SU55961A1 - Способ газификации твердых горючих - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  способа газификации твердых горючих в слое.

При обычном способе газификации твердого топлива процесс газообразовани  идет в два этапа:

1.Сжигание твердого горючего с образованием в качестве конечных продуктов , главным образом, углекислоты и вод ных паров.

2.Восстановление части углекислоты и вод ных паров на раскаленном слое углерода кокса газифицируемого твердого топлива (в отсутствии в газе кислорода ).

При обычном способе газификации, примен емом в насто щее врем  в преобладающем больщинстве промышленных газогенераторов, второй этап газификации  вл етс  основным рабочим этапом. В св зи с тем, что первый этап взаимодействи  топлива с кислородом и паром дуть   вл етс  более быстропротекающим , то очевидно, что второй этап газификации, т. е. образование горючих газов в восстановительной зоне  вл етс - определ ющим и со стороны интенсивности процесса газификации. Так как в определенных услови х (неограниченное воспламенение) скорость газификации вс кого твердого горючего определ етс  скоростью газификации кокса данного горючего, то из вышесказанного очевидно, что при обычном методе газификации газификаци  вс кого твердого топлива определ етс  работой зоны восстановлени .

При значительной форсировке обычного процесса газификации в зоне горени  (кислородной зоне) развиваютс  высокие температуры, соответствующие большому тепловому эффекту и малым относительным теплопотер м.

Согласно насто щему изобретению предлагаетс , в цел х интенсификации процесса газификации, вести его только в одной окислительной зоне, выбира  скорость дуть  с таким расчетом, чтобы продолжительность контакта газов (как окись углерода, водород и др.), образовавшихс  в этой зоне в результате первичного взаимодействи  горючего с кислородом дуть , была меньше времени, необходимого дл  протекани  с практически заметными результатами реакции вторичного взаимодействи  между указанными газами и кислородом дуть .

При этом процесс газификации можно проводить при толщине сло  горючего, достаточной дл  совершени  в ней реакции первичного взаимодействи  между углеродом горючего и кислородом

дуть , но не больше той, котора  определ етс  указанной выше продолжительностью контакта газов первичного взаимодействи  с кислородом.

Предлагаемый способ, при соответствуюш ,ем конструктивном оформлении, позвол ет нри малой высоте сло  тонлива получать высокую интенсивность газификации и высокую производительность газогенератора. Максимальные температуры в зоне горени  значительно ниже, чем при интенсивном ведении газификации обычным способом. Теоретическа  температура нри воздушном дутье, при газификации обычным способом будет выше 2000, а при газификации предлагаемым (высокоскоростным ) способом будет меньше 1500-1600° в зависимости от активности газифицируемого твердого топлива . Применение паровоздушного или парокислородного дуть  позвол ет вести газификацию и при температуре 1000-1100.

Предлагаемый способ газификации основан на следуюш,их особенност х процесса газификации и горени  углерода:

1.Большинство видов топлива при взаимодействии углерода с кислородом может давать значительное количество первичной окиси углерода, причем относительное количество этой окиси углерода растет при форсировке процесса (увеличение линейной скорости дуть ) и при повышении концентрации кислорода в дутье.

2.Пары воды разлагаютс  в присутствии кислорода с большой скоростью , позвол юш,ей при незначительном времени . контакта (значительно меньше 0,002 сек.) разложить пар с образованием СО, СО2 и РЬ.

3.При высокоскоростной газификации по предлагаемому способу первичные продукты взаимодействи  углерода с кислородом и паром дуть  (СО, СО„ и Н2) сохран ютс  в кислородной зоне за счет отличи  скорости этих реакций от скорости горени  СО и Н. и восстановлени  СО2. Последние реакции значительно медленнее реакции углерода с О2 и Н2О (в кислородной зоне).

При увеличении линейной скорости дуть  почти пропорционально уменьI шаетс  врем  контакта СО и Н, с углем в кислородной зоне, так как размер кислородной зоны остаетс  при увеличении линейной скорости почти посто нным (наблюдаетс  незначительный j рост ее). При некоторой скорости дуть , I различной дл  различных условий,окиси i углерода и водород не усневают реагиj ровать с О2 в кислородной зоне и, I следовательно, вынос тс  с газом из I сло  газифицируемого топлива. I Необходима  дл  проведени  газиI фикации по предлагаемому способу лиj нейна  скорость дуть  определ етс  размером кислородной зоны дл  данных конкретных условий и определ етс  . максимально допустимым временем контакта газа в кислородной зоне.

Авторами насто ш;его изобретени  установлено, что начало высокоскоростной газификации дл  большинства рабочих топлив обеспечиваетс  временем контакта газа в кислородной зоне, примерно, меньшим 0,002 сек.

Минимальна  линейна  скорость, необходима  дл  высокоскоростной газификации топлив, зависит, в основном, от размера частиц газифицируемого топлива , а не от его сорта, так как размер кислородной зоны почти не зависит от сорта топлива, но почти пр мо пропорционален размеру частиц газифицируемого топлива.

При высокоскоростной газификации древесного угл , торфа или подмосковного угл  (дл  коксовой части) состав получаюш,егос  первичного газа практически идентичен и при наровоздушном дутье (дл  коксовой части) состав сухого газа может быть, примерно, характеризован следуюшими цифрами: СО2 - объемных, СО - 23о/о объемных , объемных и N2 55%объемных .

Подготовка рабочего топлива при I высокоскоростной газификации идет i обычным путем и при неограниченI ном воспламенении (направление восi пламенени  сло  и движение газоI вого потока совпадают) всегда обеспечена даже и при влажности топлива выше 400/0 и очень высокой интенсивности газификации. Основной газ при этом обогашаетс  за счет горючей части летучих, выдел юш ихс  при швелевании топлива.

При газификации частиц угл  размером в 2-4 Л1М высота кислородной зоны составл ет 8 jto;. Максимальна  истинна  линейна  скорость газового потока , обеспечивающа  высокоскоростну о газификацию. Ун, составл ет прн этом ,1 м/сек. Это соответствует Бремени контакта газа с кислородом (выше ) Оа), равному i, 0,0023 сек.

При более высоких скорост х процесс протекает еще более устойчиво. Максимально допустимые дл  газификации скорости газового потока пока необнаружены и лежат выше 100 м/сек. При газификации частиц кокса, подмосковного угл  или торф ного кокса размером 20-40 мм (размер частиц указываетс  не начальный загружаемого топлива, а частиц топлива, наход щихс  в кислородной зоне) будет 20-35 м/сек, размером 40-80 ли будет 50-70 л/сек и-т. д. ,

Процесс высокоскоростной газификации возможен при температуре сло  выше 800°. Наиболее благопри тными температурными услови ми  вл ютс  пределы температур от 1100 до 1600°.

Предмет изобретени .

Claims (2)

1.Способ газификации твердых горючих , отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса газификации, его ведут только в одной окислительной зоне, выбира  скорость дуть  с таким расчетом, чтобы продолжительность контакта газов, образовавшихс  в этой зоне в результате первичного взаимодействи  горючего с кислородом дуть  (как окись углерода, водород и др.) была Д1еньше времени, необходимого дл  протекани  с практически заметными результатами реакции вторичного взаимодействи  между указанными газами и кислородом дуть .

2.Прием выполнени  способа по п. 1, отличающийс  тем, что процесс газификации провод т при толщине сло  горючего, достаточной дл  заверщени  в ней реакции первичного взаимодействи  между углеродом горючего и кислородом дуть , но не большей той, котора  определ етс  указанной в п. 1 продолжительностью контакта газов первичного взаимодействи  с кислородом.