UA121987C2

UA121987C2 - Спосіб утилізації відходів при газифікації вугілля

Info

Publication number: UA121987C2
Application number: UAA201711088A
Authority: UA
Inventors: Володимир Сергійович Фальштинський; Павло Богданович Саїк; Роман Омелянович Дичковський; Василь Григорович Лозинський; Касерес Кабана Едгар
Original assignee: Національний Технічний Університет"Дніпровська Політехніка"
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2020-08-25

Abstract

Винахід належить до охорони навколишнього середовища, а саме стосується утилізації відходів у підземних газогенераторах при газифікації вугілля на місці залягання пластів. Спосіб утилізації відходів при газифікації вугілля включає накопичення відходів, їх подрібнення, подачу у підземний газогенератор та подальший відвід отриманого газу. Спосіб характеризується тим, що подрібнені відходи транспортують по вертикальній свердловині до підземного простору шахти з наступною кріогенною підготовкою рідким азотом до кристалізаційного стану та подальшим подрібненням до пилкоподібного стану, в якому здійснюють подачу у дуттьову суміш до газогенератора. Винахід забезпечує інтенсифікацію процесу газифікації з покращенням якісних та кількісних параметрів отриманого генераторного газу.

Description

Винахід належить до охорони навколишнього середовища, а саме стосується утилізації відходів у підземних газогенераторах при газифікації вугілля на місці залягання пластів.

Відомим є спосіб знищення бактеріологічних, токсичних речовин, твердих та промислових відходів, що включає виймання вугілля в блоці камерами з залишенням ціликів і заповнення простору між ними відходами з подальшою ізоляцією виїмкового блока, оконтурюючи його виробками, які після монтажу повітроподавального та повітровідвідного трубопроводів заповнюються твердіючим закладанням. Після чого ініціюють самозапалювання вугілля ціликів у міжкамерних ціликах та, регулюючи подачу кількості кисню до джерела горіння, збільшують температуру в багатоканальному підземному газогенераторі, при якій бактеріологічні, токсичні речовини, тверді та промислові відходи повністю розкладаються і спалюються. Отриманий газ відводиться на земну поверхню для використання в енергетиці та хімічній промисловості

ІПатент К7 15862, Б23а 7/00, 20051.

Недоліком даного способу є некерованість та дестабілізація процесу спалювання через зростання вигазованого простору, що суттєво впливає на теплотворну здатність отриманого газу, якісні та кількісні показники роботи підземного газогенератора.

Близьким технічним рішенням є спосіб утилізації відходів, що включає відділення фракції, що не містить вуглець, і подальша її газифікація у підземному газогенераторі. Перед введенням у підземний газогенератор фракцію відходів, що містить вуглець, піддають піролізу при температурі 500-600 "С, при цьому газоподібні продукти піролізу змішують з газоподібними продуктами процесу газифікації а решту - тверду фракцію і (або) продукти очищення газоподібних продуктів піролізу - вводять у підземний газогенератор по свердловині, причому для здійснення процесу піролізу утилізують тепло газів, що відводяться, продуктів газифікації та (або) продуктів їх згоряння (Патент ВО 2156406, Е2305/34, Е23045/027, Е218В43/295, 2000).

Недоліками даного способу є значне зменшення об'ємного вмісту реагентів у дуттьовій суміші через присутність в ній твердих продуктів піролізу, обмеженість вигазованого простору газогенератора.

В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу утилізації відходів у підземному газогенераторі незалежно від схеми розкриття вугільних пластів, в якому, шляхом введення нових технічних рішень і технологічних операцій, досягається можливість збільшення

Зо потенціалу енергетичного та теплового балансів у безперервному процесі газифікації при повній утилізації відходів незалежно від їх вихідного стану, підвищення інтенсивності процесу газифікації вугілля, і за рахунок цього, зростання ефективності процесу утилізації відходів при покращенні показників роботи газогенератора, покращення стану навколишнього середовища.

Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі утилізації відходів при газифікації вугілля, що включає накопичення відходів, їх подрібнення, подачу у підземний газогенератор та подальший відвід отриманого газу, і відрізняється тим, що подрібнені відходи транспортують по вертикальній свердловині до підземного простору шахти з наступною кріогенною підготовкою рідким азотом до кристалізаційного стану та подальшим подрібненням до пилкоподібного стану, в якому здійснюють подачу у дуттьову суміш до газогенератора.

На кресленні наведена технологічна схема утилізації відходів у підземних газогенераторах: 1 - промислова площадка шахти, 2 - блок складання та подрібнення відходів, З - бункер- дозатор, 4 - шнекова дробарка, 5 - вертикальна свердловина, б - подрібнені відходи, 7 - підземний блок попередньої підготовки відходів та дуттьової суміші, 8 - цистерна, 9 - гвинтовий дозатор, 10 - барабанно-кульовий млин, 11 - трубопровід подачі азоту, 12 - резервуар зберігання азоту, 13 - кисневий газогенератор, 14 - компресор низького тиску, 15 - центральний дуттьовий трубопровід, 16 - дуттьова свердловина, 17 - реакційний канал підземного газогенератора, 18 - компресор, 19 - парогенератор, 20 - гнучкий трубопровід, 21 - вугільний пласт, 22 - перфорована насадка, 23 - газовідвідна свердловина, 24 - газовідвідний канал, 25 - вертикальна газовідвідна свердловина, 26 - відкотний штрек, 27 - жаростійка перемичка, 28 - вентиляційний штрек.

Спосіб реалізується наступним чином

На промисловій площадці шахти (1) монтується поверхневий блок складання та подрібнення відходів (2) до заданої фракції з урахуванням діаметру свердловини, який складається з бункера-дозатора (3) та шнекової дробарки (4), розташованої поруч з вертикальною свердловиною (5), по якій подрібнені відходи (б) спрямовуються до підземного блока (7), де проходить їх попередня підготовка. В даній камері розташовується цистерна (8) з гвинтовим дозатором (9), з'єднана з кульовою дробаркою (10). Фракційні відходи з вертикальної свердловини (5) надходять у цистерну (8), з якої, після її повного завантаження, відкачують повітря і по трубопроводу (11) подають рідкий азот з резервуара його зберігання (12), що 60 входить до складу підземного блока (7).

Рідкий азот отримуємо шляхом розподілу повітря на кисневому газогенераторі (13) та зрідження за допомогою компресора низького тиску (14) орієнтовно до 6 МПа. Термін вплину азоту на відходи з урахуванням їх фракційності та об'єму цистерни (8) повинен забезпечити повну зміну структури відходів до кристалізаційного стану.

Після зливу рідкого азоту відходи з цистерни (8) гвинтовим дозатором (9) спрямовуються до кульової дробарки (10), де подрібнюються до пилового стану (20-40 мк). Витрати рідкого азоту складуть 0,2-0,86 кг на 1 кг відходів залежно від їх складу. За допомогою інжекційного ефекту пил відходів спрямовується у центральний дуттьовий трубопровід (15), по якому у зваженому стані повітряного дуття (Т-200-240 "С) подається по дуттьовій свердловині (16), пробуреній у вугільному пласті (21) до окислювальної зони реакційного каналу підземного газогенератора (17). Варіація типом подачі дуттьової суміші у підземний газогенератор забезпечується за рахунок кисневого генератора (13), компресора (18) та парогенератора (19). Можливість направленого кисневого дуття забезпечується шляхом подачі кисню по гнучкому трубопроводу (20), що змонтований у центральному дуттьовому трубопроводі (15) та дуттьовій свердловині (16), який має на кінці перфоровану насадку (22) для спрямовування дуття на "дзеркало" вогневого вибою окислювальної зони газогенератора. Пиловидні відходи та кисень є каталізаторами окислювального процесу, забезпечують температурний режим перехідної зони у межах 2160-2790 76.

Генераторний газ відводиться по газовідвідній свердловині (23), газовідвідному каналі (24) та вертикальній газовідвідній свердловині (25). Газовідвідний канал (24) відокремлюється від відкотного штреку (26) жаростійкою перемичкою 27. Вугільний пласт (21) зі сторони вентиляційного штрек (28) також відокремлюється жаростійкою перемичкою 27.

При наявності у продуктах газифікації канцерогенів, останні відокремлюються від решти продукту мембранними системами та спрямовуються до підземного газогенератора.

Енергетичний та тепловий потенціал запропонованої технології забезпечується станцією з газифікації вугілля у замкнутому екологічно безпечному технологічному режимі. Впровадження комплексної технології з газифікації вугілля та утилізації відходів забезпечить інтенсифікацію процесу газифікації із покращенням якісних та кількісних параметрів отриманого генераторного газу.

Коо)

Claims

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб утилізації відходів при газифікації вугілля, що включає накопичення відходів, їх подрібнення, подачу у підземний газогенератор та подальший відвід отриманого газу, який відрізняється тим, що подрібнені відходи транспортують по вертикальній свердловині до підземного простору шахти з наступною кріогенною підготовкою рідким азотом до кристалізаційного стану та подальшим подрібненням до пилкоподібного стану, в якому здійснюють подачу у дуттьову суміш до газогенератора.