UA78466C2 - Energotechnological plant for thermal solid fuel processing - Google Patents

Energotechnological plant for thermal solid fuel processing Download PDF

Info

Publication number
UA78466C2
UA78466C2 UAA200602113A UAA200602113A UA78466C2 UA 78466 C2 UA78466 C2 UA 78466C2 UA A200602113 A UAA200602113 A UA A200602113A UA A200602113 A UAA200602113 A UA A200602113A UA 78466 C2 UA78466 C2 UA 78466C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
gas
plasmatrons
pipeline
furnace
gas generator
Prior art date
Application number
UAA200602113A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Anatolii Tymofiiovych Neklesa
Vadym Vladyslavovych Novinskyi
Original Assignee
Anatolii Tymofiiovych Neklesa
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 Anatolii Tymofiiovych Neklesa filed Critical Anatolii Tymofiiovych Neklesa
Priority to UAA200602113A priority Critical patent/UA78466C2/en
Priority to PCT/UA2006/000024 priority patent/WO2007097729A1/en
Priority to RU2006124298/15A priority patent/RU2325423C2/en
Publication of UA78466C2 publication Critical patent/UA78466C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06Continuous processes
    • C10J3/18Continuous processes using electricity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00Details of gasification apparatus
    • C10J2200/09Mechanical details of gasifiers not otherwise provided for, e.g. sealing means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2100/00Exhaust gas
    • C21C2100/06Energy from waste gas used in other processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

The invention relates to metallurgy and concerns direct reduction of metals. The energotechnological plant consists of a gas generator, the lower part of which is made in the form of the cut cone which small base is joint to the channel-store, and the working cavity is connected with the furnace for ash processing in which plasmatrons of indirect action are placed. In a gas generator opposite each other plasmatrons are placed. Above the plane of the plasmatrons mounting the distributive lattices are placed with collectors and the fitting pipes joint to the units of oxygen-containing gas and steam mixing. A cyclone of scrubbing action joint to the receiver which is equipped with the pipeline of submission of synthesis-gas into the reactor of hardphase reduction, the pipeline withdrew gas from which through the auxiliary cyclone is joint to the chamber of combustion for reception of the electric power. The auxiliary cyclone is joint to the furnace plasmatrons for ash processing and plasmatrons of the melting furnace. The pipeline of withdrew gas from the melting furnace is joint to the furnace for ash processing, the pipeline of withdrew gas from which is joint with bottom cone part of the gas generator. Application of the invention allows to receive practically without waste high-quality metal from ore and coal in one stage, to increase the speed of fuel gasification.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до теплоенергетики в комбінованих циклах виробництва теплової та електричної енергії, 2 виробництва газоподібних вуглеводневмісних продуктів із вугілля, зокрема для позадоменого виробництва металу на основі прямого відновлення.The invention relates to thermal power engineering in combined cycles of thermal and electrical energy production, 2 production of gaseous hydrocarbon-containing products from coal, in particular for off-site metal production based on direct reduction.

Відома енерготехнологічна установка для термічної переробки твердого палива, що містить футерований газифікатор для одержання синтез-газу з установленими в його нижній частині плазмотроном, а у верхній - дозатором подачі низькосортного твердого палива і патрубком відводу нагрітого синтез-газу, відповідно до 70 винаходу, вона додатково постачена послідовно встановленими накоплювачем розплаву для одержання феросплавів, стабілізуючим реактором і осаджувальною колоною для одержання волокнистого матеріалу, при цьому футерований газифікатор постачений допоміжними плазмотронами і льоткою для випуску окисленого розплаву, сполученою на виході через футеровану канаву з накоплювачем розплаву, в нижній частині якого розміщений заглибний плазмотрон для продувки розплаву, в якому на різних рівнях розміщені льотки для 12 випуску отриманого феросплаву і збідненого розплаву, відповідно, останні приєднані до постаченого стабілізуючим плазмотроном стабілізуючого реактора, який на виході приєднаний до фідера, виконаного з електрообігрівальними отворами для зливу збідненого розплаву, сполученими з осаджувальною колоною, у верхній частині якої діаметрально розміщені в кількості не менше двох плазмотронів під кутом 15-602 до осі струменя збідненого розплаву, при цьому патрубок відбору синтез-газу з газифікатора через футерований 20 трубопровід, з установленим на ньому зворотним клапаном, сполучений з високотемпературним ресивером, постаченим трубопроводом подачі синтез-газу споживачу, а дозатор виконано у вигляді двох герметичних конусів, установлених із можливістю утворення міжконусного простору, причому льотки постачені шиберними затворами, а високотемпературний ресивер додатково підключений до одного або більше плазмових газифікаторів, льотки яких з'єднані через футеровані канави одна з одною та з накоплювачем розплаву Україна, с 25 патент Мо22590 А, кл. С1ОВ 49/00, С10) 3/18, заявл. 04.04.95р., опубл. Бюл. Моз, 19981. Ге)A known energy technology installation for thermal processing of solid fuel, which contains a lined gasifier for obtaining synthesis gas with a plasmatron installed in its lower part, and in the upper part - a low-grade solid fuel supply dispenser and a nozzle for the removal of heated synthesis gas, according to 70 of the invention, it additionally supplied in series with a melt accumulator for the production of ferroalloys, a stabilizing reactor and a sedimentation column for the production of fibrous material, while the lined gasifier is supplied with auxiliary plasmatrons and a jet for the release of oxidized melt, connected at the outlet through a lined ditch to the melt accumulator, in the lower part of which an immersion plasmatron is placed for blowdown of the melt, in which at different levels there are jets for 12 releases of the obtained ferroalloy and depleted melt, respectively, the latter are connected to the stabilizing reactor supplied by the stabilizing plasmatron, which is connected to the feed at the output era, made with electric heating holes for draining the depleted melt, connected to the deposition column, in the upper part of which at least two plasmatrons are placed diametrically at an angle of 15-602 to the axis of the jet of the depleted melt, while the outlet for the synthesis gas from the gasifier through the lined 20 pipeline, with a non-return valve installed on it, is connected to a high-temperature receiver supplied by the synthesis gas supply pipeline to the consumer, and the dispenser is made in the form of two hermetic cones, installed with the possibility of forming an inter-cone space, and the flywheels are supplied with gate valves, and the high-temperature receiver is additionally connected to one or more plasma gasifiers, the jets of which are connected through lined ditches to each other and to the melt accumulator Ukraine, p. 25 patent Mo22590 A, cl. C1OV 49/00, C10) 3/18, statement 04.04.95, publ. Bul. Moz, 19981. Ge)

До причин, що перешкоджають впровадженню установки слід зазначити, що витрати під час експлуатації плазмового газифікатора при цій технологічній схемі значні й не можуть бути відшкодовані тільки за рахунок вартості одержуваного продукту.Among the reasons that prevent the implementation of the installation, it should be noted that the costs during the operation of the plasma gasifier with this technological scheme are significant and cannot be compensated only by the cost of the obtained product.

Найбільш близьким по технічній сутності та досягаемому результату (прототип) прийнято пристрій для ї-оі 30 отримання губчатого заліза, цементного клінкера та електроенергії, який містить газогенератор із вузлом (Се) завантаження твердого палива, підводом кисневмісного газу та відводом відновлювального газу, циклон із вузлом виводу золи й неспаленого палива, установлений на лінії відводу відновлювального газу від З газогенератора, підігрівник газу, установку для отримання губчатого заліза із засобами для подачі о подрібненого залізорудного матеріалу, відновлювального газу та засобами для виводу губчатого заліза іThe closest in terms of technical essence and achievable result (prototype) is a device for y-oi 30 production of sponge iron, cement clinker and electricity, which contains a gas generator with a node (Se) for loading solid fuel, an oxygen-containing gas supply and a reducing gas outlet, a cyclone with a node removal of ash and unburnt fuel, installed on the line of removal of reducing gas from the Z gas generator, a gas heater, a plant for obtaining sponge iron with means for supplying crushed iron ore material, reducing gas and means for removing sponge iron and

Зо відпрацьованого газу, згідно з винаходом, він постачений піччю для отримання цементного клінкера з вузлами - завантаження твердого палива та вапняку й вивантаження цементного клінкера, підводом кисневмісного газу та відводом відпрацьованого газу, змійовиком та комбінованою установкою для одержання електроенергії, що включає турбіну, компресор і генератор електроенергії, при цьому вузол завантаження печі для отримання « цементного клінкера з'єднаний з вузлом відводу золи і неспаленого палива циклону, а змійовик розміщений З всередині печі та з'єднаний одним кінцем із турбіною, а другим - із компресором, причому турбіна з'єднана з с підводом кисневмісного газу газогенератора й печі для отримання цементного клінкера та додатково "з установленим електрофільтром для очищення відновлювального газу від пилу |(Патент Росії Мо2023016, кл. 5С218 13/00, заявл. 08.04.91, опубл. Бюл. Мо21, 19941.From waste gas, according to the invention, it is supplied with a furnace for obtaining cement clinker with nodes - loading of solid fuel and limestone and unloading of cement clinker, an oxygen-containing gas supply and a waste gas outlet, a coil and a combined installation for obtaining electricity, which includes a turbine, a compressor and generator of electricity, while the loading unit of the furnace for obtaining "cement clinker" is connected to the unit of removal of ash and unburned fuel of the cyclone, and the coil is placed Z inside the furnace and is connected at one end to the turbine, and the other - to the compressor, and the turbine with connected to the supply of oxygen-containing gas of the gas generator and furnace for obtaining cement clinker and additionally "with an installed electrofilter for cleaning the reducing gas from dust | (Russian patent Mo2023016, class 5С218 13/00, application 08.04.91, publ. Bull. Mo21, 19941.

Недоліком цього пристрою є громіздкість і складність апаратурного оформлення та підвищені вимоги до 79 якості палива. ї В основу винаходу поставлено завдання удосконалення енерготехнологічної установки для термічної (ос переробки твердого палива, в якій за рахунок оптимального конструктивного її оформлення та додаткового вводу в схему обладнання, забезпечити роботу установки із широким асортиментом виробленого продукту при те низьких капітальних і експлуатаційних витратах та максимальному прибутку від переробки сировини,The disadvantage of this device is the bulkiness and complexity of hardware design and increased requirements for fuel quality. The invention is based on the task of improving the energy-technological installation for thermal processing of solid fuel, in which due to its optimal structural design and additional input into the equipment scheme, it is possible to ensure the operation of the installation with a wide range of manufactured products at low capital and operating costs and maximum profit from the processing of raw materials,

Ге») 50 забезпечуючи при цьому підвищені вимоги до охорони довкілля.Ge") 50 while ensuring increased requirements for environmental protection.

Ф Поставлене завдання вирішується тим, що в енерготехнологічній установці для термічної переробки твердого палива, яка включає газогенератор із вузлом завантаження твердого палива, вузлами підводу кисневмісного газу й відводу синтез-газу, циклон із вузлом виводу золи й неспаленого палива, установлений на лінії відводу синтез-газу від газогенератора, реактор твердофазного відновлення із засобами для вводу відновлювального газу й засобами для виводу відновленого заліза й відхідного газу, установку для отримання електроенергії,Ф The task is solved by the fact that in the power plant for thermal processing of solid fuel, which includes a gas generator with a solid fuel loading unit, oxygen-containing gas supply units and synthesis gas outlet units, a cyclone with an ash and unburned fuel outlet unit installed on the synthesis gas outlet line of gas from a gas generator, a solid-phase reduction reactor with means for introducing reducing gas and means for removing reduced iron and waste gas, an installation for obtaining electricity,

ГФ) згідно з винаходом, газогенератор у нижній частині виконаний у вигляді зрізаного конуса, мала основа якого юю сполучена з каналом-накоплювачем, у якому з можливістю поздовжнього переміщення установлений штовхач із привідним механізмом, а робоча порожнина каналу-накоплювача через шибер герметично зв'язана похилим випускним каналом з піччю для переробки золи, в якій установлені плазмотрони непрямої дії, при цьому по 60 периметру зрізаного конуса газогенератора, оппозитно один одному розміщені плазмотрони, а патрубки вузла підводу кисневмісного газу установлені під кутом до поздовжньої осі кожного плазмотрона, симетрично до яких установлені патрубки подачі пари, а на внутрішній поверхні зрізаного конуса вище площини установки плазмотронів, розміщені розподільні решітки з колекторами та патрубками, сполученими з вузлом змішування кисневмісного газу й пари, а на ділянці відводу синтез-газу між газогенератором та циклоном послідовно бо розміщені зворотний клапан, плазмохімічний газогенератор та вузол сіркоочистки, а циклон очистки Через футерований трубопровід із установленим зворотним клапаном сполучений з високотемпературним ресивером, постаченим трубопроводом подачі синтез-газу в реактор твердофазного відновлення, трубопровід відхідного газу з якого через допоміжний циклон очистки газу з'єднаний з камерою згоряння установки для отримання електроенергії при цьому ділянка трубопроводу після циклона мае відгалуження, що через фільтр, теплообмінник і компресор з'єднано з плазмотронами печі для переробки золи та з плазмотронами, розміщеними в плазмовій плавильній печі, причому трубопровід відхідного газу з плавильної печі зв'язаний з піччю для переробки золи, трубопровід відхідного газу з якої з'єднаний з нижньою конусною частиною газогенератора, а патрубки вузла підводу кисневмісного газу та патрубки подачі пари постачені форсунками. 70 Під час газифікації твердого палива в нижній частині газогенератора залишається зола, яка осідає в каналі-накоплювачі, і в міру накопичення золи, її перевантажують за допомогою штовхача в піч для наступної її переробки. Даний вузол дозволяє полегшити завдання видалення золи із газогенератора. Робоча порожнина каналу-накоплювача через шибер герметично зв'язана випускним каналом з піччю для переробки золи, що дає можливість не припиняти подачу дуття в газогенератор, так як зміна подачі кисневмісного газу або пари /5 Викликає зміну всіх співвідношень одержуваного складу газу. У нижній частині бічних стінок печі для переробки золи встановлені плазмотрони, які є джерелами тепла й генераторами плазми.GF) according to the invention, the gas generator in the lower part is made in the form of a truncated cone, the small base of which is connected to the accumulator channel, in which a pusher with a drive mechanism is installed with the possibility of longitudinal movement, and the working cavity of the accumulator channel is hermetically connected through a gate valve an inclined discharge channel with an ash processing furnace in which indirect action plasmatrons are installed, while along the 60 perimeter of the truncated cone of the gas generator, plasmatrons are placed opposite each other, and the nozzles of the oxygen-containing gas supply unit are installed at an angle to the longitudinal axis of each plasmatron, symmetrically to which are installed steam supply nozzles, and on the inner surface of the truncated cone above the plane of the plasmatron installation, there are distribution grids with collectors and nozzles connected to the oxygen-containing gas and steam mixing unit, and in the synthesis gas outlet section between the gas generator and the cyclone, a non-return valve, a plasma chemical gas generator ator and the desulfurization unit, and the cleaning cyclone is connected through a lined pipeline with an installed non-return valve to a high-temperature receiver supplied by the synthesis gas supply pipeline to the solid-phase reduction reactor, the waste gas pipeline from which, through an auxiliary gas purification cyclone, is connected to the combustion chamber of the installation to obtain of electricity, while the section of the pipeline after the cyclone has a branch that is connected through the filter, heat exchanger and compressor to the plasmatrons of the ash processing furnace and to the plasmatrons located in the plasma melting furnace, and the waste gas pipeline from the melting furnace is connected to the processing furnace ash, the exhaust gas pipeline from which is connected to the lower conical part of the gas generator, and the nozzles of the oxygen-containing gas supply unit and the steam supply nozzles are supplied with nozzles. 70 During the gasification of solid fuel, ash remains in the lower part of the gas generator, which settles in the accumulation channel, and as the ash accumulates, it is overloaded with the help of a pusher into the furnace for its further processing. This unit makes it easier to remove ash from the gas generator. The working cavity of the accumulator channel is hermetically connected through the gate valve to the ash processing furnace, which makes it possible not to stop the supply of blowing to the gas generator, since a change in the supply of oxygen-containing gas or steam /5 causes a change in all ratios of the resulting gas composition. In the lower part of the side walls of the furnace for ash processing, plasmatrons are installed, which are heat sources and plasma generators.

По периметру зрізаного конуса газогенератора в одній площині, опозитно один одному, розміщені плазмотрони, а симетрично поздовжньої осі кожного плазмотрона, під кутом до неї встановлені патрубки подачі кисневмісного газу й пари.Along the perimeter of the truncated cone of the gas generator, plasmatrons are placed in one plane, opposite to each other, and symmetrically along the longitudinal axis of each plasmatron, at an angle to it, nozzles for supplying oxygen-containing gas and steam are installed.

Дане конструктивне виконання забезпечує формування зони газифікації або реакційної зони. Швидкість газифікації твердого натурального палива визначається швидкістю його теплової підготовки до реакції та швидкістю хімічних реакцій палива з дуттям. За допомогою плазмотронів та направленого дуття в реакційну юну кисневмісного газу та пари створюється високотемпературний осередок горіння, який забезпечує максимальну інтенсифікацію процесу на початковій стадії нагрівання палива. счThis design ensures the formation of a gasification zone or a reaction zone. The speed of gasification of solid natural fuel is determined by the speed of its thermal preparation for reaction and the speed of chemical reactions of the fuel with blowing. With the help of plasmatrons and directed blowing into the reaction chamber of oxygen-containing gas and steam, a high-temperature combustion center is created, which ensures the maximum intensification of the process at the initial stage of fuel heating. high school

На внутрішній поверхні зрізаного конуса газогенератора, вище площини установки плазмотронів, розміщені розподільні решітки з колекторами і патрубками, сполученими з вузлами змішування кисневмісного газу й пари. і)On the inner surface of the truncated cone of the gas generator, above the plane of the plasmatron installation, there are distribution grids with collectors and nozzles connected to the nodes for mixing oxygen-containing gas and steam. and)

Це дає можливість рівномірно розподілити в зоні газифікації кисневмісний газ і пару із заданим співвідношенням, з відповідним підбором режиму дуття, що виключає локальне підвищення температури на окремих ділянках шару, що приводить до місцевого шлакування. «о зо За умовами технології прямого відновлення залізних руд і виробництва електроенергії, і розуміння охорони навколишнього середовища потрібні роздільні стадії обробки сирого газу, одержуваного в газогенераторі до ісе) необхідних кондицій. Внаслідок цього, на ділянці трубопроводу відведення газу послідовно розміщені «г плазмохімічний газогенератор, вузол сіркоочистки, циклон очистки, ресивер, із якого очищений синтез-газ направляють у реактор твердофазного відновлення. соThis makes it possible to evenly distribute oxygen-containing gas and steam in the gasification zone with a given ratio, with the appropriate selection of the blowing mode, which excludes a local increase in temperature in separate areas of the layer, which leads to local slagging. According to the conditions of the technology of direct recovery of iron ores and electricity production, and the understanding of environmental protection, separate stages of processing of raw gas obtained in the gas generator to the necessary conditions are required. As a result, a plasma chemical gas generator, a desulphurization unit, a purification cyclone, and a receiver, from which the purified synthesis gas is sent to the solid-phase recovery reactor, are sequentially placed on the section of the gas discharge pipeline. co

Відновлений в реакторі залізорудний матеріал направляють у плазмову плавильну піч, а колошниковий газ, р що відходить із реактора, після очистки направляють в установку для отримання електроенергії, а по відокремленому контуру - Через фільтр тонкої очистки, теплообмінник і компресор - на плазмотрони плазмової плавильної печі й плазмотрони печі для переробки золи.The iron ore material recovered in the reactor is sent to the plasma melting furnace, and the blast furnace gas leaving the reactor, after cleaning, is sent to the installation for obtaining electricity, and on a separate circuit - through a fine filter, heat exchanger and compressor - to the plasmatrons of the plasma melting furnace and plasmatron furnaces for ash processing.

Установка плазмохімічного газогенератора в магістралі відведення газу із газогенератора обумовлена « необхідністю вилучення смоли із складу газу до подачі його на вузол сіркоочистки. Сіркоочистка здійснюється з с одночасно з вилученням двоокису вуглецю, що передбачено технологією отримання синтез-газу. У закритому об'ємі газогенератора під впливом високотемпературних плазмових струменів смола, яка являє собою суміш ;» рідких продуктів термічного розкладу органічної маси палива, розкладається на активні газові компоненти.The installation of a plasma-chemical gas generator in the main gas outlet from the gas generator is due to the need to extract resin from the gas composition before supplying it to the desulfurization unit. Desulfurization is carried out simultaneously with the extraction of carbon dioxide, which is provided for by the synthesis gas production technology. In the closed volume of the gas generator, under the influence of high-temperature plasma jets, the resin, which is a mixture; liquid products of thermal decomposition of organic mass of fuel, decomposes into active gas components.

Коксозольний залишок після виходу із циклона, установленого на ділянці відведення газу з газогенератора, атакож залишки продуктів очистки в допоміжних циклонах, направляються в піч для переробки золи, а відхідний -І із цієї печі газ - у газогенератор.The coke ash residue after exiting the cyclone installed in the area of gas removal from the gas generator, as well as the residues of cleaning products in auxiliary cyclones, are sent to the furnace for ash processing, and the waste gas from this furnace is sent to the gas generator.

Таким чином, запропонована конструкція установки забезпечує максимальне використання установленої со потужності устаткування, екологічно вигідний режим його роботи, підвищує питому продуктивність за рахунок їх інтенсифікації реакції газоутворення.Thus, the proposed design of the installation ensures the maximum use of the installed capacity of the equipment, an environmentally beneficial mode of its operation, increases the specific productivity due to their intensification of the gas formation reaction.

Установка пояснюється кресленням, на якому зображена технологічна схема заявляемої енерготехнологічноїThe installation is explained by the drawing, which shows the technological scheme of the proposed energy technology

Ме. установки для термічної переробки твердого палива з реактором твердофазного відновлення, піччю дляMe. installations for thermal processing of solid fuel with a solid-phase recovery reactor, a furnace for

Ф переробки золи і плавильною піччю, а також установкою для отримання електроенергії.F processing of ash and a melting furnace, as well as an installation for obtaining electricity.

Установка містить газогенератор 1, який являє собою цегельну шахту в залізному корпусі, у верхній частині якого розміщено завантажувальний пристрій 2. Нижня частина газогенератора 1 виготовлена у вигляді зрізаного ов Конуса, мала основа якого сполучена з вузлом розвантаження золи. Вузол розвантаження золи містить канал-накоплювач 3, в якому з можливістю поздовжнього переміщення розміщений штовхач 4 з привідним (Ф, механізмом 5. Робоча порожнина каналу-накоплювача З через шибер 6 герметично з'єднана похилим випускним ка каналом 7 із внутрішньою порожниною печі 8 для переробки золи. У нижній конусній частині газогенератора 1 рівномірно по периметру корпуса, опозитно один одному розміщені плазмотрони 9. Патрубки 10 і 11 підводу бо Кисневмісного газу й пари постачені форсунками 12, розміщеними під кутом до осі кожного плазмотрона симетрично одна одній. Вище площини установки плазмотронів 9, на внутрішній поверхні конуса розташовані розподільні решітки 13. Трубопроводи подачі кисневмісного газу й пари через зворотні клапани 15 і 16, вузол 17 змішування та патрубок 14 гідравлічно зв'язані з внутрішньою порожниною газогенератора через розподільні решітки 13. Трубопровід відхідного з газогенератора 1 газу через зворотний клапан 18, плазмохімічний 65 газогенератор 19, вузол 20 сіркоочистки, циклон 21 очистки газу та зворотний клапан 22 сполучений з ресивером 23. Високотемпературний ресивер 23 складається з герметичного корпуса, футерованого вогнетривкою цеглою.The installation includes a gas generator 1, which is a brick mine in an iron case, in the upper part of which there is a loading device 2. The lower part of the gas generator 1 is made in the form of a truncated cone, the small base of which is connected to the ash unloading unit. The ash unloading unit contains an accumulator channel 3, in which, with the possibility of longitudinal movement, a pusher 4 with a drive (Ф, mechanism 5) is placed. The working cavity of the accumulator channel З is hermetically connected through a gate 6 by an inclined outlet channel 7 to the inner cavity of the furnace 8 for ash processing. In the lower conical part of the gas generator 1, plasmatrons 9 are placed evenly along the perimeter of the housing, opposite to each other. Nozzles 10 and 11 of the supply of oxygen-containing gas and steam are supplied with nozzles 12, placed at an angle to the axis of each plasmatron symmetrically to each other. Above the plane of installation of plasmatrons 9, distribution grids 13 are located on the inner surface of the cone. Oxygen-containing gas and steam supply pipelines through non-return valves 15 and 16, mixing unit 17 and nozzle 14 are hydraulically connected to the internal cavity of the gas generator through distribution grids 13. The pipeline of gas leaving gas generator 1 through non-return valve 18, plasma chemical 65 gas generator 19, vu ash 20 desulfurizer, gas purification cyclone 21 and non-return valve 22 are connected to the receiver 23. The high-temperature receiver 23 consists of a hermetic housing lined with refractory bricks.

Із ресивера 23 синтез-газ через зворотний клапан 24 направляється споживачу, або в нижню частину реактора 25 твердофазного відновлення. Трубопровід 26 транспортування відхідного колошникового газу з реактора 25 через допоміжний циклон 27 очистки газу сполучений з камерою 28 згоряння установки 29 для отримання електроенергії. Ділянка трубопроводу, яка розміщена після додаткового циклона 27, має відгалуження, яке через фільтр 30, теплообмінник 31 і компресор 32 з'єднано з плазмотронами 33, установленими в плазмовій плавильній печі 34, а також з плазмотронами печі 8 для переробки золи. Відхідний газ з плавильної печі 34 трубопроводом зв'язаний з піччю 8 для переробки золи, а трубопровід відхідного газу з печі 8 з'єднаний з нижньою частиною газогенератора 1. 70 Газогенератор 1 постачений футерованим замкнутим газовим контуром, який включає патрубок 35 отбору газу з верхньої частини газогенератора, сполучений через зворотний клапан 36 із допоміжним циклоном 37, трубопровід очищеного газу з якого Через газодувку 38 зв'язаний з нижньою частиною газогенератора через патрубок 39. Тракт повернення твердих затишків із футерованих циклонів 21, 27 та 37 з'єднаний з піччю 8 для переробки золи, в якій установлені плазмотрони 40 та льотка 41 для зливу металу й шлаку, а також завантажувальний пристрій 42 для подачі в піч твердого вуглецю.From the receiver 23, the synthesis gas is sent through the non-return valve 24 to the consumer, or to the lower part of the reactor 25 of solid-phase recovery. The pipeline 26 for transporting waste blast furnace gas from the reactor 25 through the auxiliary gas purification cyclone 27 is connected to the combustion chamber 28 of the installation 29 for obtaining electricity. The section of the pipeline, which is placed after the additional cyclone 27, has a branch, which through the filter 30, the heat exchanger 31 and the compressor 32 is connected to the plasmatrons 33 installed in the plasma melting furnace 34, as well as to the plasmatrons of the furnace 8 for ash processing. The exhaust gas from the melting furnace 34 is connected to the ash processing furnace 8 by a pipeline, and the exhaust gas pipeline from the furnace 8 is connected to the lower part of the gas generator 1. 70 The gas generator 1 is supplied with a lined closed gas circuit, which includes a nozzle 35 for gas extraction from the upper parts of the gas generator, connected through the non-return valve 36 to the auxiliary cyclone 37, the purified gas pipeline from which through the gas blower 38 is connected to the lower part of the gas generator through the nozzle 39. The return tract of solid comforts from the lined cyclones 21, 27 and 37 is connected to the furnace 8 for ash processing, in which plasmatrons 40 and a flywheel 41 for draining metal and slag are installed, as well as a loading device 42 for supplying solid carbon to the furnace.

Установка працює таким чином.The installation works like this.

У газогенераторі 1 використовують вугільні брикети, які надходять у його верхню частину Через завантажувальний пристрій 2. Паливо у вигляді брикетів дозволяє застосовувати більш високу інтенсивність дуття без побоювання винесення палива газами. Після завантаження палива в газогенератор включають плазмотрони 9 і подають у зону плазмового струменя через патрубки 10 і 11 та форсунки 12 кисневмісний газ і пару. У результаті цього формується зона газифікації або реакційна зона. Після прогріву матеріалу і досягнення температури 600-700 С у реакційній зоні, відключають плазмотрони 9 і продовжують продувку матеріалу кисневмісним газом і водяною парою. Допоміжне дуття підводиться через вузли 17 змішування кисневмісного газу й пари через патрубки 14 під решітки 13 і розподіляється Через щілини по периметру с Зрізаного конуса газогенератора. Кисневмісний газ і пара, піднімаючись догори, взаємодіють із розжареним вуглецем, унаслідок чого утворюється газоподібне паливо. Витрата тепла на утворення синтез-газу о забезпечується фізичним теплом циркулюючої високонагрітої парогазовой суміші, яку вводять у реакційну зону.In the gas generator 1, coal briquettes are used, which enter its upper part through the loading device 2. Fuel in the form of briquettes allows you to use a higher intensity of blowing without fear of the fuel being carried away by gases. After loading the fuel into the gas generator, plasmatrons 9 are turned on and oxygen-containing gas and steam are supplied to the plasma jet zone through nozzles 10 and 11 and nozzles 12. As a result, a gasification zone or a reaction zone is formed. After heating the material and reaching a temperature of 600-700 C in the reaction zone, turn off the plasmatron 9 and continue blowing the material with oxygen-containing gas and water vapor. The auxiliary blowing is supplied through the nodes 17 of mixing oxygen-containing gas and steam through the nozzles 14 under the grids 13 and is distributed through the slits along the perimeter of the truncated cone of the gas generator. Oxygen-containing gas and steam, rising up, interact with heated carbon, as a result of which gaseous fuel is formed. Heat consumption for the formation of synthesis gas is provided by the physical heat of the circulating highly heated steam-gas mixture, which is introduced into the reaction zone.

У результаті термічного розкладу палива в газогенераторі утворена зола опускається під дією власної маси до основи газогенератора і подається в канал-накоплювач З при закритому шибері 6. Періодично видаляють Ге) зо золу, при цьому відкривають шибер 6, включають привідний механізм 5 і штовхачем 4 золу перепускають через похилий випускний канал 7 у піч 8 для переробки золи. оAs a result of the thermal decomposition of the fuel in the gas generator, the ash formed falls under the action of its own weight to the base of the gas generator and is fed into the accumulator channel C with the shutter 6 closed. Periodically, Ge) is removed from the ash, while the shutter 6 is opened, the drive mechanism 5 and the ash pusher 4 are turned on are passed through the inclined discharge channel 7 into the furnace 8 for ash processing. at

Нагрітий в газогенераторі 1 до температури 1000-15002С газ газотранспортним трубопроводом через «ф зворотний клапан 18, плазмохімічний газогенератор 19, вузол сіркоочистки 20 і циклон 21 очистки газу через клапан 22 подасться у високотемпературний ресивер 23. Прохідний через плазмохімічний газогенератор 19 газ со 3з5 взаємодіє з плазмовими факелами в безокисному середовищі й практично повністю звільняється від смоли за рч- рахунок термічного розкладу циркулюючих вуглеводнів. Робота вузла сіркоочистки 20 базується на використанні твердих реагентів, переважно окисів металів (вапняк, доломіт, боксит) для забезпечення очистки при високих температурах 600-10002С. Синтез-газ із ресивера 23 через зворотний клапан подають у нижню частину реактора « 25 твердофазного відновлення, заповненого кусковими залізорудними матеріалами, наприклад промисловими 70 окатишами. Матеріал після відновлення перевантажують у плазмову плавильну піч 34. Відхідний колошниковий - с газ із реактора 25 твердофазного відновлення через допоміжний циклон 27 очистки направляють в камеру а згоряння 28 установки 29 для отримання електроенергії. На ділянці трубопроводу після допоміжного циклона 27 "» через відвідний трубопровід перепускають частину газу через фільтр 30, теплообмінник 31 і компресор 32 на плазмотрони 33 плазмової плавильної печі та плазмотрони 40, які установлені в печі 8 для переробки золи.The gas heated in the gas generator 1 to a temperature of 1000-15002C through the gas transport pipeline through the non-return valve 18, the plasma chemical gas generator 19, the desulfurization unit 20 and the gas purification cyclone 21 will be fed to the high-temperature receiver 23 through the valve 22. Passing through the plasma chemical gas generator 19, the CO 3Z5 gas interacts with by plasma torches in an oxygen-free environment and is almost completely freed from resin due to the thermal decomposition of circulating hydrocarbons. The operation of the desulfurization unit 20 is based on the use of solid reagents, mainly metal oxides (limestone, dolomite, bauxite) to ensure purification at high temperatures of 600-10002C. Synthesis gas from the receiver 23 through the non-return valve is fed into the lower part of the solid-phase recovery reactor 25 filled with lumpy iron ore materials, for example, industrial 70 pellets. After recovery, the material is reloaded into the plasma melting furnace 34. The exhaust blast furnace gas from the solid-phase recovery reactor 25 is sent through the auxiliary cleaning cyclone 27 to the combustion chamber 28 of the installation 29 to obtain electricity. In the section of the pipeline after the auxiliary cyclone 27 "", part of the gas is passed through the outlet pipeline through the filter 30, the heat exchanger 31 and the compressor 32 to the plasmatrons 33 of the plasma melting furnace and the plasmatrons 40, which are installed in the furnace 8 for ash processing.

Відхідний газ із плазмової плавильної печі 34 направляють у піч 8 для переробки золи, а відхідний газ із печі -і 8 відводять у нижню частину газогенератора 1. З метою підтримання температури в реакційній зоні, відбирають со висококалорійний газ із верхньої частини газогенератора і через замкнений газовий контур, що включає циклон 37, газодувку 38, вдувають його в нижню конусну частину газогенератора через патрубок 39.The waste gas from the plasma melting furnace 34 is sent to the furnace 8 for ash processing, and the waste gas from the furnace 8 is diverted to the lower part of the gas generator 1. In order to maintain the temperature in the reaction zone, high-calorie gas is taken from the upper part of the gas generator and through a closed gas the circuit, which includes the cyclone 37, the gas blower 38, is blown into the lower conical part of the gas generator through the nozzle 39.

ЧК» Коксозольні залишки в циклонах 21, 27 і 37 після очистки газу направляють у піч 8 для переробки золи. При б» 50 заповненні печі 8 золою включають плазмотрони 40. які генерують відновлювальний плазмовий струмінь із середньомасовою температурою 3000-35002С, і відновлюють наявні в ній окиси металів, наприклад окиси 4) заліза і кремнію. Спочатку відновлюють залізо. Через льотку 41 зливають частину заліза. Потім у розплав додають вугілля й відновлюють кремній, який випускають через льотку 41.ChK» Coke ash residues in cyclones 21, 27 and 37 after gas purification are sent to furnace 8 for ash processing. When b" 50 is filled with ash, the furnace 8 includes plasmatrons 40, which generate a regenerating plasma jet with an average mass temperature of 3000-35002С, and restore the metal oxides present in it, for example, oxides 4) of iron and silicon. First, iron is recovered. A part of the iron is drained through the 41 slot. Then, coal is added to the melt and silicon is recovered, which is released through fly 41.

Заявлений винахід дозволяє практично без відходів отримувати високоякісний метал із руди і вугілля в одну стадію, підвищити швидкість газифікації твердого натурального палива, забезпечити максимальне використання о установленої потужності устаткування та збереження чистоти довкілля. іме)The claimed invention makes it possible to obtain high-quality metal from ore and coal in one stage with practically no waste, to increase the gasification rate of solid natural fuel, to ensure maximum use of the established capacity of the equipment and to preserve the cleanliness of the environment. name)

Claims (2)

Формула винаходуThe formula of the invention 1. Енерготехнологічна установка для термічної переробки твердого палива, яка включає газогенератор із вузлом завантаження твердого палива, вузлами підводу кисневмісного газу й відводу синтез-газу, циклон із вузлом виводу золи й неспаленого палива, установлений на лінії відводу синтез-газу від газогенератора, реактор твердофазного відновлення заліза із засобами для вводу відновлювального газу й засобами для виводу 65 відновленого заліза й відхідного газу, установку для одержання електроенергії, яка відрізняється тим, що газогенератор у нижній частині виконаний у вигляді зрізаного конуса, мала основа якого сполучена з каналом-накопичувачем, у якому з можливістю поздовжнього переміщення установлений штовхач із привідним механізмом, а робоча порожнина каналу-накопичувача через шибер герметично зв'язана похилим випускним каналом із додатково передбаченою піччю для переробки золи, в якій установлені плазмотрони непрямої дії, при цьому по периметру зрізаного конуса газогенератора, опозитно один одному, розміщені плазмотрони, а патрубки вузла підводу кисневмісного газу установлені під кутом до поздовжньої осі кожного плазмотрона, симетрично до яких установлені патрубки подачі пари, а на внутрішній поверхні зрізаного конуса, вище площини установки плазмотронів, розміщені розподільні решітки з колекторами та патрубками, сполученими з додатковим вузлом змішування кисневмісного газу й пари, а на ділянці відводу синтез-газу між газогенератором та циклоном 7/0 послідовно розміщені зворотний клапан, плазмохімічний газогенератор та вузол сіркоочистки, а циклон через футерований трубопровід із установленим зворотним клапаном сполучений з високотемпературним ресивером, оснащеним трубопроводом подачі синтез-газу в реактор твердофазного відновлення, трубопровід відхідного газу з якого через допоміжний циклон очистки газу з'єднаний з камерою згоряння установки для одержання електроенергії, при цьому ділянка трубопроводу після допоміжного циклона має відгалуження, що через фільтр, /5 Теплообмінник і компресор з'єднано з плазмотронами печі для переробки золи та з плазмотронами, розміщеними в додатково передбаченій плазмовій плавильній печі, причому трубопровід відхідного газу з плавильної печі зв'язаний з піччю для переробки золи, трубопровід відхідного газу з якої з'єднаний з нижньою конусною частиною газогенератора.1. Energy-technological installation for thermal processing of solid fuel, which includes a gas generator with a solid fuel loading unit, oxygen-containing gas supply units and synthesis gas outlet units, a cyclone with an ash and unburnt fuel outlet unit, installed on the synthesis gas outlet line from the gas generator, a solid-phase reactor recovery of iron with means for introducing reducing gas and means for removing 65 reduced iron and waste gas, an installation for obtaining electricity, which is distinguished by the fact that the gas generator in the lower part is made in the form of a truncated cone, the small base of which is connected to the storage channel, in which with the possibility of longitudinal movement, a pusher with a drive mechanism is installed, and the working cavity of the accumulator channel is hermetically connected through a gate valve with an inclined outlet channel with an additionally provided furnace for ash processing, in which indirect action plasmatrons are installed, at the same time along the perimeter of the truncated cone of the gas generator, opposite to in one place, plasmatrons are placed, and the nozzles of the oxygen-containing gas supply unit are installed at an angle to the longitudinal axis of each plasmatron, symmetrically to which the steam supply nozzles are installed, and on the inner surface of the truncated cone, above the plane of the plasmatron installation, there are distribution grids with collectors and nozzles connected with an additional unit for mixing oxygen-containing gas and steam, and in the section of the synthesis gas outlet between the gas generator and cyclone 7/0, a non-return valve, a plasma chemical gas generator and a desulfurization unit are sequentially placed, and the cyclone is connected through a lined pipeline with a non-return valve to a high-temperature receiver equipped with a pipeline supply of synthesis gas to the solid-phase recovery reactor, the waste gas pipeline from which is connected to the combustion chamber of the installation for obtaining electricity through an auxiliary cyclone for gas purification, while the section of the pipeline after the auxiliary cyclone has a branch that through the filter, /5 Tep the heat exchanger and the compressor are connected to the plasmatrons of the ash processing furnace and to the plasmatrons located in the additionally provided plasma melting furnace, and the waste gas pipeline from the melting furnace is connected to the ash processing furnace, the waste gas pipeline from which is connected to the lower conical part of the gas generator. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що патрубки вузла підводу кисневмісного газу та патрубки подачі пари оснащені форсунками. с щі 6) (Се) (Се) « (ее) і -2. Installation according to claim 1, which differs in that the nozzles of the oxygen-containing gas supply unit and the steam supply nozzles are equipped with nozzles. 6) (Se) (Se) « (ee) and - - . и? -і (ее) щ» (о) 4) іме) 60 б5- and? -i (ee) sh» (o) 4) ime) 60 b5
UAA200602113A 2006-02-27 2006-02-27 Energotechnological plant for thermal solid fuel processing UA78466C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200602113A UA78466C2 (en) 2006-02-27 2006-02-27 Energotechnological plant for thermal solid fuel processing
PCT/UA2006/000024 WO2007097729A1 (en) 2006-02-27 2006-05-05 Power-processing plant for solid fuel heat treatment
RU2006124298/15A RU2325423C2 (en) 2006-02-27 2006-07-06 Energy process plant for solid fuel thermal processing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200602113A UA78466C2 (en) 2006-02-27 2006-02-27 Energotechnological plant for thermal solid fuel processing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA78466C2 true UA78466C2 (en) 2007-03-15

Family

ID=37952160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA200602113A UA78466C2 (en) 2006-02-27 2006-02-27 Energotechnological plant for thermal solid fuel processing

Country Status (3)

Country Link
RU (1) RU2325423C2 (en)
UA (1) UA78466C2 (en)
WO (1) WO2007097729A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA013626B1 (en) * 2008-07-14 2010-06-30 Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") Fossil brawn coal, oil shale and other caustobioliths integrated processing

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2624694C1 (en) * 2016-02-03 2017-07-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" System of cleaned fuel gas obtaining from solid fuel
CN110726141B (en) * 2019-10-20 2021-02-23 安徽航天环境工程有限公司 Flying dust plasma processing apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1744101A1 (en) * 1990-05-28 1992-06-30 Саратовский политехнический институт Apparatus for plasma-processing low-grade solid fuel
RU2023016C1 (en) * 1991-04-08 1994-11-15 Александр Маркович Гольдман Device for manufacture of sponge iron, cement hard-burnt brick and electric energy
RU2125082C1 (en) * 1995-04-04 1999-01-20 Малое инновационное научно-производственное предприятие "Колорит" Method and power-process plant for thermally processing solid fuel
ITVI20030030A1 (en) * 2003-02-13 2004-08-14 Xarox Group Ltd PROCEDURE AND PLANT FOR THE CONVERSION OF WASTE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA013626B1 (en) * 2008-07-14 2010-06-30 Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") Fossil brawn coal, oil shale and other caustobioliths integrated processing

Also Published As

Publication number Publication date
RU2325423C2 (en) 2008-05-27
RU2006124298A (en) 2008-01-20
WO2007097729A1 (en) 2007-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101424155B1 (en) Method and installation for generating electric energy in a gas/steam turbine power plant
US7914765B2 (en) Reactor and process for the continuous production of hydrogen based on steam oxidation of molten iron
RU2294354C2 (en) Method of plasma thermal processing of organic fuel and plant for realization of this method
SU1313354A3 (en) Method for reducing disperse iron ore to iron sponge with subsequent remelting to cast iron and device for effecting same
WO2013106004A1 (en) Multi-ring plasma pyrolysis chamber
Dikhanbaev et al. Development of hydrogen-enriched water gas production technology by processing Ekibastuz coal with technogenic waste
WO2019057930A1 (en) Method for producing hot synthesis gas, in particular for use in blast furnace operation
KR101699236B1 (en) An apparatus for manufacturing molten irons and manufacturing method using the same
UA78466C2 (en) Energotechnological plant for thermal solid fuel processing
RU2547084C2 (en) Method for metallurgical gasification of solid fuel
KR102028773B1 (en) Starting a smelting process
JP2007217696A (en) Material production system and gas-supplying method
AU2011301418B2 (en) Method for generating synthesis gas
JPH10148317A (en) Furnace and method for gasification of wastes
RU2616079C1 (en) Method and device for plasma gasification of solid carbonaceous material and synthesis gas production
JP2001208318A (en) Gasification melting furnace for waste and therefor
RU2215238C1 (en) Furnace to process slag-forming materials
RU2062287C1 (en) Method and aggregate for coal gasification
JPH11257626A (en) Gasification melt furnace and gasification melting method for waste
US4004895A (en) Coal reactor
SU976856A3 (en) Method of producing metallic melt from ground iron ore material
JPH10141626A (en) Gasifying and melting method for waste
JP2003294205A (en) Coal burning boiler, organic waste gasification furnace, and coal ash treatment plant
AU2005237098B2 (en) Method for thermal plasma processsing or organic fuel materials as well as an arrangement for carrying out the method
RU2215239C1 (en) Technology to process slag-forming materials