UA30949U - Method for gasification of solid fuels using law-temperature plasma - Google Patents
Method for gasification of solid fuels using law-temperature plasma Download PDFInfo
- Publication number
- UA30949U UA30949U UAU200707383U UAU200707383U UA30949U UA 30949 U UA30949 U UA 30949U UA U200707383 U UAU200707383 U UA U200707383U UA U200707383 U UAU200707383 U UA U200707383U UA 30949 U UA30949 U UA 30949U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- gas
- fuel
- gasification
- plasma
- generator
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002309 gasification Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 97
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 34
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 15
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 12
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 10
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000009272 plasma gasification Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 241000408923 Appia Species 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000011335 coal coke Substances 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель відноситься до енергетики, металургійної й хімічної промисловості і може бути використаний 2 при виробництві енергетичного та відновлювального газу, а також синтезу-газу.The useful model applies to the energy, metallurgical and chemical industries and can be used 2 in the production of energy and regeneration gas, as well as synthesis gas.
Відомий спосіб термічної переробки вуглецевмісних твердих палив при взаємодії розпеченого вуглецю з водяною парою. Реакції утворення водяного газу є ендотермічними. Водяний газ одержують шляхом акумуляції тепла в шарі палива при частковому спалюванні цього палива. При цьому способі процес одержання водяного газу є періодичним. Спочатку в газогенератор вдувається тільки повітря. Завдяки згорянню палива шар 70 нагрівається до потрібної температури. Одержуваний при цьому повітряний газ викидається в атмосферу або використовується як побічний продукт виробництва. Після досягнення потрібного нагрівання шару палива вдмухування в газогенератор повітря припиняється й починається подача в шар пари. За рахунок тепла, акумульованого шаром палива за час подачі повітря, відбувається розкладання пари й взаємодія з розпеченим вуглецем з утворенням водяного газу. Подача пари триває доти, поки температура в шарі палива не знижується 72 до такого рівня, при якому розкладання пари припиниться або сильно скоротиться. Після цього припиняється дуття парою і відновлюється дуття повітрям (11.There is a known method of thermal processing of carbon-containing solid fuels during the interaction of heated carbon with water vapor. Water gas formation reactions are endothermic. Water gas is obtained by accumulating heat in the fuel layer during partial combustion of this fuel. In this method, the process of obtaining water gas is periodic. Initially, only air is blown into the gas generator. Due to the combustion of fuel, layer 70 is heated to the required temperature. The resulting air gas is released into the atmosphere or used as a by-product of production. After reaching the required heating of the fuel layer, the air injection into the gas generator stops and the supply of steam to the layer begins. Due to the heat accumulated by the fuel layer during the air supply, the steam decomposes and interacts with the red-hot carbon to form water gas. The supply of steam continues until the temperature in the fuel bed decreases 72 to such a level that steam decomposition ceases or is greatly reduced. After that, steam blowing is stopped and air blowing is resumed (11.
До числа основних недоліків періодичного процесу одержання водяного газу відноситься зміна складу водяного газу протягом фази холодного дуття й швидке падіння продуктивності внаслідок зменшення розкладання водяної пари, через зниження температури шару палива в ході витрати тепла, акумульованого в шахті генератора протягом фази гарячого дуття. Склад водяного газу протягом фази парового дуття змінюється також від інтенсивності дуття й роду палива.Among the main disadvantages of the periodic process of obtaining water gas is a change in the composition of water gas during the cold blowing phase and a rapid drop in productivity due to a decrease in the decomposition of water vapor, due to a decrease in the temperature of the fuel layer during the consumption of heat accumulated in the generator shaft during the hot blowing phase. The composition of water gas during the phase of steam blowing also varies depending on the intensity of blowing and the type of fuel.
Серед інших недоліків одержання водяного газу на установках періодичної дії можна віднести підвищену вибухонебезпечність, необхідність застосовувати високоякісне паливо при низькому коефіцієнті його використання на виробництво водяного газу.Among other disadvantages of producing water gas at batch plants can be attributed the increased explosiveness, the need to use high-quality fuel with a low coefficient of its use for the production of water gas.
Відомий спосіб одержання водяного газу із циркуляцією теплоносія. Витрата тепла на ендотермічні реакції 2 утворення водяного газу компенсується фізичним теплом нагрітої до високої температури парогазової суміші, з температурою 1100-12002С, яка підводиться у шахту газогенератора після нагрівання в регенеративному теплообміннику з насадкою з вогнетривкої цегли. Цей процес відомий як процес Копперса і використовується для одержання синтез-газу |2)|. Недоліком цього процесу є громіздкість апаратурного оформлення, підвищені б вимоги до якості палива (брикети зі змістом дріб'язку 5-895 і вологістю 15-20965). чІThere is a known method of obtaining water gas with the circulation of the coolant. The heat consumption for endothermic reactions 2 of the formation of water gas is compensated by the physical heat of the steam-gas mixture heated to a high temperature, with a temperature of 1100-12002С, which is fed into the gas generator shaft after heating in a regenerative heat exchanger with a refractory brick nozzle. This process is known as the Koppers process and is used to obtain synthesis gas |2)|. The disadvantage of this process is the cumbersome design of the hardware, the requirements for fuel quality would be increased (briquettes with fines content of 5-895 and moisture content of 15-20965). ch.i
Відомий безперервний спосіб одержання водяного газу із застосуванням електрогазифікації. Електричний струм проходить безпосередньо Через вугілля, яке виступає опором, нагріває його та реагуючі гази до б» температури реакції. При переході струму від одного шматка палива до іншого, утворюються маленькі вольтові (су дуги, які створюють дуже високу температуру. В якості дуття в газогенератор подається тільки водяна пара, тутA continuous method of obtaining water gas using electrogasification is known. An electric current passes directly through the coal, which acts as a resistance, heating it and the reacting gases to b» reaction temperature. When the current passes from one piece of fuel to another, small voltaic arcs are formed, which create a very high temperature. Only water vapor is supplied as a blow to the gas generator, here
Зо протікає процес утворення водяного газу в чистому виді так само, як під час фази парового дуття в о газогенераторах періодичної дії. При нагріванні шару палива електричним струмом є можливість легко й у широких межах регулювати температуру в шахті газогенератора, завдяки чому досягається висока якість водяного газу |ЗІ. «The process of the formation of water gas in its pure form proceeds in the same way as during the phase of steam blowing in intermittent gas generators. When the fuel layer is heated by electric current, it is possible to easily and widely regulate the temperature in the gas generator shaft, thanks to which a high quality of water gas is achieved. "
Недоліком зазначеного способу є значні витрати електроенергії. Капіталовкладення на спорудження 70 електростанції, що обслуговує газогенераторну станцію, у кілька разів перевищують витрати на спорудження в) с самої газогенераторної станції. з» Відомий спосіб термічної переробки твердого палива й енерготехнологічна установка для його здійснення, заснований на плазмовій переробці, шляхом подачі низькосортного твердого палива дозовано, шляхом продувки шару низькосортного палива окисним плазмовим струменем, при цьому підтримується температура газоподібних продуктів газифікації і їхнього відводу від 1650 до 1850 К и встановлюється динамічний напір о плазмових струменів у діапазоні 6000-15000 Па. о Після закінчення процесу газифікації вугілля й повного відводу синтез-газу з газифікатора, залишок, який не прореагував, нагрівають до утворення розплаву, що зливають і здійснюють його продувку відновлювальним іке, плазмовим струменем при температурі 2000-2050 К, для одержання феросиліцію, а збіднений розплав подають т» 50 у стабілізуючий реактор, у якому підтримують температуру 1600-18002С, а потім на розпилювальні плазмові струмені для одержання волокнистих матеріалів |4). с Недоліком зазначеного способу є те, що при проведенні процесу газифікації окисні плазмові струмені подаються в шар палива, нагрівають його й вуглець палива, взаємодіючи з окисним плазмовим струменем, що має середньомасову температуру 2500-4000 К, переходить у газоподібний стан. Вода, яка подається із 59 плазмоутворюючим повітрям в плазмотрон, конвертується на кисень, що додатково бере участь в окислюванні с речовин, що містяться в паливі. Енергія, необхідна для процесу газифікації, одержується безпосередньо із плазмотрона. Основним недоліком плазмових технологій, що дотепер стримують їхнє широке застосування, є споживання великої кількості електроенергії. Крім того, процес здійснюється періодично, що приводить до зниження продуктивності й коефіцієнта корисної дії газифікації. 60 Найближчим аналогом є спосіб паливно-плазмової обробки, у якому генератори плазми (плазмотрони) використовуються для підтримки й стабілізації необхідних температурних режимів з мінімальним споживанням електроенергії (5І.The disadvantage of this method is the significant consumption of electricity. Capital investments for the construction of 70 power plants serving the gas generating station are several times higher than the costs of construction c) of the gas generating station itself. from" A known method of thermal processing of solid fuel and an energy-technological installation for its implementation, based on plasma processing, by supplying low-grade solid fuel dosed, by blowing a layer of low-grade fuel with an oxidizing plasma jet, while maintaining the temperature of gaseous products of gasification and their removal from 1650 to 1850 The dynamic pressure of plasma jets in the range of 6000-15000 Pa is set. o After the end of the coal gasification process and the complete removal of synthesis gas from the gasifier, the unreacted residue is heated to the formation of a melt, which is drained and purged with a reducing ike, a plasma jet at a temperature of 2000-2050 K, to obtain ferrosilicon, and depleted the melt is fed t" 50 to the stabilizing reactor, in which the temperature is maintained at 1600-18002С, and then to the atomizing plasma jets for obtaining fibrous materials |4). c The disadvantage of the specified method is that during the gasification process, oxidizing plasma jets are fed into the fuel layer, heating it and fuel carbon, interacting with the oxidizing plasma jet, which has an average mass temperature of 2500-4000 K, turns into a gaseous state. Water, which is supplied with 59 plasma-forming air to the plasmatron, is converted into oxygen, which additionally participates in the oxidation of substances contained in the fuel. The energy required for the gasification process is obtained directly from the plasmatron. The main drawback of plasma technologies, which has so far prevented their widespread use, is the consumption of a large amount of electricity. In addition, the process is carried out periodically, which leads to a decrease in the productivity and efficiency of gasification. 60 The closest analogue is the method of fuel-plasma processing, in which plasma generators (plasmatrons) are used to maintain and stabilize the necessary temperature regimes with minimal electricity consumption (5I.
Спосіб паливно-плазмової газифікації включає подачу порошкоподібного вугілля в прегенератор, де він взаємодіє з киснем і водяною парою в електродуговій плазмі, у результаті чого виходить газ, що містить і Н», б5 йThe method of fuel-plasma gasification includes the supply of powdered coal to the pregenerator, where it interacts with oxygen and water vapor in the electric arc plasma, resulting in gas containing H», b5 and
СО, СО, і Н.О.CO, CO, and N.O.
Прегенератор розташований між генератором плазми (плазмотроном) і шахтною піччю газогенератора і являє собою ємність, футеровану вогнетривким матеріалом, у якій протікають плазмохімічні реакції.The pregenerator is located between the plasma generator (plasmotron) and the mine furnace of the gas generator and is a container lined with refractory material in which plasma-chemical reactions take place.
Вугілля, що подається у прегенератор, виконує роль як хімічного агента газифікації, утворюючи компоненти відновлювального газу СО і Но, так і джерела додаткової енергії за рахунок утворення СО 5 і НоО, які є продуктами екзотермічних реакцій, і проходячи через шар коксу, даючи суміш Н» і СО.The coal supplied to the pregenerator performs the role of both a chemical agent of gasification, forming components of the reducing gas CO and Но, and a source of additional energy due to the formation of СО 5 and НоО, which are products of exothermic reactions, and passing through the coke layer, giving a mixture of Н » and SO.
Недоліком зазначеного способу газифікації є те, що для участі вугілля в утворенні компонентів відбудовного газу в прегенераторі, витрачається енергія плазми, тому що реакції утворення СО і Н є ендотермічними. Крім того, оксид вуглецю СО, що надходить із прегенератора, у шахті газогенератора може 7/0 частково утворювати діоксид вуглецю СО», що погіршує якість одержуваного генераторного газу.The disadvantage of this method of gasification is that for the participation of coal in the formation of components of the recovery gas in the pregenerator, plasma energy is consumed, because the reactions of the formation of CO and H are endothermic. In addition, CO carbon dioxide coming from the pregenerator can partially form CO carbon dioxide in the gas generator shaft, which deteriorates the quality of the generated generator gas.
Подача порошкоподібного вугілля вимагає спеціальної його підготовки (розвантаження, дроблення, помелу), викликає зношування пилопроводу. Пред'являються підвищені вимоги до фракційного складу порошкоподібного вугілля, вмісту в ньому летучих речовин. Більші труднощі виникають при розпалюванні та стабілізації горіння вугіль із низьким вмістом летучих речовин (менш 1595 і особливо антрацитів). Для таких вугіль запропоновано здійснювати термохімічну підготовку вугільного пилу. У плазмовому газогенераторі в якості палива використовується кокс.Supply of powdered coal requires its special preparation (unloading, crushing, grinding), causes wear of the sawdust. There are increased requirements for the fractional composition of powdered coal, the content of volatile substances in it. Greater difficulties arise when igniting and stabilizing the combustion of coal with a low content of volatile substances (less than 1595 and especially anthracite). For such coals, it is proposed to carry out thermochemical preparation of coal dust. In the plasma gas generator, coke is used as fuel.
Застосування інших видів вугіль при газифікації супроводжується частковим напівкоксуванням вугілля, у результаті чого газ, що утворюється, забруднюється смолою, маслом, фенолами.The use of other types of coal during gasification is accompanied by partial semi-coking of coal, as a result of which the resulting gas is contaminated with tar, oil, and phenols.
Технічним завданням корисної моделі, що заявляється, є вдосконалення способу паливно-плазмової 2о переробки.The technical task of the proposed useful model is to improve the method of fuel-plasma 2O processing.
Технічним результатом є зниження витрат електричної енергії й збільшення виходу генераторного газу.The technical result is a decrease in the consumption of electrical energy and an increase in the output of generator gas.
Суть запропонованої корисної моделі виражається наступною сукупністю суттєвих ознак, достатніх для досягнення зазначеного вище технічного результату: - спочатку додатково в прегенератор подають напівкоксовий газ (газ сухої перегонки), - потім продукти паливно-плазмової обробки (газоутворюючі агенти) подають у робочий простір газогенератора для забезпечення взаємодії зі вуглецевмісним матеріалом палива з утворенням генераторного ші газу.The essence of the proposed useful model is expressed by the following set of essential features sufficient to achieve the above-mentioned technical result: - first, semi-coke gas (dry distillation gas) is additionally fed into the pregenerator, - then the products of fuel-plasma treatment (gas-forming agents) are fed into the working space of the gas generator to ensure interaction with carbon-containing fuel material with the formation of generator gas.
Причинно-наслідковий зв'язок між зазначеними вище суттєвими ознаками корисної моделі й очікуваним технічним результатом обгрунтовується наступним. Ф зо Напівкоксовий газ (газ сухої перегонки) для подальшої подачі в прегенератор отримують у печах напівкоксування або в спеціальних газогенераторах вугілля зі швельшахтою (камерою), у якій відбувається суха «І перегонка палива. Газ сухої перегонки відбирається у верхній частині шахти (швельшахти) з температурою б 100-12026.The causal relationship between the above-mentioned essential features of the useful model and the expected technical result is justified as follows. Semi-coking gas (dry distillation gas) for further supply to the pregenerator is obtained in semi-coking ovens or in special coal gas generators with a shaft shaft (chamber), in which dry "I distillation" of the fuel takes place. Dry distillation gas is taken from the upper part of the mine (shelving mine) with a temperature of 100-12026.
Виділення процесу сухої перегонки в самостійний агрегат напівкоксування дає можливість одержати смолу о більш високої якості, очищений напівкоксовий газ і напівкокс, що доцільно використовувати в подальшому у со газогенераторі при газифікації палива.Separation of the dry distillation process into an independent semi-coking unit makes it possible to obtain resin of higher quality, purified semi-coke gas and semi-coke, which is expedient to use in the future in a co-gas generator during fuel gasification.
Очищений від смоли газ сухої перегонки або напівкоксовий газ з печі напівкоксування, що містить у середньому 23,496 0052; 5,095 СоНо; 23,695 СО; 11,395 Но, 33,896 СН, 2,990Мо, подають в прегенератор, де він взаємодіє з окисним плазмоутворюючим газом за допомогою плазми електродугового нагрівача газу « (плазмотрона). -о с Енергія плазмотрона використовується при розпалюванні й стабілізації горіння газу, підтримці необхідної . температури продуктів горіння, що надходять у газогенератор. Температура плазмоутворюючого газу "» підтримується шляхом регулювання струму плазмотрона й кількістю водяної пари, що вводиться.Tar-free dry distillation gas or semi-coke gas from a semi-coking oven, containing on average 23,496 0052; 5,095 SoNo; 23,695 SO; 11,395 Но, 33,896 СН, 2,990 Мо are fed into the pregenerator, where it interacts with the oxidizing plasma-forming gas using the plasma of the electric arc gas heater (plasmatron). -o s Plasmatron energy is used for igniting and stabilizing gas combustion, maintaining the necessary . temperature of combustion products entering the gas generator. The temperature of the plasma-forming gas "» is maintained by adjusting the current of the plasmatron and the amount of water vapor introduced.
Менша частина теплової енергії дуття, що подають в газогенератор, виробляється в прегенераторі, де температура плазмоутворюючого газу досягає 3800-4800 К. Плазмоутворюючий окисний газ в прегенераторі з змішується з водяною парою й напівкоксовим газом або газом сухої перегонки зі швельшахти при коефіцієнті надлишку повітря с. - 1,2 і вступає в реакцію, в результаті якої утворюються продукти горіння, що містять о діоксид вуглецю й водяну пару (СО 5 і НО). Ці реакції є екзотермічними, продукти горіння надходять у «се газогенератор з температурою 1200-13002С та 1600-17002С (залежно від способу видалення шлаків у сухій або рідкій формі) й компенсують потребу в енергії подальших ендотермічних реакцій взаємодії СО» і НО с вуглецем т. палива з утворенням СО і Н»о в газогенераторі.A smaller part of the thermal energy of the blowing, fed to the gas generator, is produced in the pregenerator, where the temperature of the plasma-forming gas reaches 3800-4800 K. The plasma-forming oxidizing gas in the pregenerator is mixed with water vapor and semi-coke gas or dry distillation gas from the tailings mine at an excess air coefficient of - 1.2 and enters into a reaction resulting in the formation of combustion products containing carbon dioxide and water vapor (CO 5 and HO). These reactions are exothermic, the combustion products enter the "se gas generator with a temperature of 1200-13002С and 1600-17002С (depending on the method of removing slags in dry or liquid form) and compensate for the energy requirement of further endothermic reactions of the interaction of CO" and NO with carbon, i.e. fuel with the formation of CO and H»o in the gas generator.
Ге! Спосіб безперервної газифікації здійснюється в газогенераторі шляхом подачі зверху в шахту палива, а потік дуття рухається знизу вгору.Gee! The method of continuous gasification is carried out in the gas generator by feeding fuel from above into the mine, and the blowing flow moves from the bottom up.
При цьому в зону газифікації подається нагріте в прегенераторі дуття, що складається із СО 5, Н2О, О5, Мо У різних співвідношеннях в залежності від необхідності одержання при газифікації суміші СО і Н» з різним вмістом компонентів і різним виходом генераторного газу ( синтез- с газу). Н2О, Ог і СО» виступають в якості газоутворюючих окисних агентів, при використанні яких суміщаються процеси одержання водяного й регенераторного газів. Вуглець палива в даному випадку відіграє роль хімічного агента. 60 Чим вище реакційна здатність палива, тим повніше при більш низькій температурі протікає розкладання водяної пари в газогенераторі. Так, при 10002С за час перебування водяної пари в газогенераторі на деревному вугіллі розкладається 10095 водяної пари; напівкоксу - 82,290; газового коксу - 71,49; кам'яновугільного коксу - 50,195.At the same time, the pregenerator-heated blast consisting of СО5, Н2О, О5, Mo is supplied to the gasification zone in different ratios depending on the need to obtain a mixture of СО and Н" during gasification with different content of components and different output of generator gas (synthesis gas). Н2О, Ог and СО" act as gas-forming oxidizing agents, when using which the processes of obtaining water and regenerator gases are combined. Fuel carbon in this case plays the role of a chemical agent. 60 The higher the reactivity of the fuel, the more complete is the decomposition of water vapor in the gas generator at a lower temperature. So, at 10002C, 10095 of water vapor is decomposed during the stay of water vapor in the gas generator on charcoal; semi-coke - 82,290; gas coke - 71.49; coal coke - 50,195.
Процес одержання генераторного газу здійснюється безупинно в міру надходження палива й дуття. У 65 результаті переробки палива утворюються продукти переробки (зола, шлаки), які також безупинно видаляються з газогенератора. При безперервному процесі газифікації, керування газогенератором є більш простим і легким,The process of obtaining generator gas is carried out continuously as fuel and blowing are supplied. As a result of fuel processing, processing products (ash, slag) are formed, which are also continuously removed from the gas generator. With a continuous gasification process, the control of the gas generator is simpler and easier,
аніж при періодичному процесі, при цьому підвищується продуктивність процесу, коефіцієнт корисної дії газифікації.than with a batch process, while the productivity of the process, the efficiency of gasification increases.
Таким чином, паливно-плазмова технологія газифікації вуглецевмісних твердих палив з використанням Напівкоксового газу або газу сухої перегонки надає можливість шляхом простого регулювання підвести в шар палива в газогенераторі тепло та газоутворюючі агенти, необхідні для процесу, що компенсує потребу в енергії для ендотермічних реакцій газифікації палива в газогенераторі.Thus, the fuel-plasma technology of gasification of carbon-containing solid fuels using semi-coke gas or dry distillation gas makes it possible, through a simple adjustment, to introduce heat and gas-forming agents into the fuel bed in the gas generator, necessary for the process, which compensates for the need for energy for endothermic reactions of fuel gasification in gas generators.
Згідно з експериментальними даними різних досліджень, кількість напівкоксового газу (газу сухої перегонки), становить 10-1595 від генераторного газу на тонну палива. Розрахункові параметри /о паливно-плазмової газифікації вуглецевмісних твердих палив при різній кількості використання напівкоксового газу (газу сухої перегонки), показали, що із збільшенням кількості напівкоксового газу (газу сухої перегонки) з 10956 до 1595 на тонну палива, витрати електроенергії зменшуються в 1,5 рази, а вихід генераторного газу збільшується в 1,35 рази, чим досягається заявлений технічний результат.According to the experimental data of various studies, the amount of semi-coke gas (dry distillation gas) is 10-1595 of generator gas per ton of fuel. The calculated parameters of fuel-plasma gasification of carbon-containing solid fuels with different amounts of semi-coke gas (dry distillation gas) showed that with an increase in the amount of semi-coke gas (dry distillation gas) from 10,956 to 1,595 per ton of fuel, electricity consumption decreases by 1, 5 times, and the output of generator gas increases by 1.35 times, which achieves the declared technical result.
Запропонований спосіб був проведений при переробці твердого палива в дослідній камері відновлення /5 Залізорудних окатишів (моделювання газогенератора). На початку до подачі палива (коксового дріб'язку) за допомогою плазмотрону розігрівали камеру відновлення до температури 12002С. Потім через завантажувальний пристрій завантажували кокс. Після заповнення робочого простору камери відновлення включали плазмотрон, подавали плазмоутворюючий газ (повітря) і по досягненню в робочому просторі камери температури «10002 подавали природний газ (зменшували силу струму на плазмотроні та знижували температуру продуктів 2о паливно-плазмової обробки). Природний газ моделював подачу газу сухої перегонки або напівкоксового газу при витраті повітря А - 1,2. Продукти горіння природного газу мали в середньому наступний склад, 95 (об.): 8,0 СО»; 16,1 НьЬО; 72,2 М»; 3,0 О». Ці дані близькі до розрахункового складу продуктів горіння напівкоксового газу, 90 (об.): 13,83 СО»; 13,54 Н.О; 69,56 Мо; 3,05 О». Продукти горіння природного газу СО» і НО надходили в камеру відновлення й при температурі понад 10002 і відновлювалися вуглецем коксового дріб'язку. Одержувався синтез-газ наступного хімічного складу, бо (06.): 3,5 СО»; 32,5 СО; 4,0 Но»; 59,0 М», 10,0 СН,, який спалювали на розпалювальній трубі. Процес газифікації палива (коксового дріб'язку) у дослідній камері відновлення не) періодичний, оскільки на установці була відсутня система безперервного завантаження й вивантаження матеріалів.The proposed method was carried out during processing of solid fuel in an experimental recovery chamber /5 of iron ore pellets (simulation of a gas generator). At the beginning, the recovery chamber was heated to a temperature of 12002С using a plasmatron before supplying fuel (coke fines). Then coke was loaded through the loading device. After filling the working space of the recovery chamber, the plasmatron was turned on, the plasma-forming gas (air) was supplied, and when the temperature of "10002" was reached in the working space of the chamber, natural gas was supplied (the current strength on the plasmatron was reduced and the temperature of the products of 2o fuel-plasma processing was reduced). Natural gas modeled the supply of dry distillation gas or semi-coke gas with an air consumption of A - 1.2. The products of natural gas combustion had the following composition on average, 95 (vol.): 8.0 СО"; 16.1 NHO; 72.2 M"; 3.0 O". These data are close to the calculated composition of semi-coke gas combustion products, 90 (vol.): 13.83 СО"; 13.54 N.O.; 69.56 Mo; 3.05 O". Combustion products of natural gas CO" and HO entered the reduction chamber at a temperature above 10002 and were reduced with carbon from coke fines. Synthesis gas of the following chemical composition was obtained, because (06.): 3.5 CO"; 32.5 CO; 4.0 But"; 59.0 M", 10.0 CH, which was burned on the ignition pipe. The process of gasification of fuel (coke fines) in the experimental recovery chamber is not) periodic, since the installation did not have a system for continuous loading and unloading of materials.
Після закінчення циклу газифікації з камери відновлення витягали золу, що була сильно ошлакована. Ге»)After the end of the gasification cycle, the ash that was heavily slag was removed from the recovery chamber. Ge")
Перелік використаних джерел. 1. Шишаков Н.В. Основьї производства горючих газов. М-Л, Госзргоиздат, 1948, с. 479. ч 2. Альтшулер В.С. Новне процессь! газификации твердого топлива. М., Недра, 1976, С. 280. ФList of used sources. 1. Shishakov N.V. Basic production of combustible gases. M-L, Goszrgoizdat, 1948, p. 479. h 2. Altshuler V.S. New process! solid fuel gasification. M., Nedra, 1976, p. 280. F
З. Федосеев С.А., Черньшев А.Б. Полукоксование и газификация твердого топлива. М., Гостоптехиздат, 1960, С.323. о 4. Неклеса А.Т. Способ термической переработки топлива. Патент Российской Федерации, Мо2125082, «З зарегистрирован 20.01.1999, 5. Вепієї Ї., Негій» Н.О., Запіеп 5.0. Ріазта Тесппоіоду їог Оігесі Кейдисіоп І 23-44 Сопії. Іпфегп опZ. Fedoseev S.A., Chernshev A.B. Semi-coking and gasification of solid fuel. M., Gostoptekhizdat, 1960, p. 323. at 4. Neklesa A.T. The method of thermal processing of fuel. Patent of the Russian Federation, Mo2125082, "From registered on 20.01.1999, 5. Vepiei Y., Negii" N.O., Zapiep 5.0. Riazta Thesppoiodu yog Oigesi Keidisiop I 23-44 Sophia. Ipfegp op
МегаІнчгау, Аппиа! Сопіегепсе ої Мегйаїгаівів. Оцерес Сйу, Ацадуві 19-22,1984. « с 79MegaInchgau, Appia! Sopiegepse oi Megyaiigaiviv. Oceres Syu, Atsaduvi 19-22, 1984. p. 79
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU200707383U UA30949U (en) | 2007-07-02 | 2007-07-02 | Method for gasification of solid fuels using law-temperature plasma |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU200707383U UA30949U (en) | 2007-07-02 | 2007-07-02 | Method for gasification of solid fuels using law-temperature plasma |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA30949U true UA30949U (en) | 2008-03-25 |
Family
ID=39818545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU200707383U UA30949U (en) | 2007-07-02 | 2007-07-02 | Method for gasification of solid fuels using law-temperature plasma |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA30949U (en) |
-
2007
- 2007-07-02 UA UAU200707383U patent/UA30949U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4160663A (en) | Method for the direct reduction of iron ore | |
AU2007343509B2 (en) | A dry coal powder gasification furnace | |
US20100219062A1 (en) | Method and apparatus for plasma gasification of carbonic material by means of microwave radiation | |
US9255224B2 (en) | Method for increasing amount of coke oven gas by using carbon dioxide | |
KR880000353B1 (en) | Method and apparatus for gasifying carbonaceous material | |
KR19980701311A (en) | METHOD FOR CO-PRODUCING FUEL AND IRON | |
JP2016529383A (en) | Reduction of iron oxide to metallic iron using natural gas | |
WO2006081661A1 (en) | Coal gasification process and apparatus | |
JP2015524504A (en) | Oxygen-free gasification method and apparatus by circulating carbon dioxide in biomass fuel | |
JPS6254163B2 (en) | ||
JP6406222B2 (en) | Method for gasifying carbonaceous fuel, method for operating steelworks and method for producing gasified gas | |
JP2015507082A (en) | Method for manufacturing pig iron or basic products in carbothermal or electrothermal method | |
US2953445A (en) | Gasification of fuels and decomposition of gases | |
GB2180849A (en) | Producing clean gas containing hydrogen and carbon monoxide | |
JP2017071692A (en) | Gasification method of carbonaceous fuel, operation method of iron mill and manufacturing method of gasified gas | |
CN102482724A (en) | Method for the simultaneous production of iron and crude syngas containing co and h2 | |
JP7192899B2 (en) | Blast Furnace Operation Method and Blast Furnace Incidental Equipment | |
RU2615690C1 (en) | Plant for hot gas production from carbonaceous material | |
JPS5832196B2 (en) | Coal gasification method | |
JP7192901B2 (en) | Blast Furnace Operation Method and Blast Furnace Incidental Equipment | |
RU2521638C2 (en) | Gasification of carbon-bearing solid fuels | |
UA30949U (en) | Method for gasification of solid fuels using law-temperature plasma | |
JP7192900B2 (en) | Blast Furnace Operation Method and Blast Furnace Incidental Equipment | |
JP7131694B2 (en) | Blast Furnace Operation Method and Blast Furnace Incidental Equipment | |
Sergeev et al. | Gasification and plasma gasification as type of the thermal waste utilization |