Внедрение: в топливной индустрии, коммунальном хозяйстве, хим и металлургической индустрии в методах газификации твердого горючего. Суть: газификацию проводят в присутствии нагретого автономно теплоносителя. В качестве теплоносителя употребляют порошки либо гранулки либо расплавы меди, ее сплавов либо оксидов. 1 табл.

Изобретение относится к методам тепловой переработки твердого горючего и может быть применено в топливной, хим, металлургической индустрии.

Известны два метода тепловой переработки твердого горючего с получением горючего газа с подводом тепла снаружи и с получением тепла в процессе газификации за счет сжигания части горючего. Последний метод имеет преимущественное применение, но от 40 до 50% горючего затрачивается в этом процессе на поддержание температуры процесса. В последние годы разработаны проекты использования тепла ядерных реакторов для газификации углей, в главном, за счет выполнения перегретого пара; имеются предложения по использованию разных жестких тел (шаров, гранул и т.д.), нагретых вне газогенератора, для газификации.

Так, в методе Lurgi-Ruhrgas тепло в газогенератор вводится нагретыми шариками Al2O3, передвигающимися противотоками к угольной пыли. Гранулки Al2O3 выводятся снизу газогенератора. В методе Coalcon жгучая зола из первого газогенератора является теплоносителем во 2-м газификаторе. В методе Cogas (США) теплоносителем является жаркий осадок от сжигания кокса либо керамика.

Имеется много патентов по использованию оксидов металлов для обессеривания углей как в процессе сжигания, так и газификации. Но все эти методы являются сравнимо низкотемпературными (850oC, теплоноситель является или трудногенерируемым (в случае CaO), или просто спекающимся с золой (AL2O3, керамика).

Более близок по технической сути к достигаемому результату метод CO2 акцептор (США) [2] В методе потребность в тепле при газификации угля покрывается за счет реакций CaO+CO2-CaCO3, идущей с выделением тепла (Н=-176,8 кДж/моль). Жаркий доломит либо оксид кальция после обжига (1000-1050oС) поступает в печь кипящего слоя, где идет газификация. После газификации доломит (оксид кальция) идет вниз печи, а уголь идет наверх и газифицируется. Дальше доломит (оксид кальция) идет на регенерацию в печь обжига. К недочетам метода относится ограничение по температуре процесса, потому что уровень тепловой стабильности доломита 850oC Не считая того, вкупе с доломитом (оксидом кальция), попадает часть золы, что понижает его обскурантистскую способность и может привести к спеканию. В этом методе применяется только реакционноспособный уголь. Процесс разработан компанией Consolidation Coal Development, США.

Отмеченные выше недочеты ограничивают область внедрения метода.

Заявляемое изобретение ориентировано на решение задачки сотворения высокопроизводительного экологически незапятнанного метода газификации твердого горючего.

Технический итог, который может быть получен при использовании заявляемого изобретения, заключается в повышении экологической надежности процесса за счет сотворения критерий и внедрения реагента, обеспечивающего более глубочайшее обессеривание горючего, его легкой регенерации с получением высококонцентрированного по сере продукта, также за счет увеличения температуры процесса газификации.

Отмеченный выше технический итог достигается тем, что в качестве реагента газифицирующего и обессеривающегося в известном методе с газификацией с подводом тепла снаружи употребляется распыленный расплав меди, перегретой выше температуры плавления. Перегрев меди может быть до 1600-1800oC и выше. Это будет зависеть от требуемых критерий газификации разных видов угля. Уголь в пылевидном состоянии подается в агрегат газификации снизу, а капли медного «дождика» сверху. При всем этом для высокозольного реакционноспособного угля процесс можно организовать в печи кипящего слоя и при температуре 800-850oC, для антрацитов, также малозольного угля при 1600-1700oC в печи с расплавом. Процесс можно организовать при больших давлениях, потому что аппаратурное оформление его отработано и употребляется в индустрии при применении других теплонесущих, реагирующих агентов (CaO и т.п.). Отработанная полусернистая медь в консистенции с золой направляется в конвертер, где регенерируется. Образующийся сернистый ангидрид употребляется для производства серы, серной кислоты, или как реагент в разных хим производствах. Находящиеся в золе драгоценные платиновые, также томные металлы перейдут в медь и сумеют быть извлечены. Зольная часть перейдет в шлаки, которые могут быть применены в строительной промышленности. Более применим предлагаемый метод на медеплавильных заводах либо в местности поблизости их. Тут можно использовать и предварительную медь. Но в связи с высочайшей чисткой углей от серы (см. таблицу) выше 90% процесс может быть применен и экологически оправданы и поблизости больших городов, где может быть применение серы для нужд каких-то производств.

Применение расплава меди для газификации и обессеривания углей обеспечивают получение генераторного газа с минимумом азота (а при применении оксида меди без азота), не необходимости использовать кислород, что существенно удешевляет процесс. По теплу процесс замыкается, потому что окисление Cu2S в конвертере идет с огромным выделением тепла. Утраты меди будут наименьшими, наименьшими, чем в металлургическом переделе ее получения (99,6%). При газификации по второму варианту при 1600-1700oC уголь размельчать не нужно, потому что он при этих температурах декрептирует, просто рассыпаясь в порошок и практически нацело газифицируется. Оставшийся в золе углерод при регенерации меди в конвертере полезно сгорает, сообщая тепло ванне расплава меди. Не считая меди можно использовать ее сплавы, отходы, предварительную медь, окисную медь.

Таким макаром, предлагаемый метод, как показаны исследования, обеспечивает всеохватывающее внедрение составляющих угля, экологические требования к процессу, позволяет получать незапятнанный по сере горючий газ, обладает высочайшим тепловым КПД, имеет упругость в режимах при переработке углей различного состава и зольности, не находится в зависимости от состава зольной части.

Пример воплощения заявляемого метода.

Проверку метода проводили на укрупненной лабораторной установке, состоящей из селитовой печи с тиглем для расплавления и регенерации меди и газификатора кварцевой емкости с тиглем, снабженным трубкой с поведенными через нее сжатым воздухом. Анализировали состав угля на содержание серы, газы газификации на содержание CO, также содержание углерода в зольном остатке зависимо от температуры. Исследование проводили с одной пробой угля Донбасса состава: wp= 6,6-7,9, Ap 32-40, S 6,6, Cp 55-65, Hp 1,15, Np 0,4, Op 1,62 и пробой угля Подмосковного бассейна состава: Wp 4,5, Ap 50,1, Cp 30,5, Hp 2,2, Np 0,1, Op 8,7, Cp 30,5, S 3,4.

Данные тестов приведены в таблице. Можно созидать высочайшее извлечение серы медью, в особенности, расплавленной и низкое содержание углерода в оставшейся золе и расплаве шлака.

Формула изобретения

Метод газификации твердого горючего, включающий автономный нагрев теплоносителя и подачу его в газификатор, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя употребляют нагретые порошки либо гранулки либо расплавы меди, ее сплавов либо оксидов.

Картинки

Набросок 1

Советуем ознакомиться и с не так давно зарегистрированным патентом 2507609.