RU79977U1 - INSTALLATION FOR THE BURNING OF SOLID FUELS IN A CHEMICAL CYCLE WITH GASIFICATION AND USING CIRCULATING PARTICLES OF METAL OXIDES AS OXYGEN TRANSFERS - Google Patents

INSTALLATION FOR THE BURNING OF SOLID FUELS IN A CHEMICAL CYCLE WITH GASIFICATION AND USING CIRCULATING PARTICLES OF METAL OXIDES AS OXYGEN TRANSFERS Download PDF

Info

Publication number
RU79977U1
RU79977U1 RU2008140055/22U RU2008140055U RU79977U1 RU 79977 U1 RU79977 U1 RU 79977U1 RU 2008140055/22 U RU2008140055/22 U RU 2008140055/22U RU 2008140055 U RU2008140055 U RU 2008140055U RU 79977 U1 RU79977 U1 RU 79977U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
line
reactor
gasifier
afterburner
Prior art date
Application number
RU2008140055/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Александрович Рябов
Олег Михайлович Фоломеев
Дмитрий Александрович Санкин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт"
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 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт"
Priority to RU2008140055/22U priority Critical patent/RU79977U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU79977U1 publication Critical patent/RU79977U1/en

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в энергетических установках, работающих на твердом топливе с использованием новой технологии сжигания в химическом цикле с циркулирующими твердооксидными переносчиками кислорода, что дает возможность получения концентрированного потока углекислого газа (СО2) для его последующего захоронения или утилизации. Достигаемым результатом полезной модели является уменьшение капитальных и эксплуатационных затрат. Согласно полезной модели установка дополнительно к окислительному и восстановительному реакторам и дожигателю содержит газификатор твердого топлива с линиями отвода синтез-газа и твердых продуктов газификации, а сепарационное устройство выполнено двухступенчатым, включая последовательно расположенные сепаратор первой ступени с линией отвода более тяжелых частиц, представляющих собой, в основном» оксиды металлов, и сепаратор второй ступени с линией отвода более легких частиц, представляющих собой смесь частиц оксидов металла с золой, причем линия отвода синтез-газа от газификатора соединена с восстановительным реактором, линия отвода твердых продуктов газификации - с дожигателем, линия отвода частиц от сепаратора первой ступени - с восстановительным реактором, а линия отвода частиц от сепаратора второй ступени - с газификатором. При этом дожигатель дополнительно может быть снабжен линией подвода кислорода.! доп. п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to a power system and can be used in power plants operating on solid fuel using a new technology of combustion in a chemical cycle with circulating solid oxide oxygen carriers, which makes it possible to obtain a concentrated stream of carbon dioxide (CO 2 ) for its subsequent disposal or disposal. The achievable result of the utility model is to reduce capital and operating costs. According to a utility model, the installation, in addition to the oxidation and reduction reactors and the afterburner, contains a solid fuel gasifier with lines for the extraction of synthesis gas and solid gasification products, and the separation device is made two-stage, including a first-stage separator with a line for removing heavier particles, which are mainly "metal oxides, and a second stage separator with a line for the removal of lighter particles, which are a mixture of particles of metal oxides with ash minutes, and drain line of the synthesis gas from the gasifier is connected with the reduction reactor, removing the solid line gasification products - with afterburner, particle removal line from the first stage separator - with a reducing reactor and the particle separator outlet line from the second stage - a gasifier. In this case, the afterburner can additionally be equipped with an oxygen supply line.! add. P. f-ly, 1 ill.

Description

Установка для сжигания твердого топлива в химическом цикле с газификацией и при использовании циркулирующих частиц оксидов металла в качестве переносчиков кислорода.Installation for burning solid fuel in a chemical cycle with gasification and using circulating particles of metal oxides as oxygen carriers.

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в энергетических установках, работающих на твердом топливе с использованием новой технологии сжигания в химическом цикле с циркулирующими твердооксидными переносчиками кислорода, что дает возможность получения концентрированного потока углекислого газа (СО2) для его последующего захоронения или утилизации. Суть этой технологии сводится к такой организации процесса горения, когда переносчиком кислорода к топливу является не воздух, а оксид металла (использование чистого кислорода сдерживается высокими затратами на его получение). При этом исключается необходимость сооружения дорогостоящих установок для улавливания CO2 из дымовых газов.The utility model relates to a power system and can be used in power plants operating on solid fuel using a new technology of combustion in a chemical cycle with circulating solid oxide oxygen carriers, which makes it possible to obtain a concentrated stream of carbon dioxide (CO 2 ) for its subsequent disposal or disposal. The essence of this technology boils down to such an organization of the combustion process when the carrier of oxygen to the fuel is not air, but metal oxide (the use of pure oxygen is constrained by the high cost of obtaining it). This eliminates the need for costly installations for capturing CO 2 from flue gases.

Известна установка для сжигания твердого топлива в химическом цикле с сепарацией диоксида углерода при использовании циркулирующих частиц оксидов металла в качестве переносчиков кислорода, содержащая окислительный реактор циркулирующего кипящего слоя, восстановительный реактор циркулирующего кипящего слоя, дожигатель углеродсодержащих твердых частиц с использованием в качестве окислителя части указанных оксидов металла и систему обеспечения циркуляции частиц оксидов металла между указанными реакторами, включающую сепарационное устройство для отделения полученных в окислительном реакторе частиц оксидов металла от отходящих газов [1] - прототип. Согласно [1] в восстановительном реакторе циркулирующего кипящего слоя предусмотрено непосредственное сжигание твердого топлива. При этом трудно обеспечить оптимальные условия перемешивания топливных частиц с окислителем, что приводит к необходимости существенного увеличения размеров и металлоемкости восстановительного реактора, по сравнению с его аналогичными характеристиками при сжигании газообразного топлива, а также к увеличению связанных с повышенным расходом топлива эксплуатационных затрат.A known installation for burning solid fuel in a chemical cycle with the separation of carbon dioxide using circulating particles of metal oxides as oxygen carriers, containing an oxidizing reactor of a circulating fluidized bed, a reducing reactor of a circulating fluidized bed, an afterburner of carbon-containing solid particles using some of these metal oxides as an oxidizing agent and a system for circulating particles of metal oxides between these reactors, including separation e device for separating particles of metal oxides obtained in an oxidizing reactor from exhaust gases [1] - prototype. According to [1], direct combustion of solid fuel is provided for in the recovery reactor of the circulating fluidized bed. At the same time, it is difficult to provide optimal conditions for mixing fuel particles with an oxidizing agent, which leads to the need for a significant increase in the size and metal consumption of the reduction reactor, compared with its similar characteristics when burning gaseous fuel, as well as to an increase in operating costs associated with increased fuel consumption.

Достигаемым результатом полезной модели является уменьшение капитальных и эксплуатационных затрат.The achievable result of the utility model is to reduce capital and operating costs.

Указанный результат обеспечивается тем, что установка для сжигания твердого топлива в химическом цикле с сепарацией диоксида углерода при использовании циркулирующих частиц оксидов металла в качестве переносчиков кислорода, содержащая окислительный реактор циркулирующего кипящего слоя, восстановительный реактор циркулирующего кипящего слоя, дожигатель углеродсодержащих твердых частиц с использованием в качестве окислителя части указанных оксидов металла, и систему обеспечения циркуляции частиц оксидов металла между указанными реакторами, включающую сепарационное устройство для отделения полученных в окислительном реакторе частиц оксидов металла от отходящих газов, согласно полезной модели дополнительно содержит газификатор твердого топлива с линиями отвода синтез-газа и твердых продуктов газификации, а сепарационное устройство выполнено двухступенчатым, включая последовательно расположенные сепаратор первой ступени с линией отвода более тяжелых частиц, представляющих собой, в основном, оксиды металла, и сепаратор второй ступени с линией отвода более легких частиц, представляющих собой смесь частиц оксидов металла с золой, причем линия отвода синтез-газа от газификатора соединена с восстановительным реактором, линия отвода твердых продуктов газификации - с дожигателем, линия отвода частиц от сепаратора первой ступени - с восстановительным реактором, а линия отвода частиц от сепаратора второй ступени - с газификатором. При этом дожигатель дополнительно может быть снабжен линией подвода кислорода.This result is ensured by the fact that the installation for burning solid fuel in a chemical cycle with the separation of carbon dioxide using circulating metal oxide particles as oxygen carriers, containing an oxidizing reactor of a circulating fluidized bed, a reducing reactor of a circulating fluidized bed, an afterburner of carbon-containing solid particles using an oxidizing agent of a part of said metal oxides, and a system for circulating particles of metal oxides between said according to the utility model, further comprises a solid fuel gasifier with lines for the extraction of synthesis gas and solid gasification products, and the separation device is made two-stage, including a first-stage separator in series with a discharge line for heavier particles, which are mainly metal oxides, and a second stage separator with a discharge line more than particles, which are a mixture of particles of metal oxides with ash, with the synthesis gas removal line from the gasifier connected to the reduction reactor, the solid gasification products removal line - with an afterburner, the particles removal line from the first stage separator - with the reduction reactor, and the particle removal line from the separator of the second stage - with a gasifier. In this case, the afterburner can additionally be equipped with an oxygen supply line.

На чертеже приведена принципиальная схема установки согласно полезной модели. Установка содержит окислительный (воздушный) реактор 1 циркулирующего кипящего слоя, восстановительный реактор 2 циркулирующего кипящего слоя, дожигатель 3 углеродсодержащих твердых частиц, газификатор 4 твердого топлива с топливным бункером 5, линией 6 отвода синтез-газа и линией 7 отвода твердых продуктов газификации. Установка содержит также сепарационное устройство, которое выполнено двухступенчатым, включая последовательно расположенные сепаратор 8 первой ступени с линией 9 отвода The drawing shows a schematic diagram of the installation according to the utility model. The installation contains an oxidizing (air) circulating fluidized bed reactor 1, a circulating fluidized bed reduction reactor 2, an afterburner 3 of carbon-containing solid particles, a solid fuel gasifier 4 with a fuel hopper 5, a synthesis gas exhaust line 6, and a gasification solid discharge line 7. The installation also contains a separation device, which is made two-stage, including sequentially located separator 8 of the first stage with a discharge line 9

более тяжелых частиц, представляющих собой, в основном, оксиды металла (железа), и соединенный линией 10 с сепаратор 11 второй ступени с линией 12 отвода более легких частиц, представляющих собой смесь частиц оксидов железа с золой. При этом линия 6 отвода синтез-газа от газификатора 4 соединена с восстановительным реактором 2, линия 7 отвода твердых продуктов газификации - с дожигателем 3, линия 9 отвода частиц от сепаратора 8 первой ступени - с восстановительным реактором 2, а линия 12 отвода частиц от сепаратора 11 второй ступени - с газификатором 4. Дожигатель 3 снабжен линией 13 подвода кислорода. Система обеспечения циркуляции частиц оксидов железа между реакторами 1 и 2 включает линию 14 отвода от окислительного реактора 1 продуктов реакции окисления к сепаратору 8, линию 9 отвода от него твердых частиц к восстановительному реактору 2, линию 15 отвода от последнего восстановленных частиц оксидов железа к газификатору 4, линию 7 отвода из последнего твердых продуктов газификации, включая частицы частично восстановленных частиц оксидов железа, к дожигателю 3 и линию 16 отвода восстановленных частиц оксидов железа к окислительному реактору 1.heavier particles, which are mainly oxides of metal (iron), and a separator 11 of the second stage connected by a line 10 with a line 12 for removal of lighter particles, which are a mixture of particles of iron oxides with ash. In this case, the synthesis gas removal line 6 from the gasifier 4 is connected to the reduction reactor 2, the solidification gasification products removal line 7 is connected to the afterburner 3, the particles removal line 9 from the first stage separator 8 is connected to the reduction reactor 2, and the particle removal line 12 to the separator 11 of the second stage - with a gasifier 4. The afterburner 3 is equipped with an oxygen supply line 13. The system for ensuring the circulation of particles of iron oxides between reactors 1 and 2 includes a line 14 for removal from the oxidation reactor 1 of oxidation reaction products to a separator 8, a line 9 for removal of solid particles from it to a reduction reactor 2, a line 15 for removal from the last reduced particles of iron oxides to a gasifier 4 line 7 of the withdrawal from the last solid gasification products, including particles of partially reduced particles of iron oxides, to the afterburner 3 and line 16 of the removal of reduced particles of iron oxides to the oxidation reaction yelling 1.

Установка согласно полезной модели работает следующим образом. Перед пуском установки в реакторы 1, 2 и в газификатор 4, а также в линии 9 и 12 отвода твердых частиц из сепараторов 8 и 11 загружается определенное количество оксидов железа - переносчиков кислорода. В окислительный реактор 1 подается предварительно подогретый, например, от электронагревателя (на чертеже не показан) воздух. В газификатор 4 подается пар от постороннего источника, а в дожигатель 3 - пар или СО2. Производится разогрев реакторов 1 и 2 и системы циркуляции горячим воздухом. Устанавливается режим циркуляции оксидов железа. При достижении заданной температуры (не менее 700°С) в газификатор 4 из бункера 5 подают твердое топливо. При этом в газификаторе 4 и реакторах 1, 2 происходят следующие основные реакции:Installation according to the utility model works as follows. Before starting up the installation, a certain amount of iron oxides, oxygen carriers, is loaded into the reactors 1, 2 and gasifier 4, as well as in the lines 9 and 12 for removing solid particles from separators 8 and 11. Air preheated, for example, from an electric heater (not shown) is supplied to the oxidation reactor 1. Steam is supplied to the gasifier 4 from an external source, and steam or СО 2 to the afterburner 3. Reactors 1 and 2 and the hot air circulation system are heated. The mode of circulation of iron oxides is established. Upon reaching a predetermined temperature (at least 700 ° C), solid fuel is supplied to gasifier 4 from hopper 5. In this case, the following main reactions occur in gasifier 4 and reactors 1, 2:

Газификатор:Gasifier:

3Fe+4Н2O=Fe3O4+4Н2;3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2 ;

С+Н2O=СО+Н2;C + H 2 O = CO + H 2 ;

СО+Н2O=Н2+СO2;CO + H 2 O = H 2 + CO 2 ;

Fe3O4+С=CO+Fе3О3+Fe;Fe 3 O 4 + C = CO + Fe 3 O 3 + Fe;

2О3+С=2FeO+СО;Fe 2 O 3 + C = 2FeO + CO;

FeO+С=СО+Fe.FeO + C = CO + Fe.

Восстановительный реактор:Reactor Reactor:

2O3+СО=2Fe+2СO2;Fe 2 O 3 + CO = 2Fe + 2CO 2 ;

2O32=2Fе+2Н2O;Fe 2 O 3 + H 2 = 2 Fe + 2H 2 O;

Окислительный реактор:Oxidation Reactor:

4Fе3O4+O2=6Fе2O3 4Fе 3 O 4 + O 2 = 6Fе 2 O 3

Дожигатель:Afterburner:

С+O2=СO2 C + O 2 = CO 2

При относительно небольшом времени пребывания переносчиков кислорода в реакторах 1,2 и газификаторе 4 указанные реакции происходят не полностью. Поэтому из окислительного реактора 1 в сепаратор 8 первой ступени поступает смесь различных оксидов, преимущественно в виде Fе2O3, азот воздуха, водяные пары и небольшое количество кислорода (избыток воздуха в окислительном реакторе α=1,2); из восстановительного реактора 2 по газовой фазе выходит СO2 с парами воды, а по твердой фазе - преимущественно Fe и оксиды в виде FeO; из газификатора 4 в восстановительный реактор 2 поступают продукты газификации в виде СО и Н2, а также пары воды и унос мелких частиц непрореагировавшего углерода и оксидов железа, а в дожигатель 3 отводится в основном Fе3O4 в смеси с другими оксидами, недогоревший углерод топлива и зола; из дожигателя в окислительный реактор 1 поступает смесь Fе2O4 и Fе2O3, отводится - зола и СO2. В газификаторе 4 реакции происходят с отводом тепла (эндотермические), и температура в нем поддерживается на уровне 500-700°С, в основном, за счет циркуляции по линии 12 твердых частиц с высокой температурой. Частицы по этой линии поступают из сепаратора 11 второй ступени. Они представляют собой наиболее мелкие частицы оксидов железа (как правило, с большей реакционной способностью) и мелкую золу топлива. В восстановительном реакторе 2 происходит восстановление оксидов железа продуктами газификации (в основном СO2 и Н2); эти реакции слабо эндотермические или экзотермические, то есть выделения или поглощения тепла With a relatively short residence time of oxygen carriers in reactors 1,2 and gasifier 4, these reactions do not occur completely. Therefore, a mixture of various oxides, mainly in the form of Fe 2 O 3 , air nitrogen, water vapor and a small amount of oxygen (excess of air in the oxidation reactor α = 1.2) comes from the oxidizing reactor 1 to the separator 8 of the first stage; CO 2 with water vapor leaves the reduction reactor 2 in the gas phase, and mainly Fe and oxides in the form of FeO in the solid phase; gasification products 4 from gasifier 4 to reduction reactor 2 are supplied with CO and H 2 gasification products, as well as water vapor and the entrainment of small particles of unreacted carbon and iron oxides, and afterburner 3 is discharged mainly Fe 3 O 4 mixed with other oxides, unburned carbon fuel and ash; From the afterburner, a mixture of Fe 2 O 4 and Fe 2 O 3 enters oxidation reactor 1, and ash and CO 2 are discharged. In the gasifier 4 reactions occur with heat removal (endothermic), and the temperature in it is maintained at the level of 500-700 ° C, mainly due to the circulation of solid particles with high temperature through line 12. Particles along this line come from the separator 11 of the second stage. They are the smallest particles of iron oxides (usually with greater reactivity) and fine fuel ash. In the reduction reactor 2, iron oxides are reduced by gasification products (mainly CO 2 and H 2 ); these reactions are weakly endothermic or exothermic, i.e. heat generation or absorption

почти не происходит с учетом сравнительно небольшого времени пребывания частиц в реакторах. В реактор 2 поступают уловленные в сепараторе 8 первой ступени оксиды железа практически без золы топлива, так как размеры частиц золы и их плотность существенно меньше, чем оксидов железа. Циркуляция частиц оксидов железа по всему контуру обеспечивается подачей смеси частиц оксидов, непрореагировавшего углерода и золы топлива по линии 7 в дожигатель 3 и затем по линии 16 в окислительный реактор 1. В дожигателе 3 путем подачи кислорода 13 углерод превращается в СO2 с выделением тепла. Этот поток газа невелик, так как доля непрореагировавшего углерода мала. Из дожигателя 3 отводится зола с частицами оксидов железа, причем после охлаждения частицы оксидов отделяются от золы и возвращаются в цикл. В окислительный реактор 1 поступают частицы оксидов по линии 16 и воздух, в результате чего происходит экзотермическая реакция с большим выделением тепла, которое необходимо отвести, например, к кипящей воде ограждения окислительного реактора 1. Последний работает в режиме циркулирующего кипящего слоя с большой скоростью газов. Поток газов, выходящий из окислительного реактора, содержит преимущественно азот с парами воды и кислород при небольшом избытке воздуха, по сравнению со стехиометрическим соотношениям по реакциям окисления оксидов, а также частицы мелкой золы топлива и оксидов железа. Этот поток газов поступает в сепаратор 8 первой ступени, где отделяются в основном более крупные частицы оксидов, и далее в сепаратор 11 второй ступени для отделения мелких частиц оксидов и золы. После этого сепаратора очищенный газ может быть использован в цикле парогазовой установки или поступать в котел-утилизатор. Таким образом, происходит замкнутый цикл движения оксидов железа и разделение потоков газов на азот и СО2 с парами воды, которые легко отделяются при конденсации. В энергетических установках оба потока газов могут быть использованы в отдельных газовых турбинах, после которых устанавливаются котлы-утилизаторы парогазовых установок со своими паровыми турбинами. Тепло, отведенное в окислительном реакторе 1, используется для производства пара, направляемого в паровые турбины. Отработанный в газовой турбине поток СО2 после охлаждения в котле-утилизаторе almost does not take into account the relatively short residence time of particles in the reactors. In the reactor 2, the iron oxides captured in the separator 8 of the first stage are practically free of fuel ash, since the particle size of the ash and their density are significantly less than the iron oxides. The circulation of iron oxide particles throughout the circuit is ensured by supplying a mixture of oxide particles, unreacted carbon and fuel ash through line 7 to the afterburner 3 and then through line 16 to the oxidation reactor 1. In the afterburner 3, carbon is converted into CO 2 by supplying oxygen 13 with heat evolution. This gas flow is small, since the fraction of unreacted carbon is small. Ash with particles of iron oxides is discharged from the afterburner 3, and after cooling, the oxide particles are separated from the ash and returned to the cycle. Oxidation particles 1 enter the oxidizing reactor 1 through line 16 and air, as a result of which there is an exothermic reaction with a large heat release, which must be removed, for example, to the boiling water of the fence of the oxidizing reactor 1. The latter operates in a circulating fluidized bed with a high gas velocity. The gas stream leaving the oxidation reactor mainly contains nitrogen with water vapor and oxygen with a small excess of air, compared with stoichiometric ratios for the oxidation reactions of oxides, as well as particles of fine ash of fuel and iron oxides. This gas stream enters the separator 8 of the first stage, where mainly larger oxide particles are separated, and then to the separator 11 of the second stage to separate small particles of oxides and ash. After this separator, the purified gas can be used in the cycle of a combined cycle plant or fed to a recovery boiler. Thus, there is a closed cycle of motion of iron oxides and the separation of gas flows into nitrogen and CO 2 with water vapor, which are easily separated by condensation. In power plants, both gas flows can be used in separate gas turbines, after which waste heat boilers of combined cycle plants with their steam turbines are installed. The heat removed in the oxidation reactor 1 is used to produce steam sent to steam turbines. The CO 2 stream spent in a gas turbine after cooling in a waste heat boiler

и конденсации паров воды поступает на сжатие (возможен привод от газовой турбины) с последующим захоронением. Установка работает под избыточным давлением и содержит соответствующие затворы для предотвращения перемешивания сжижающих агентов (воздух в окислительном реакторе 1, синтез-газ - в восстановительном реакторе 2, водяной пар - в газификаторе 4 и дожигателе 3) и получения чистых поток углекислого газа. Наиболее эффективно применение данной установки при температурах в ее элементах 500-900°С и давлении 0,6-3 МПа.and condensation of water vapor is supplied to compression (a drive from a gas turbine is possible), followed by burial. The installation operates under excess pressure and contains appropriate gates to prevent mixing of the fluidizing agents (air in the oxidation reactor 1, synthesis gas in the reduction reactor 2, water vapor in the gasifier 4 and afterburner 3) and to obtain a clean stream of carbon dioxide. The most effective application of this installation is at temperatures in its elements of 500-900 ° C and a pressure of 0.6-3 MPa.

Применение газификатора 4 позволяет обеспечить частичную газификацию и паровую конверсию твердого топлива с одновременным обогащением потока газов водородом в результате реакций с оксидами железа. В результате восстановительный реактор 2 работает как реактор на газообразном топливе, что, по сравнению с [1], создает наилучшие условия перемешивания и реагирования топлива с кислородом, обеспечивающие соответствующее снижение размеров реактора и его металлоемкости, а также сокращает расход топлива за счет уменьшения его недожога. Поступление в восстановительный реактор 2 только оксидов железа без частиц золы топлива за счет двухступенчатой схемы сепарации частиц также способствует эффективности процесса реагирования (уменьшение потока инертного материала через реактор), что снижает эксплуатационные затраты. Дополнительный поток частиц оксидов железа из сепаратора 11 второй ступени способствует повышению температурного уровня в газификаторе 4 с учетом протекающих в нем эндотермических реакций и выравниванию температур во всем контуре циркуляции. При этом мелкие частицы золы не проходят через восстановительный реактор 2, а поступают в газификатор 4, в который также подводится весь поступающий с топливом поток золы. В результате, по сравнению с [1], существенно уменьшаются как капитальные, так и эксплуатационные затраты.The use of gasifier 4 makes it possible to provide partial gasification and steam conversion of solid fuels while enriching the gas flow with hydrogen as a result of reactions with iron oxides. As a result, the reduction reactor 2 operates as a gaseous fuel reactor, which, in comparison with [1], creates the best conditions for mixing and reacting the fuel with oxygen, ensuring a corresponding reduction in the size of the reactor and its metal consumption, as well as reducing fuel consumption by reducing its underburning . The receipt of only iron oxides without particles of fuel ash in the reduction reactor 2 due to the two-stage particle separation scheme also contributes to the efficiency of the reaction process (reducing the flow of inert material through the reactor), which reduces operating costs. An additional stream of particles of iron oxides from the separator 11 of the second stage contributes to an increase in the temperature level in the gasifier 4, taking into account the endothermic reactions occurring in it and equalization of temperatures in the entire circulation circuit. In this case, small particles of ash do not pass through the reduction reactor 2, but enter the gasifier 4, into which the entire ash stream supplied with fuel is also supplied. As a result, in comparison with [1], both capital and operating costs are significantly reduced.

Источники информации:Information sources:

1. Е. Lebas, Chemical Looping Combustion, ENCAP - CASTOR Workshop, Billund, 15 March, 2006.1. E. Lebas, Chemical Looping Combustion, ENCAP - CASTOR Workshop, Billund, March 15, 2006.

Claims (2)

1. Установка для сжигания твердого топлива в химическом цикле с сепарацией диоксида углерода при использовании циркулирующих частиц оксидов металла в качестве переносчиков кислорода, содержащая окислительный реактор циркулирующего кипящего слоя, восстановительный реактор циркулирующего кипящего слоя, дожигатель углеродсодержащих твердых частиц с использованием в качестве окислителя части указанных оксидов металла, и систему обеспечения циркуляции частиц оксидов между указанными реакторами, включающую сепарационное устройство для отделения полученных в окислительном реакторе частиц оксидов металла от отходящих газов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит газификатор твердого топлива с линиями отвода синтез-газа и твердых продуктов газификации, а сепарационное устройство выполнено двухступенчатым, включая последовательно расположенные сепаратор первой ступени с линией отвода более тяжелых частиц, представляющих собой, в основном, оксиды металлов, и сепаратор второй ступени с линией отвода более легких частиц, представляющих собой смесь частиц оксидов металла с золой, причем линия отвода синтез-газа от газификатора соединена с восстановительным реактором, линия отвода твердых продуктов газификации - с дожигателем, линия отвода частиц от сепаратора первой ступени - с восстановительным реактором, а линия отвода частиц от сепаратора второй ступени - с газификатором.1. Installation for burning solid fuel in a chemical cycle with the separation of carbon dioxide using circulating particles of metal oxides as oxygen carriers, containing an oxidizing reactor of a circulating fluidized bed, a reducing reactor of a circulating fluidized bed, an afterburner of carbon-containing solid particles using some of these oxides as an oxidizing agent metal, and a system for circulating oxide particles between these reactors, including a separation device for I separating the metal oxide particles obtained in the oxidation reactor from the exhaust gases, characterized in that it further comprises a solid fuel gasifier with lines for the extraction of synthesis gas and solid gasification products, and the separation device is made of two stages, including a separator of the first stage in series with an exhaust line more than heavy particles, which are mainly metal oxides, and a second-stage separator with a discharge line for lighter particles, which are a mixture of ox particles ides of metal with ash, whereby the synthesis gas exhaust line from the gasifier is connected to the reduction reactor, the solid gasification products removal line to the afterburner, the particle exhaust line from the first stage separator to the recovery reactor, and the particle exhaust line from the second stage separator to the gasifier . 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дожигатель дополнительно снабжен линией подвода кислорода.
Figure 00000001
2. Installation according to claim 1, characterized in that the afterburner is additionally equipped with an oxygen supply line.
Figure 00000001
RU2008140055/22U 2008-10-10 2008-10-10 INSTALLATION FOR THE BURNING OF SOLID FUELS IN A CHEMICAL CYCLE WITH GASIFICATION AND USING CIRCULATING PARTICLES OF METAL OXIDES AS OXYGEN TRANSFERS RU79977U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008140055/22U RU79977U1 (en) 2008-10-10 2008-10-10 INSTALLATION FOR THE BURNING OF SOLID FUELS IN A CHEMICAL CYCLE WITH GASIFICATION AND USING CIRCULATING PARTICLES OF METAL OXIDES AS OXYGEN TRANSFERS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008140055/22U RU79977U1 (en) 2008-10-10 2008-10-10 INSTALLATION FOR THE BURNING OF SOLID FUELS IN A CHEMICAL CYCLE WITH GASIFICATION AND USING CIRCULATING PARTICLES OF METAL OXIDES AS OXYGEN TRANSFERS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU79977U1 true RU79977U1 (en) 2009-01-20

Family

ID=40376477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008140055/22U RU79977U1 (en) 2008-10-10 2008-10-10 INSTALLATION FOR THE BURNING OF SOLID FUELS IN A CHEMICAL CYCLE WITH GASIFICATION AND USING CIRCULATING PARTICLES OF METAL OXIDES AS OXYGEN TRANSFERS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU79977U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603942C2 (en) * 2011-12-02 2016-12-10 Ифп Энержи Нувелль Combustion method with arrangement of cycles of chemical reactions and removal of ash and fine particles at outlet of oxidation zone and plant using this method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603942C2 (en) * 2011-12-02 2016-12-10 Ифп Энержи Нувелль Combustion method with arrangement of cycles of chemical reactions and removal of ash and fine particles at outlet of oxidation zone and plant using this method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105518112B (en) Include the CO of power generator flue gas2The power generator and methanation process of methanation
US7820139B2 (en) Method for energy conversion minimizing oxygen consumption
US8557173B2 (en) Blast furnace iron production with integrated power generation
EP1933087A2 (en) Systems and methods using an unmixed fuel processor
KR101609809B1 (en) Method and device for biomass gasification by cycling of carbon dioxide without oxygen
JP6960930B2 (en) Systems and methods for electricity production, including methanogenesis
MX2014009685A (en) Partial oxidation reaction with closed cycle quench.
JPH041428A (en) Power generation facilities
CN101672530A (en) Method and device for burning chemistry chains based on iron or iron oxide
EP2484971A1 (en) A process and a system for the gasification and/or combustion of biomass and/or coal with an at least partial carbon dioxide separation
JPH04244504A (en) Carbon dioxide recovery type coal thermal power system
CA2602783C (en) Combustion device producing hydrogen with collected co2 reuse
US8813507B2 (en) Method for producing motor energy from fossil fuels while dissipating pure carbon dioxide
RU79977U1 (en) INSTALLATION FOR THE BURNING OF SOLID FUELS IN A CHEMICAL CYCLE WITH GASIFICATION AND USING CIRCULATING PARTICLES OF METAL OXIDES AS OXYGEN TRANSFERS
US4669270A (en) Power generating station with a high-temperature reactor and a plant for manufacturing chemical raw materials
JP6420613B2 (en) Chemical looping combustion type solid carbonaceous fuel reformer and its operating method
WO2003080503A1 (en) Method for producing syngas with recycling of water
CN115651714A (en) Device and method for gasification conversion of low-calorific-value fuel
JPH066710B2 (en) Coal gasification method
CN113831939B (en) System and method for generating power and capturing carbon dioxide
US20140191162A1 (en) Method and apparatus for biomass gasification
KR101529823B1 (en) Integrated gasification combined cycle system
JP6008514B2 (en) Gas purification equipment for gasification gas
TWI412596B (en) Blast furnace iron production with integrated power generation
JP2012159031A (en) Power generation system utilizing gasification furnace gas