steam supply manifold 12. Figure 3 shows a diagram of a burner device 4 with a built-in diffusion burner 7 with an air supply channel 16 , with a fuel supply channel 17 (for example, fuel oil or gas fuel), with ignition electrodes 18, a mixing diffuser 19, with an oxygen supply channel 20 and a steam supply channel 21. FIG. 4 shows a diagram of the gas generator of FIG. 1, supplemented with a coil 22 for heating steam and cooling the thermal insulation of the wall of the housing 1 of the gas generator, a branch pipe 23 for introducing steam into the coil 22, a distribution unit 24 for supplying steam to a unit for mixing steam with a carbonaceous raw material 25 and into a collector 14, a supply pipe coal 26 to mixing unit 25. FIG. 5 shows a diagram of the gas generator according to FIG. 1, supplemented with toroidal tanks 27 for heating steam and cooling the thermal insulation of the wall of the gas generator body 1, a pipe 23 for introducing steam into a coil 22, a distribution unit 24 for supplying steam to a unit for mixing steam with a carbon-containing raw material 25 and into a collector 14, a pipe coal supply 26, rolls 28, connecting toroidal containers 27 with each other.

Заявляемые способ и газогенератор работают следующим образом. The inventive method and gasifier operate as follows.

Сырой пар через патрубок 23 (Фиг.4) поступает в змеевик 22, где подогревается отходящими генераторными газами через трубу 8 отвода генераторных газов. Через змеевик 22 пар поступает в узел распределения пара 24, где он разделяется на 2 потока. Часть пара поступает в узел смешения 25, где пар подхватывает поступающее через патрубок 26 мелкодисперсное углеродсодержащее сырьё, например, угольную пыль, и полученная пароугольная смесь поступает через патрубок 6, например, через эжекционное устройство или шлюзовик (на чертеже не показаны) в горелочное устройство. Горелочное устройство представляет собой комбинированную горелку 4 (Фиг.3) в которой в центре расположена диффузионная горелка 7 для сжигания жидкого или газообразного топлива в воздухе. Продукты сгорания диффузионной горелки с температурой 1500-20000С создают ядро газового потока, закрученного диффузором смешения 19 горелки 7 и подхватывают, смешивая потоки кислорода, поступающего через патрубок 5 в канал 20, и пароугольной смеси, поступающей через патрубок 6 в канал 21. The raw steam through the branch pipe 23 (Fig. 4) enters the coil 22, where it is heated by the exhaust gas from the generator through the pipe 8 of the outlet of the generator gases. Through the coil 22, steam enters the steam distribution unit 24, where it is divided into 2 streams. Part of the steam enters the mixing unit 25, where the steam picks up finely dispersed carbon-containing raw materials supplied through the nozzle 26, for example, coal dust, and the resulting vapor-coal mixture enters through the nozzle 6, for example, through an ejection device or a sluice (not shown in the drawing) into the burner device. The burner device is a combination burner 4 (Fig. 3) in which a diffusion burner 7 is located in the center for burning liquid or gaseous fuel in air. The combustion products of a diffusion burner with a temperature of 1500-2000 0 С create the core of the gas flow swirling by the mixing diffuser 19 of the burner 7 and are picked up by mixing the flows of oxygen entering through the nozzle 5 into the channel 20 and the vapor-coal mixture entering through the nozzle 6 into the channel 21.

Важным и существенным для получения максимально возможного количества водорода при газификации углеводородных частиц в параллельном потоке является решение нескольких противоречивых задач, а именно получение генераторного газа по эндотермической химической реакции It is important and essential to obtain the maximum possible amount of hydrogen during gasification of hydrocarbon particles in a parallel flow is the solution of several contradictory problems, namely, the production of generator gas by an endothermic chemical reaction

С + Н2О = СО + Н2 – 31700 ккал (2)С + Н2О = СО + Н2 - 31700 kcal (2)

с существенной потерей тепловой энергии, одновременно с процессом выгорания части углеродсодержащих частиц в кислороде (в общем потоке пара и кислородсодержащего газа) и поддержания температуры процесса в диапазоне 900-1100°С. with a significant loss of thermal energy, simultaneously with the process of burning out a part of carbon-containing particles in oxygen (in the total flow of steam and oxygen-containing gas) and maintaining the process temperature in the range of 900-1100 ° C.

Чтобы получить требуемый результат, необходимо, прежде всего, вести процесс при низком давлении (например, близком к атмосферному), тогда согласно принципу Ле Шателье процесс согласно (2) будет сдвинут вправо. Прицип Ле Шателье устанавливает, что в случае воздействия на равновесную систему извне, с изменением какого-нибудь из факторов, определяющих положение равновесия, в системе усиливается то направление процесса, которое ослабляет это воздействие. Поскольку в результате реакции (2) образуется 2 моля газа (СО и Н2 вместо одного моля Н2О), с повышением давления в результате роста объёма газов, то понижая давление в реакторе, можно заставить систему вернуться в равновесие, ускоряя реакцию (2) с генерацией газов СО и Н2. И наоборот, при повышении давления в реакторе, в устройстве снижается давление за счёт замедления реакции (2). Технически это означает, что нужно не допускать повышения давления при ведении процесса окисления, т.е. нужно не допускать увеличения газодинамических сопротивлений движению потока газов, а значит конструктивно каналы, по которым движутся продукты окисления не должны иметь резких сужений, а сгорание углеродсодержащих частиц предпочтительно вести в процессе движения в потоке, а не в замкнутой камере. To obtain the required result, it is necessary, first of all, to carry out the process at low pressure (for example, close to atmospheric), then, according to Le Chatelier's principle, the process according to (2) will be shifted to the right. Le Chatelier's principle establishes that in the case of an impact on an equilibrium system from the outside, with a change in any of the factors that determine the equilibrium position, the direction of the process in the system that weakens this effect is enhanced . Since as a result of reaction (2), 2 moles of gas are formed (CO and H2 instead of one mole of H2O), with an increase in pressure as a result of an increase in the volume of gases, then lowering the pressure in the reactor, it is possible to force the system to return to equilibrium, accelerating reaction (2) with the generation gases CO and H2. Conversely, when the pressure in the reactor increases, the pressure in the device decreases due to the slowing down of the reaction (2). Technically, this means that pressure must not be allowed to rise during the oxidation process, i.e. it is necessary to prevent an increase in gas-dynamic resistance to the movement of the gas flow, which means that structurally the channels through which the oxidation products move should not have sharp narrowings, and the combustion of carbon-containing particles should preferably be carried out during movement in the flow, and not in a closed chamber.

Для поддержания необходимой высокой температуры рационально часть углерода сжигать в кислороде согласно реакции To maintain the required high temperature, it is rational to burn part of the carbon in oxygen according to the reaction

С + О2 = СО2 + 94300 ккал, (3)С + О2 = СО2 + 94,300 kcal, (3)

которая при 1000°С протекает практически мгновенно, а при понижении температуры её скорость резко снижается [1, стр.24]. Однако для поддержания реакции (2) требуется значительное количество водяного пара, что отбирает тепловую мощность, а поступление тепла по реакции (3) происходит постепенно по мере выгорания частиц, поэтому рациональным является разделение водяного пара на 2 части, где первая часть пара поступает через горелочное устройство, а вторая часть пара, поступающего на парциальное окисление сырья, поступает в поток продуктов парциального окисления на выходе из канала окисления, после выгорания частиц углеродсодержащего сырья, в пространство между вертикальной стенкой корпуса газогенератора и стенкой канала окисления. Кроме того, разделение подачи водяного пара позволяет на выходе из канала окисления вести управляемую реакцию СО + Н2О = СО2 + Н2 + 10300 ккал по формуле (1) which at 1000 ° C occurs almost instantaneously, and with a decrease in temperature, its speed sharply decreases [1, p. 24]. However, to maintain reaction (2), a significant amount of water vapor is required, which takes away thermal power, and the flow of heat by reaction (3) occurs gradually as the particles burn out, therefore, it is rational to divide the water vapor into 2 parts, where the first part of the steam enters through the burner the device, and the second part of the steam supplied to the partial oxidation of the raw material enters the flow of the products of partial oxidation at the outlet of the oxidation channel, after burning out the particles of the carbon-containing raw material, into the space between the vertical wall of the gas generator body and the wall of the oxidation channel. In addition, the separation of the water vapor supply allows a controlled reaction CO + H2O = CO2 + H2 + 10300 kcal at the exit from the oxidation channel according to the formula (1)

с увеличением водорода в генераторном газе. Поскольку реакция (1) экзотермична, то согласно принципу Ле Шателье при повышении температуры равновесие будет смещаться влево (т.е. в сторону исходных продуктов!), но для этой реакции границей является температура в 1000°С (это видно из динамики константы равновесия [3, стр.102] и по экспериментальным данным [2, стр.30]). Т.е. подача водяного пара на выходе из канала окисления позволит пройти реакции (1) и снизить температуру газов до 700-800°С, не позволив ей подняться выше 900-1000°С. Следовательно, оптимальным является поддержание температуры на выходе из канала окисления в пределах 800-1000С°. with an increase in hydrogen in the generator gas. Since reaction (1) is exothermic, then, according to Le Chatelier's principle, as the temperature rises, the equilibrium will shift to the left (ie towards the starting products!), But for this reaction the boundary is a temperature of 1000 ° C (this can be seen from the dynamics of the equilibrium constant [ 3, p. 102] and according to experimental data [2, p. 30]). Those. the supply of water vapor at the outlet of the oxidation channel will allow reactions (1) to proceed and reduce the gas temperature to 700-800 ° C, preventing it from rising above 900-1000 ° C. Therefore, it is optimal to maintain the temperature at the exit from the oxidation channel within 800-1000C °.

Для завершения окислительно-восстановительных реакций (2) в канале парциального окисления его геометрические размеры (диаметр и длина) должны обеспечивать время пребывания горящей частицы в канале не меньшем, чем время её выгорания (что значительно повышает КПД процесса), а это существенно зависит от размера сгораемой частицы. Так, например, частица антрацита диаметром 100 мкм сгорает в кислороде за 7,1 сек, а диаметром в 50 мкм за 0,413 сек [3, стр.210]. Зная размер частиц газифицируемого сырья и его часовой расход, легко рассчитать геометрические размеры канала окисления. To complete the redox reactions (2) in the partial oxidation channel, its geometric dimensions (diameter and length) must ensure the residence time of the burning particle in the channel not less than the time of its burnout (which significantly increases the efficiency of the process), and this significantly depends on the size combustible particles. So, for example, a particle of anthracite with a diameter of 100 microns burns in oxygen in 7.1 seconds, and with a diameter of 50 microns in 0.413 seconds [3, p. 210]. Knowing the particle size of the gasified feedstock and its hourly consumption, it is easy to calculate the geometric dimensions of the oxidation channel.

Важнейшим условием стабильной работы газогенератора с газификацией частиц в потоке является стабильное зажигание и горение в получаемом двухфазном потоке, где горение идёт как на поверхности частицы, так и в газовой фазе, и для стабильности процесса важно, чтобы скорость распространения пламени была выше скорости двухфазного потока, иначе произойдёт срыв пламени и процесс окисления прекратится. В известных газогенераторах поточной газификации, в том числе в ближайшем аналоге «PRENFLO» PDQ эта проблема решается тем, что скорость сгорания частиц угля увеличивают, повышая давление и температуру процесса за счёт увеличения подачи кислорода и сжигания большего количества угля по реакции (3). А кроме того, увеличивают время пребывания частиц в реакторе за счет расположения горелок перпендикулярно потоку. Важным в конструкции прототипа является то, что повышение давления в камере окисления достигается за счёт сужения на выходе из камеры окисления в форме ракетного сопла, что априори требует жидкого шлакоудаления, а значит и высоких температур, т.к. в противном случае сужающийся канал будет быстро зашлакован. The most important condition for the stable operation of a gasifier with gasification of particles in the flow is stable ignition and combustion in the resulting two-phase flow, where combustion occurs both on the surface of the particle and in the gas phase, and for the stability of the process it is important that the flame propagation speed is higher than the speed of the two-phase flow. otherwise, the flame will break off and the oxidation process will stop. In known gasification gas generators, including the closest analogue of PRENFLO PDQ, this problem is solved by the fact that the combustion rate of coal particles is increased by increasing the pressure and temperature of the process by increasing the oxygen supply and burning more coal by reaction (3). And in addition, the residence time of the particles in the reactor is increased due to the arrangement of the burners perpendicular to the flow. It is important in the design of the prototype that the pressure increase in the oxidation chamber is achieved due to the narrowing at the exit from the oxidation chamber in the form of a rocket nozzle, which a priori requires liquid slag removal, and hence high temperatures, since otherwise, the narrowing channel will be quickly slagged.

В заявляемом устройстве эта проблема решается тем, что с целью получения постоянного источника зажигания и стабилизации процесса парциального окисления горелочное устройство, встроенное предпочтительно в крышку газогенератора, представляет собой комбинированную диффузионную горелку, в центре которой, вдоль оси встроена собственно диффузионная горелка для сжигания газообразного или жидкого топлива, которая снабжена кольцевыми каналами, расположенными коаксиально вокруг встроенной диффузионной горелки, выполненными с возможностью подачи в эти кольцевые каналы кислородсодержащего газа, углеводородного сырья и водяного пара. Т.е. источником дополнительного тепла для зажигания смеси и поддержания стабильным процесса окисления в предлагаемом способе является тепло продуктов сгорания жидкого или газообразного топлива поступающего вдоль потока реагирующей парокислородной смеси и углеродсодержащего сырья. Такая схема процесса горения позволяет получить стабильное зажигание двухфазного потока, поддержать его горение до стабильной генерации тепла по реакции (3) и компенсировать теплопотери на реакции углерода и окиси углерода с водяным паром. Термодинамические расчёты вариантов такого процесса показывают, что мощности такой встроенной горелки в 10-25% от мощности сжигаемого по реакции (3) углерода достаточно для получения стабильного процесса с температурой в потоке не выше 1100°С. In the claimed device, this problem is solved by the fact that in order to obtain a constant ignition source and stabilize the partial oxidation process, the burner device, preferably built into the cover of the gas generator, is a combined diffusion burner, in the center of which, along the axis, the actual diffusion burner for burning gaseous or liquid fuel, which is equipped with annular channels arranged coaxially around the built-in diffusion burner, made with the possibility of supplying oxygen-containing gas, hydrocarbon feedstock and water vapor to these annular channels. Those. the source of additional heat for igniting the mixture and maintaining a stable oxidation process in the proposed method is the heat of combustion products of liquid or gaseous fuel supplied along the stream of the reacting steam-oxygen mixture and carbon-containing raw materials. Such a scheme of the combustion process makes it possible to obtain stable ignition of a two-phase flow, to maintain its combustion until stable heat generation according to reaction (3), and to compensate for heat losses due to the reaction of carbon and carbon monoxide with water vapor. Thermodynamic calculations of variants of such a process show that the power of such a built-in burner in 10-25% of the power of carbon burned by reaction (3) is sufficient to obtain a stable process with a temperature in the flow not higher than 1100 ° C.

Таким образом, заявляемый способ позволяет обеспечить стабильное зажигание и горение в получаемом двухфазном потоке как на поверхности частицы, так и в газовой фазе, за счёт стабильного поступления дополнительной тепловой энергии от продуктов сгорания поступающих от встроенного горелочного устройства, в котором сжигается жидкое или газообразное топливо. Продукты сгорания от горелочного устройства поступают в канал парциального окисления вдоль оси канала, смешиваясь с углеродсодержащим сырьём и парокислородной смесью. Thus, the claimed method allows for stable ignition and combustion in the resulting two-phase flow both on the surface of the particle and in the gas phase, due to the stable supply of additional thermal energy from the combustion products coming from the built-in burner, in which liquid or gaseous fuel is burned. Combustion products from the burner enter the partial oxidation channel along the channel axis, mixing with the carbon-containing feedstock and the steam-oxygen mixture.

Регулировкой расходов пара, угля и кислорода в канале окисления 9 (Фиг.4) устанавливают температуру 900-1100°С, отслеживаемую по термодатчикам (на чертежах не показаны). Вторая часть пара из узла распределения 25 по трубам 13 поступает в коллектор подачи пара 12 и через отверстия 15 подаётся в пространство на выходе из канала окисления 9, где происходит доокисление окиси углерода до двуокиси углерода с получением водорода. Расчётное количество пара должно обеспечивать в сумме охлаждение до температуры не выше 900-1000°С для предотвращения обратных реакций по формуле (1). Полученные генераторные газы через трубу 8 отвода генераторных газов поступают на охлаждение и очистку и дальнейшую переработку (например на органический синтез или на мембранный разделитель с дальнейшей подачей полученного водорода на гидрогенизацию угля). Основная масса образовавшихся в результате сгорания угля шлака и золы поступают в камеру шлакоудаления 11, откуда системой золо- и шлакоудаления поступают на утилизацию. By adjusting the flow rates of steam, coal and oxygen in the oxidation channel 9 (Fig. 4), a temperature of 900-1100 ° C is set, monitored by temperature sensors (not shown in the drawings). The second part of the steam from the distribution unit 25 through pipes 13 enters the steam supply collector 12 and through the holes 15 is fed into the space at the outlet of the oxidation channel 9, where additional oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide takes place to produce hydrogen. The calculated amount of steam should provide a total of cooling to a temperature not exceeding 900-1000 ° C to prevent reverse reactions according to formula (1). The resulting generator gases through the pipe 8 for the outlet of the generator gases are fed for cooling and purification and further processing (for example, for organic synthesis or for a membrane separator with further supply of the obtained hydrogen for the hydrogenation of coal). The bulk of the slag and ash formed as a result of the combustion of coal enter the ash removal chamber 11, from where they are sent for utilization by the ash and ash removal system.

Пример конкретного выполненияAn example of a specific implementation

1. Для производства водорода для завода гидрогенизации угля был построен опытный образец газогенератора по схеме Фиг.5 для парциального окисления угля. Были определены показатели исходного угля: зольность средняя - 12%; влажность 8%; содержание углерода в органической части угля (ОМУ) – 77%; содержание водорода в ОМУ – 5%. Исходный уголь был подвергнут дроблению, сушке в барабанной сушилке и тонкому помолу на дробилке с размером частиц менее 100 мкм (80% частиц размером менее 50 мкм). Расход сухого угля составлял 1 тонну в час. 1. For the production of hydrogen for a coal hydrogenation plant, a prototype gas generator was built according to the scheme of Fig. 5 for the partial oxidation of coal. The parameters of the initial coal were determined: average ash content - 12%; humidity 8%; carbon content in the organic part of coal (OMU) - 77%; the hydrogen content in the WMD is 5%. The original coal was subjected to crushing, drying in a drum dryer and fine grinding on a crusher with a particle size of less than 100 microns (80% of particles less than 50 microns). Dry coal consumption was 1 ton per hour.

2. В качестве источника кислорода была выбрана установка получения кислорода из воздуха производительностью – 300 м3 в час или 390 кг в час. 2. As a source of oxygen was chosen installation for obtaining oxygen from air with a capacity of 300 m 3 per hour or 390 kg per hour.

3. Объём количества воды на окисление угля и пропорции распределения объёмов пара через горелку и коллектор на выходе из канала окисления были выбраны из термодинамических расчётов тепловых балансов химических реакций окисления и восстановления. В качестве встроенной в горелочное устройство диффузионной горелки использовали горелку на мазуте тепловой мощностью 200 кВт, в которой в час сгорает 20 кг мазута в 20х10,8=216 м3/час воздуха или в 276,5 кг/час воздуха.3. The volume of water for coal oxidation and the proportions of the distribution of steam volumes through the burner and the collector at the exit from the oxidation channel were selected from thermodynamic calculations of heat balances of chemical reactions of oxidation and reduction. A fuel oil burner with a thermal power of 200 kW was used as a diffusion burner built into the burner device, in which 20 kg of fuel oil burns per hour in 20x10.8 = 216 m 3 / h of air or in 276.5 kg / h of air.

4. На вход канала парциального окисления через горелочное устройство подавали до 150 кг пара в час. Расчётная температура продуктов сгорания на выходе из канала парциального окисления составила 952°С, что вписывается в оптимальный температурный предел 900-1100°С. 4. Up to 150 kg of steam per hour was fed to the inlet of the partial oxidation channel through the burner device. The calculated temperature of the combustion products at the exit from the partial oxidation channel was 952 ° C, which fits into the optimal temperature limit of 900-1100 ° C.

6. Подачу пара из коллектора (поз.12, Фиг.5) осуществляли через 3 ряда отверстий с углом распыла между рядами отверстий в 120°. Объём пара, поступающего через коллектор (поз.12 Фиг.5), составлял 250-300 кг в час. 6. The supply of steam from the manifold (item 12, Fig. 5) was carried out through 3 rows of holes with a spray angle between the rows of holes of 120 °. The volume of steam entering through the collector (item 12 in Fig. 5) was 250-300 kg per hour.

Регулирование объёмов пара, поступающих через горелочное устройство и через коллектор вели по данным 3-х датчиков температуры, встроенных перед выходом из канала окисления и данным датчиков температуры, встроенных в кольцевой зазор между каналом окисления и корпусом газогенератора выше выхода из канала окисления на 20 см (3 шт).The steam volumes supplied through the burner and through the manifold were controlled according to data from 3 temperature sensors built in before the exit from the oxidation channel and data from temperature sensors built into the annular gap between the oxidation channel and the gas generator casing 20 cm above the exit from the oxidation channel ( 3 pcs).

Выбор геометрических размеров канала парциального окисления (поз.9, Фиг.6) определялся временем пребывания продуктов горения в канале окисления. Это величина должна быть предпочтительно больше времени сгорания максимальной частицы сырья. В газогенератор поступала угольная пыль размером до 50мкм – 80% и до 80 - 90 мкм – 20%. Время сгорания частицы размером в 50 мкм составляло 0,41 сек, а размером в 100 мкм – 7 сек. При условии полного реагирования угля в парокислородном потоке получали при температуре в 1000°С около 826 литров газов в секунду. При выборе диаметра канала парциального окисления в 0,85 метра и длине камеры окисления в 6 метров время пребывания частиц в камере окисления составляло 7,9 секунды, что превышает теоретическое время сгорания частицы угля максимального размера. The choice of the geometric dimensions of the partial oxidation channel (pos. 9, Fig. 6) was determined by the residence time of the combustion products in the oxidation channel. This value should preferably be greater than the combustion time of the maximum particle of the raw material. The gas generator received coal dust up to 50 µm - 80% and up to 80 - 90 µm - 20%. The combustion time of a particle with a size of 50 microns was 0.41 sec, and a particle of 100 microns was 7 sec. Under the condition of complete reaction of coal in a steam-oxygen stream, about 826 liters of gases per second were obtained at a temperature of 1000 ° C. When the diameter of the partial oxidation channel was chosen at 0.85 meters and the length of the oxidation chamber was 6 meters, the residence time of the particles in the oxidation chamber was 7.9 seconds, which exceeds the theoretical combustion time of a coal particle of maximum size.

Состав газов (сухих) при режиме с максимальным выходом водорода составил в среднем в объёмных %: The composition of gases (dry) in the regime with the maximum hydrogen yield was on average in volume%:

Н2 – 52,3%,H2 - 52.3%,

N2 – 10,0%,N2 - 10.0%,

CO – 12,4%,CO - 12.4%,

CO2 – 25,3%.CO2 - 25.3%.

Расход кислорода на 1 тонну сухого угля составил 300 м3 в час, расход пара на 1 тонну сухого угля составил 370 – 430 кг.Oxygen consumption per 1 ton of dry coal was 300 m 3 per hour, steam consumption per 1 ton of dry coal was 370 - 430 kg.

Из источника сведений [4, стр.31], раскрывающего установку по прототипу согласно технологии «Шелл-Копперс» известны следующие средние показатели: From the source of information [4, page 31], which discloses the prototype installation according to the Shell-Coppers technology, the following average indicators are known:

Н2 – 25,6%H2 - 25.6%

CO – 65,6%CO - 65.6%

CO2 – 0,8%CO2 - 0.8%

СН4 – 8,0%CH4 - 8.0%

Расход кислорода составил 644м3 на тонну сухого угля, а расход пара только около 100 кг на тонну сухого угля. Очевидно, что показатели выхода водорода по предлагаемым способу и устройству в 2 раза выше, чем у прототипа, расход кислорода в 2 раза меньше, а температура процесса ниже - 1100°С, по сравнению с прототипом, в котором процесс идёт при температуре 1400-1600°С В заявляемом устройстве практически в 4 раза больше расход водяного пара, но повышенный выход водорода как раз и определяется за счёт разложения воды.The oxygen consumption was 644m 3 per ton of dry coal, and the steam consumption was only about 100 kg per ton of dry coal. Obviously, the indicators of the hydrogen yield according to the proposed method and device are 2 times higher than that of the prototype, the oxygen consumption is 2 times less, and the process temperature is lower - 1100 ° C, compared to the prototype, in which the process takes place at a temperature of 1400-1600 ° С In the claimed device, the consumption of water vapor is almost 4 times higher, but the increased yield of hydrogen is precisely determined due to the decomposition of water.

Приведенный пример конкретной реализации заявляемого способа и устройства для его реализации показывает, что в установке по заявляемому газогенератору, полученные результаты по выходу водорода значительно превышают показатели по выходу водорода по сравнению с прототипом. При этом общий расход водяного пара на парциальное окисление угля составляет 370-430 кг на 1 тонну угля. Расход кислорода составил 300 м3 на тонну угля. Общий выход водорода составил около 65 кг в час, в то время как в прототипе около 32 кг в час.The given example of a specific implementation of the proposed method and the device for its implementation shows that in the installation for the inventive gas generator, the results obtained for the hydrogen yield significantly exceed the indicators for the hydrogen yield in comparison with the prototype. In this case, the total consumption of steam for the partial oxidation of coal is 370-430 kg per 1 ton of coal. The oxygen consumption was 300 m 3 per ton of coal. The total hydrogen yield was about 65 kg per hour, while in the prototype it was about 32 kg per hour.

Заявляемое изобретение может найти широкое применение для газификации углеродсодержащего сырья, в связи с обеспечением эффективной газификации в параллельном потоке углеродсодержащего сырья, такого как уголь, бурый уголь, торф, древесина, кокс, сажа или другие виды газообразного, жидкого или твердого топлива, или их смесей с целью получения генераторного газа с максимально высоким содержанием водорода. При этом требуемые параметры получаемого газа легко регулируются изменением расходов кислорода, пара, газифицируемого сырья и мощностью встроенной горелки. The claimed invention can find wide application for the gasification of carbonaceous feedstock, in connection with the provision of efficient gasification in a parallel flow of carbonaceous feedstock, such as coal, brown coal, peat, wood, coke, soot or other types of gaseous, liquid or solid fuels, or mixtures thereof in order to obtain generator gas with the highest possible hydrogen content. At the same time, the required parameters of the produced gas are easily regulated by changing the flow rates of oxygen, steam, gasified raw materials and the power of the built-in burner.

Газогенератор может быть использован в химической, углехимической и нефтехимической промышленностях (аммиак, метанол, синтетические топлива и т.д.), коксогазовой, энергетической и других смежных отраслях промышленности для переработки углеродсодержащего сырья с получением энергетических и технологических газов. Высокое содержание водорода в технических газах, получаемых в заявленном устройстве позволит с высокой эффективностью проводить на нефтеперерабатывающих заводах утилизацию тяжёлых нефтяных остатков, с получением высококачественных моторных топлив, а для углехимической промышленности заявляемое устройство может стать основным базовым устройством для химической переработки углей. Такое устройство одинаково важно, как для переработки углей методом гидрогенизации, так и для получения из углей синтез-газа. The gas generator can be used in the chemical, coal chemical and petrochemical industries (ammonia, methanol, synthetic fuels, etc.), coke oven gas, energy and other related industries for the processing of carbon-containing raw materials to obtain energy and process gases. The high content of hydrogen in the technical gases obtained in the claimed device will allow with high efficiency to carry out the utilization of heavy oil residues at oil refineries, with the receipt of high-quality motor fuels, and for the coal chemical industry, the claimed device can become the main basic device for the chemical processing of coals. Such a device is equally important both for the processing of coals by hydrogenation and for the production of synthesis gas from coals.

Список литературы: List of references:

1. Алешина А. С., Сергеев В. В. «Газификация твердого топлива» : учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. — 202 с.1. Aleshina AS, Sergeev V. V. "Gasification of solid fuel": textbook. allowance. SPb .: Publishing house of Polytechnic. University, 2010 .-- 202 p.

2. Рамбуш Н.Э. (перевод с англ.) «Газогенераторы» - М.-Л.: ГОНТИ, 1939. – 413с.2. Rambush N.E. (translated from English) "Gas generators" - M.-L .: GONTI, 1939. - 413p.

3. Померанцев В.В., Арефьев К.В. и др. «Основы практической теории горения»: Учебное пособие для вузов – Л.: Энергоатомиздат, 1986. – 312с.3. Pomerantsev V.V., Arefiev K.V. and others. "Fundamentals of the practical theory of combustion": Textbook for universities - L .: Energoatomizdat, 1986. - 312s.

4. Шиллинг Г.-Д., Бонн Б., Краус У. «Газификация угля» - М.: Недра, 1986. – 175с.4. Schilling G.-D., Bonn B., Kraus U. "Gasification of coal" - M .: Nedra, 1986. - 175p.

Перечень ссылочных обозначенийList of reference symbols

1. Корпус1. Housing

2. Камера окисления2. Oxidation chamber

3. Крышка газогенератора3. Gas generator cover

4. Горелочное устройство4. Burner device

5. Патрубок подвода кислорода 5. Oxygen supply pipe

6. Патрубок подвода смеси водяного пара и углеродсодержащего сырья 6. Branch pipe for supplying a mixture of water vapor and carbon-containing raw materials

7. Встроенная диффузионная горелка7. Built-in diffusion burner

8. Труба для отвода генераторных газов8. Pipe for removing generator gases

9. Канал парциального окисления 9. Partial oxidation channel

10. Теплоизоляция канала окисления10. Thermal insulation of the oxidation channel

11. Камера шлакоудаления11. Slag removal chamber

12. Нижний коллектор пара. 12. Bottom steam collector.

13. Опускные трубы13. Downpipes

14. Верхний коллектор пара14. Upper steam collector

15. Отверстия подачи пара в коллекторе15. Steam supply holes in the manifold

16 Канал подачи воздуха16 Air duct

17. Канал подачи топлива.17. Channel of fuel supply.

18. Электроды розжига 18. Ignition electrodes

19. Диффузор смешения19. Mixing diffuser

20.Канал подачи кислорода20.Oxygen supply channel

21.Канал подачи пара21. Steam channel

22. Змеевик для подогрева пара22. Steam heating coil

23. Патрубок ввода пара в змеевик23. Steam inlet to the coil

24. Узел распределения подачи пара. 24. Unit for distributing steam supply.

25. Узел смешения пара с углеродсодержащим сырьём25. Unit for mixing steam with carbonaceous raw materials

26. Патрубок подачи угля в узел смешения. 26. Branch pipe for supplying coal to the mixing unit.

27.Торообразные емкости для подогрева пара 27. Toroidal containers for heating steam

28. Калачи для соединения торообразных емкостей.28. Kalachi for connecting toroidal containers.

Claims (23)

1. Способ газификации углеродсодержащего сырья, включающий парциальное окисление углеродсодержащего сырья в камере окисления в смеси кислородсодержащего газа и водяного пара, отличающийся тем, что парциальное окисление осуществляют в канале парциального окисления, коаксиально установленном в вертикальной камере окисления, а подачу водяного пара для парциального окисления углеродсодержащего сырья осуществляют на входе и выходе канала парциального окисления камеры окисления.1. A method for gasification of carbon-containing raw materials, including partial oxidation of carbon-containing raw materials in an oxidation chamber in a mixture of oxygen-containing gas and water vapor, characterized in that partial oxidation is carried out in a partial oxidation channel coaxially installed in a vertical oxidation chamber, and the supply of water vapor for partial oxidation of carbon-containing raw materials are carried out at the inlet and outlet of the partial oxidation channel of the oxidation chamber. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что парциальное окисление осуществляют в потоке смеси кислорода и водяного пара в канале парциального окисления камеры окисления при температуре 900-1100°С, которую обеспечивают изменением объема пара на входе в канал парциального окисления. 2. The method according to claim 1, characterized in that the partial oxidation is carried out in a flow of a mixture of oxygen and water vapor in the partial oxidation channel of the oxidation chamber at a temperature of 900-1100 ° C, which is provided by changing the volume of steam at the entrance to the partial oxidation channel. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на выходе канала парциального окисления камеры окисления поддерживают температуру в пределах 800-1000°С, которую обеспечивают изменением объема пара на выходе из канала парциального окисления. 3. The method according to claim 1, characterized in that the temperature at the outlet of the partial oxidation channel of the oxidation chamber is maintained in the range of 800-1000 ° C, which is provided by changing the volume of steam at the outlet of the partial oxidation channel. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что зажигание смеси углеродсодержащего сырья и парокислородной смеси и поддержание их стабильного горения осуществляют за счёт подачи на вход канала парциального окисления продуктов сгорания из горелочного устройства, установленного вдоль оси канала парциального окисления.4. The method according to claim 1, characterized in that the ignition of a mixture of carbon-containing raw materials and a steam-oxygen mixture and maintenance of their stable combustion is carried out by feeding the partial oxidation channel of combustion products from a burner installed along the axis of the partial oxidation channel to the inlet of the partial oxidation channel. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что время пребывания продуктов горения в канале окисления выбирают больше времени сгорания максимальной частицы сырья.5. The method according to claim 1, characterized in that the residence time of the combustion products in the oxidation channel is chosen longer than the combustion time of the maximum particle of the feedstock. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что геометрические размеры канала парциального окисления выбирают исходя из соотношения:6. The method according to claim 1, characterized in that the geometric dimensions of the partial oxidation channel are selected based on the ratio: L ≥ (4*G*Tb)/(π*ρ(to) *D2), L ≥ (4 * G * T b ) / (π * ρ (t o ) * D 2 ), где Where L – длина канала парциального окисления;L is the length of the partial oxidation channel; D – диаметр канала парциального окисления;D is the diameter of the partial oxidation channel; G – массовый приход продуктов окисления в канал парциального окисления;G - mass arrival of oxidation products into the partial oxidation channel; Tb – температура сгорания максимальной частицы углеродсодержащего сырья;T b is the combustion temperature of the maximum particle of carbonaceous feedstock; to – расчётная температура продуктов окисления в канале парциального окисления;t o - design temperature of oxidation products in the partial oxidation channel; ρ(to) – расчётная плотность продуктов окисления в канале парциального окисления.ρ (t o ) is the calculated density of oxidation products in the partial oxidation channel. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего сырья используют твёрдое топливо в виде угля, бурого угля, торфа, древесины, кокса, сажи, или газообразные и жидкие топлива, или их смеси.7. The method according to claim 1, characterized in that solid fuel in the form of coal, brown coal, peat, wood, coke, soot, or gaseous and liquid fuels, or mixtures thereof, is used as the carbon-containing raw material. 8. Газогенератор для газификации углеродсодержащего сырья способом по п.1, содержащий корпус, горелочное устройство, вертикальную камеру окисления, коллекторы для подачи углеродсодержащего сырья, водяного пара и кислородсодержащего газа, трубу для отвода продуктов газификации и камеру шлакоудаления, отличающийся тем, что в него дополнительно введен канал парциального окисления, который коаксиально расположен в вертикальной камере окисления и прикреплен к верхней внутренней части корпуса, в которую встроено горелочное устройство.8. A gas generator for gasification of carbonaceous feedstock by the method of claim 1, comprising a housing, a burner device, a vertical oxidation chamber, collectors for supplying carbonaceous feedstock, water vapor and oxygen-containing gas, a pipe for withdrawing gasification products and a slag removal chamber, characterized in that it additionally, a partial oxidation channel is introduced, which is coaxially located in the vertical oxidation chamber and is attached to the upper inner part of the housing, into which the burner device is built. 9. Газогенератор по п.8, отличающийся тем, что верхняя часть корпуса выполнена в виде съемной крышки, в которую встроено горелочное устройство.9. Gas generator according to claim 8, characterized in that the upper part of the body is made in the form of a removable cover, into which the burner device is built. 10 Газогенератор по п.8, отличающийся тем, что труба для отвода продуктов газификации установлена в боковой части корпуса газогенератора, более близкой к верхней части газогенератора. 10 The gasifier according to claim 8, characterized in that the pipe for removing the gasification products is installed in the side part of the gasifier body, closer to the upper part of the gasifier. 11. Газогенератор по п.8, отличающийся тем, что он содержит верхний и нижний коллекторы пара, выполненные в виде пустотелых колец, соединенных опускными трубами, оси которых параллельны оси внешнего корпуса, при этом верхний коллектор установлен на внешней стороне крышки газогенератора, опускные трубы размещены на внешней стороне канала парциального окисления, а нижний коллектор пара расположен на выходе из канала окисления и снабжен отверстиями для выхода пара в поток продуктов парциального окисления. 11. The gas generator according to claim 8, characterized in that it contains upper and lower steam collectors made in the form of hollow rings connected by downpipes, the axes of which are parallel to the axis of the outer casing, while the upper manifold is installed on the outer side of the gas generator cover, downpipes are located on the outer side of the partial oxidation channel, and the lower steam collector is located at the outlet of the oxidation channel and is equipped with holes for steam outlet into the stream of partial oxidation products. 12. Газогенератор по п.8, отличающийся тем, что горелочное устройство выполнено в виде диффузионной горелки, снабженной кольцевыми каналами, расположенными коаксиально вокруг диффузионной горелки и выполненными с возможностью подачи в кольцевые каналы кислородсодержащего газа, углеводородного сырья и водяного пара. 12. Gas generator according to claim 8, characterized in that the burner device is made in the form of a diffusion burner equipped with annular channels located coaxially around the diffusion burner and configured to supply oxygen-containing gas, hydrocarbon feedstock and water vapor into the annular channels. 13. Газогенератор по п.8, отличающийся тем, что внутренние стенки камеры окисления выполнены в виде змеевика, верхний вывод которого через узел распределения горячего пара соединен с верхним коллектором пара, а нижний вывод подсоединен к внешнему генератору водяного пара.13. Gas generator according to claim 8, characterized in that the inner walls of the oxidation chamber are made in the form of a coil, the upper outlet of which is connected to the upper steam collector through the hot steam distribution unit, and the lower outlet is connected to an external steam generator. 14. Газогенератор по п.8 отличающийся тем, что внутренние стенки камеры окисления выполнены в виде соосно расположенных торообразных емкостей, выполненных с возможностью подачи водяного пара снизу камеры окисления к крышке газогенератора. 14. The gas generator according to claim 8, characterized in that the inner walls of the oxidation chamber are made in the form of coaxially arranged toroidal containers made with the possibility of supplying water vapor from the bottom of the oxidation chamber to the cover of the gas generator. 15. Газогенератор по п.8 отличающийся тем, что канал парциального окисления выполнен с наружной теплоизоляцией.15. Gas generator according to claim 8, characterized in that the partial oxidation channel is made with external thermal insulation.
RU2020118732A 2020-06-05 2020-06-05 Method for gasification of carbon-containing raw materials and device for its implementation RU2744602C1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118732A RU2744602C1 (en) 2020-06-05 2020-06-05 Method for gasification of carbon-containing raw materials and device for its implementation
EP21818532.0A EP4163352A1 (en) 2020-06-05 2021-05-31 Method for gasification of carbonaceous feedstock and device for implementing same
PCT/RU2021/000230 WO2021246904A1 (en) 2020-06-05 2021-05-31 Method for gasification of carbonaceous feedstock and device for implementing same
CN202180039952.2A CN115803417A (en) 2020-06-05 2021-05-31 Method for gasifying carbonaceous feedstock and device for carrying out said method
US17/928,396 US20230203389A1 (en) 2020-06-05 2021-05-31 Method for gasification of carbonaceous feedstock and device for implementing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118732A RU2744602C1 (en) 2020-06-05 2020-06-05 Method for gasification of carbon-containing raw materials and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2744602C1 true RU2744602C1 (en) 2021-03-11

Family

ID=74874524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118732A RU2744602C1 (en) 2020-06-05 2020-06-05 Method for gasification of carbon-containing raw materials and device for its implementation

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230203389A1 (en)
EP (1) EP4163352A1 (en)
CN (1) CN115803417A (en)
RU (1) RU2744602C1 (en)
WO (1) WO2021246904A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114854454B (en) * 2022-04-27 2023-04-14 西安交通大学 Self-heating coal supercritical water thermochemical reduction hydrogen production reactor and method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986000634A1 (en) * 1984-07-16 1986-01-30 Cockerill Mechanical Industries, Societe Anonyme Device for the gasification of waste
RU2237079C1 (en) * 2003-05-19 2004-09-27 Михайлов Виктор Васильевич Hydrocarbon-containing feedstock gasifier
RU67582U1 (en) * 2007-06-26 2007-10-27 Анатолий Павлович Кузнецов GASIFICATOR OF CARBON-CONTAINING RAW MATERIALS
WO2009154788A2 (en) * 2008-06-20 2009-12-23 Ineos Usa Llc Methods for sequestering carbon dioxide into alcohols via gasification fermentation
RU2570880C2 (en) * 2010-04-13 2015-12-10 ИНЕОС ЮЭсЭй ЭлЭлСи Methods for gasification of carbon-containing materials

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986000634A1 (en) * 1984-07-16 1986-01-30 Cockerill Mechanical Industries, Societe Anonyme Device for the gasification of waste
RU2237079C1 (en) * 2003-05-19 2004-09-27 Михайлов Виктор Васильевич Hydrocarbon-containing feedstock gasifier
RU67582U1 (en) * 2007-06-26 2007-10-27 Анатолий Павлович Кузнецов GASIFICATOR OF CARBON-CONTAINING RAW MATERIALS
WO2009154788A2 (en) * 2008-06-20 2009-12-23 Ineos Usa Llc Methods for sequestering carbon dioxide into alcohols via gasification fermentation
RU2570880C2 (en) * 2010-04-13 2015-12-10 ИНЕОС ЮЭсЭй ЭлЭлСи Methods for gasification of carbon-containing materials

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021246904A1 (en) 2021-12-09
CN115803417A (en) 2023-03-14
US20230203389A1 (en) 2023-06-29
EP4163352A1 (en) 2023-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9481839B2 (en) Hot oxygen nozzle and uses thereof in gasifiers
US5688296A (en) Control system for IGCC's
US7229483B2 (en) Generation of an ultra-superheated steam composition and gasification therewith
US4353712A (en) Start-up method for partial oxidation process
JPS5922991A (en) Manufacture of mixed gas and burner therefor
US5620487A (en) High performance, multi-stage, pressurized, airblown, entrained flow coal gasifier system
CN101096605A (en) Operation of a high capacity transport gassing reactor
JP5130459B2 (en) Operation method of coal pyrolysis gasifier
WO2010120495A2 (en) Two stage dry feed gasification system and process
RU2744602C1 (en) Method for gasification of carbon-containing raw materials and device for its implementation
US4371378A (en) Swirl burner for partial oxidation process
JP5827511B2 (en) Coal gas production method and methane production method
RU2047650C1 (en) Plasmothermic method of coal processing to the gas-synthesis
JP3904161B2 (en) Method and apparatus for producing hydrogen / carbon monoxide mixed gas
EA044898B1 (en) METHOD FOR GASIFICATION OF CARBON-CONTAINING RAW MATERIALS AND GAS GENERATOR FOR ITS IMPLEMENTATION
WO2003068894A1 (en) Method and device for gasification
JPS60173092A (en) Coal gasifying oven
EP2707325B1 (en) Process for producing synthesis gas
JP3559163B2 (en) Gasification method using biomass and fossil fuel
JP4029223B2 (en) Coal gasifier and control method thereof
JP5552157B2 (en) Coal gasifier
RU2764686C1 (en) Device for producing hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and nitrogen
KR20130136227A (en) Plasma gasification apparatus for integrated gasification combined cycle
JPS6142759B2 (en)
EP0258943B1 (en) Process and apparatus for the preparation of synthesis gas