SU55961A1

SU55961A1 - The method of gasification of solid combustible

Info

Publication number: SU55961A1
Application number: SU181611A
Authority: SU
Inventors: М.К. Гродзовский; З.Ф. Чухатов
Original assignee: М.К. Гродзовский; З.Ф. Чухатов
Priority date: 1935-12-04
Filing date: 1935-12-04
Publication date: 1938-11-30

Description

Изобретение касаетс способа газификации твердых горючих в слое.This invention relates to a method for gasifying solid combustible materials in a bed.

При обычном способе газификации твердого топлива процесс газообразовани идет в два этапа:With the usual method of gasification of solid fuels, the process of gas generation proceeds in two stages:

1.Сжигание твердого горючего с образованием в качестве конечных продуктов , главным образом, углекислоты и вод ных паров.1. The combustion of solid fuels with the formation of final products, mainly carbon dioxide and water vapor.

2.Восстановление части углекислоты и вод ных паров на раскаленном слое углерода кокса газифицируемого твердого топлива (в отсутствии в газе кислорода ).2. Restoration of a part of carbon dioxide and water vapor on the heated carbon layer of coke for gasified solid fuel (in the absence of oxygen in the gas).

При обычном способе газификации, примен емом в насто щее врем в преобладающем больщинстве промышленных газогенераторов, второй этап газификации вл етс основным рабочим этапом. В св зи с тем, что первый этап взаимодействи топлива с кислородом и паром дуть вл етс более быстропротекающим , то очевидно, что второй этап газификации, т. е. образование горючих газов в восстановительной зоне вл етс - определ ющим и со стороны интенсивности процесса газификации. Так как в определенных услови х (неограниченное воспламенение) скорость газификации вс кого твердого горючего определ етс скоростью газификации кокса данного горючего, то из вышесказанного очевидно, что при обычном методе газификации газификаци вс кого твердого топлива определ етс работой зоны восстановлени .With the conventional gasification method, currently used in the overwhelming majority of industrial gas generators, the second stage of gasification is the main working step. Due to the fact that the first stage of the interaction of the fuel with oxygen and steam blowing is more rapid, it is obvious that the second stage of gasification, i.e. the formation of combustible gases in the reduction zone is also decisive from the intensity of the gasification process . Since under certain conditions (unlimited ignition) the rate of gasification of all solid fuels is determined by the rate of gasification of the coke of this fuel, it is clear from the above that with the usual method of gasification of gasification of all solid fuels it is determined by the operation of the reduction zone.

При значительной форсировке обычного процесса газификации в зоне горени (кислородной зоне) развиваютс высокие температуры, соответствующие большому тепловому эффекту и малым относительным теплопотер м.With a significant boost to the normal gasification process, high temperatures develop in the combustion zone (oxygen zone), corresponding to a large thermal effect and a small relative heat loss.

Согласно насто щему изобретению предлагаетс , в цел х интенсификации процесса газификации, вести его только в одной окислительной зоне, выбира скорость дуть с таким расчетом, чтобы продолжительность контакта газов (как окись углерода, водород и др.), образовавшихс в этой зоне в результате первичного взаимодействи горючего с кислородом дуть , была меньше времени, необходимого дл протекани с практически заметными результатами реакции вторичного взаимодействи между указанными газами и кислородом дуть .According to the present invention, it is proposed, in order to intensify the gasification process, to drive it only in one oxidation zone, to choose the speed to blow so that the duration of contact of gases (like carbon monoxide, hydrogen, etc.) formed in this zone as a result of the primary the interaction of the fuel with the oxygen blowing was less than the time required for the flow with practically noticeable results of the reaction of the secondary interaction between these gases and the oxygen blowing.

При этом процесс газификации можно проводить при толщине сло горючего, достаточной дл совершени в ней реакции первичного взаимодействи между углеродом горючего и кислородомIn this case, the gasification process can be carried out at a layer thickness of fuel that is sufficient for the reaction in it to perform the primary interaction between fuel carbon and oxygen.

дуть , но не больше той, котора определ етс указанной выше продолжительностью контакта газов первичного взаимодействи с кислородом.blowing, but not more than that defined by the above-mentioned duration of contact of gases of the primary interaction with oxygen.

Предлагаемый способ, при соответствуюш ,ем конструктивном оформлении, позвол ет нри малой высоте сло тонлива получать высокую интенсивность газификации и высокую производительность газогенератора. Максимальные температуры в зоне горени значительно ниже, чем при интенсивном ведении газификации обычным способом. Теоретическа температура нри воздушном дутье, при газификации обычным способом будет выше 2000, а при газификации предлагаемым (высокоскоростным ) способом будет меньше 1500-1600° в зависимости от активности газифицируемого твердого топлива . Применение паровоздушного или парокислородного дуть позвол ет вести газификацию и при температуре 1000-1100.The proposed method, with appropriate structural design, allows, at a small height of the toning layer, to obtain high gasification intensity and high performance of the gas generator. The maximum temperatures in the combustion zone are significantly lower than with intensive gasification in the usual way. The theoretical temperature at air blast, during gasification in the usual way will be above 2000, and at gasification with the proposed (high-speed) method will be less than 1500-1600 ° depending on the activity of the gasified solid fuel. The use of vapor-air or vapor-oxygen blowing allows gasification at a temperature of 1000-1100.

Предлагаемый способ газификации основан на следуюш,их особенност х процесса газификации и горени углерода:The proposed gasification method is based on the following, their features of the gasification process and the combustion of carbon:

1.Большинство видов топлива при взаимодействии углерода с кислородом может давать значительное количество первичной окиси углерода, причем относительное количество этой окиси углерода растет при форсировке процесса (увеличение линейной скорости дуть ) и при повышении концентрации кислорода в дутье.1. Most fuels when carbon interacts with oxygen can produce a significant amount of primary carbon monoxide, and the relative amount of carbon monoxide increases when the process is forced (an increase in the linear velocity of the blow) and with increasing oxygen concentration in the blast.

2.Пары воды разлагаютс в присутствии кислорода с большой скоростью , позвол юш,ей при незначительном времени . контакта (значительно меньше 0,002 сек.) разложить пар с образованием СО, СО2 и РЬ.2. Water vapor decomposes in the presence of oxygen at high speed, allowing it for a short time. contact (significantly less than 0.002 sec.) decompose the steam to form CO, CO2 and Pb.

3.При высокоскоростной газификации по предлагаемому способу первичные продукты взаимодействи углерода с кислородом и паром дуть (СО, СО„ и Н2) сохран ютс в кислородной зоне за счет отличи скорости этих реакций от скорости горени СО и Н. и восстановлени СО2. Последние реакции значительно медленнее реакции углерода с О2 и Н2О (в кислородной зоне). 3. In the course of high-speed gasification of the proposed method, the primary products of the interaction of carbon with oxygen and steam blowing (CO, CO "and H2) are kept in the oxygen zone due to the difference in the rate of these reactions from the burning rate of CO and H. and the reduction of CO2. The latter reactions are much slower than the reaction of carbon with O2 and H2O (in the oxygen zone).

При увеличении линейной скорости дуть почти пропорционально уменьI шаетс врем контакта СО и Н, с углем в кислородной зоне, так как размер кислородной зоны остаетс при увеличении линейной скорости почти посто нным (наблюдаетс незначительный j рост ее). При некоторой скорости дуть , I различной дл различных условий,окиси i углерода и водород не усневают реагиj ровать с О2 в кислородной зоне и, I следовательно, вынос тс с газом из I сло газифицируемого топлива. I Необходима дл проведени газиI фикации по предлагаемому способу лиj нейна скорость дуть определ етс размером кислородной зоны дл данных конкретных условий и определ етс . максимально допустимым временем контакта газа в кислородной зоне.With an increase in the linear velocity, the blowing time of CO and H with the coal in the oxygen zone decreases almost proportionally as the size of the oxygen zone remains almost constant with increasing linear velocity (an insignificant j increase is observed). At a certain speed of blowing, I varying for different conditions, carbon monoxide and hydrogen do not hesitate to react with O2 in the oxygen zone and, I therefore, are carried away with gas from the I layer of gasified fuel. I Required to carry out the gasification by the proposed method, the linear velocity of the blow is determined by the size of the oxygen zone for these specific conditions and is determined. maximum permissible contact time of gas in the oxygen zone.

Авторами насто ш;его изобретени установлено, что начало высокоскоростной газификации дл большинства рабочих топлив обеспечиваетс временем контакта газа в кислородной зоне, примерно, меньшим 0,002 сек.The authors of the present invention have established that the onset of high-speed gasification for most working fuels is provided by the contact time of gas in the oxygen zone, approximately less than 0.002 sec.

Минимальна линейна скорость, необходима дл высокоскоростной газификации топлив, зависит, в основном, от размера частиц газифицируемого топлива , а не от его сорта, так как размер кислородной зоны почти не зависит от сорта топлива, но почти пр мо пропорционален размеру частиц газифицируемого топлива.The minimum linear speed required for high-speed gasification of fuels depends mainly on the particle size of the gasified fuel, and not on its grade, since the size of the oxygen zone is almost independent of the type of fuel, but almost directly proportional to the particle size of the gasified fuel.

При высокоскоростной газификации древесного угл , торфа или подмосковного угл (дл коксовой части) состав получаюш,егос первичного газа практически идентичен и при наровоздушном дутье (дл коксовой части) состав сухого газа может быть, примерно, характеризован следуюшими цифрами: СО2 - объемных, СО - 23о/о объемных , объемных и N2 55%объемных .When high-speed gasification of charcoal, peat or coal near Moscow (for the coke part), the composition obtained, its primary gas is almost identical and for the air-blowing blast (for the coke part) the composition of the dry gas can be approximately characterized by the following figures: CO2 - volume, CO - 23o / o volume, volume and N2 55% by volume.

Подготовка рабочего топлива при I высокоскоростной газификации идет i обычным путем и при неограниченI ном воспламенении (направление восi пламенени сло и движение газоI вого потока совпадают) всегда обеспечена даже и при влажности топлива выше 400/0 и очень высокой интенсивности газификации. Основной газ при этом обогашаетс за счет горючей части летучих, выдел юш ихс при швелевании топлива.Preparation of the working fuel during I high-speed gasification proceeds i in the usual way and with unlimited ignition (the direction of the ignition of the layer and the movement of the gas flow coincide) is always ensured even when the humidity of the fuel is above 400/0 and the very high intensity of gasification. In this case, the main gas is enriched by the combustible part of the volatile gases, which are released during the course of the welding of fuel.

При газификации частиц угл размером в 2-4 Л1М высота кислородной зоны составл ет 8 jto;. Максимальна истинна линейна скорость газового потока , обеспечивающа высокоскоростну о газификацию. Ун, составл ет прн этом ,1 м/сек. Это соответствует Бремени контакта газа с кислородом (выше ) Оа), равному i, 0,0023 сек.When gasifying coal particles with a size of 2-4 L1M, the height of the oxygen zone is 8 jto ;. The maximum true linear velocity of the gas flow, providing high-speed gasification. Un, this is 1 m / s. This corresponds to the burden of contact of gas with oxygen (above) Oa), equal to i, 0.0023 sec.

При более высоких скорост х процесс протекает еще более устойчиво. Максимально допустимые дл газификации скорости газового потока пока необнаружены и лежат выше 100 м/сек. При газификации частиц кокса, подмосковного угл или торф ного кокса размером 20-40 мм (размер частиц указываетс не начальный загружаемого топлива, а частиц топлива, наход щихс в кислородной зоне) будет 20-35 м/сек, размером 40-80 ли будет 50-70 л/сек и-т. д. ,At higher speeds, the process is even more stable. The maximum gas flow velocity allowed for gasification is still undetected and lies above 100 m / s. When gasifying coke particles, coal near Moscow or peat coke of 20–40 mm in size (the size of the particles is indicated not by the initial fuel being loaded, but by the fuel particles in the oxygen zone) will be 20–35 m / s, 40–80 meters -70 l / s and-t. d.,

Процесс высокоскоростной газификации возможен при температуре сло выше 800°. Наиболее благопри тными температурными услови ми вл ютс пределы температур от 1100 до 1600°.The process of high-speed gasification is possible at a bed temperature above 800 °. The most favorable temperature conditions are the temperature range from 1100 to 1600 °.

Предмет изобретени .The subject matter of the invention.

Claims

1. The method of gasification of solid combustible, characterized in that, in order to intensify the gasification process, it is conducted only in one oxidation zone, choosing a speed to blow in such a way that the duration of contact of gases formed in this zone as a result of the primary interaction of fuel with oxygen (like carbon monoxide, hydrogen, etc.) was less than the time required for the flow with almost noticeable results of the reaction of the secondary interaction between these gases and oxygen to blow.

2. A method according to claim 1, wherein the gasification process is carried out with a layer of fuel that is sufficient to terminate the primary reaction between the fuel carbon and oxygen to blow, but not more than that defined in paragraph. 1 duration of contact of primary gases with oxygen.