Газогенераторная система с циркулирующим угольным псевдоожиженным слоем — патент рф 2426769 — се чжипин (cn)

Газогенераторная система с циркулирующим угольным псевдоожиженным слоем - патент рф 2426769 - се чжипин (cn)

Область техники, к которой относится изобретение

Истинное изобретение относится к угольной газогенераторной системе, а именно к угольной газогенераторной системе с циркулирующим угольным псевдоожиженным слоем.

Уровень техники

В макете теплоту угольного газогенератора для газификации пылеобразного угля обычно употребляют для получения водяного пара, и потом водяной пар и воздух, употребляемые в качестве газифицирующего агента, вводят в газогенератор для получения полуводяного угольного газа либо водяного угольного газа. Ввиду того, что термическая энергия угольного газа достаточно высока, количество производимого водяного пара существенно превосходит потребность для реакции получения угольного газа. Хотя оставшийся водяной пар может быть ориентирован в другие стадии производства, возрастает потребление угля для получения угольного газа, которое может возрасти даже до уровня более 0,3 кг/Нм3-0,4 кг/Нм 3.

В дополнение, температура газифицирующего агента, применяемого в классическом угольном газогенераторе, обычно составляет 65°С-120°С. Во время реакции снутри газогенератора температура газифицирующего агента должна повышаться до 1000°С-1100°С. Во время этого периода потребляется неограниченное количество теплоты реакции, что еще больше наращивает расход угля для получения угольного газа.

Суть изобретения

Задачка реального изобретения состоит в представлении угольной газогенераторной системы с циркулирующим угольным псевдоожиженным слоем, чтоб убрать таковой технический недочет, как огромное потребление угля во время производства угольного газа классической угольной газогенераторной системой согласно макету.

Для заслуги вышеназванной задачки истинное изобретение представляет угольную газогенераторную систему угольного газа с циркулирующим угольным псевдоожиженным слоем, угольный газогенератор, высокотемпературный сепаратор, теплообменник, низкотемпературный сепаратор и котел-утилизатор, которые соединены поочередно. Угольный газогенератор обустроен первым воздушным впуском и само мало одним вторичным воздушным впуском для подведения высокотемпературного газифицирующего агента в газогенератор и обустроен впуском для циркулирующего угля для подачи в газогенератор циркулирующего угля, при этом 1-ый воздушный впуск и вторичный воздушный впуск соединены с теплообменником, и впуск для циркулирующего угля соединен с высокотемпературным сепаратором, низкотемпературным сепаратором и теплообменником соответственно.

Угольный газогенератор обустроен выпуском для угольного газа, нижним впуском для начального угля и само мало одним верхним впуском для начального угля, при этом нижний впуск для начального угля и верхний впуск для начального угля соединены с устройством для подачи угля, и выпуск для угольного газа соединен с высокотемпературным сепаратором.

Меж высокотемпературным сепаратором и впуском для циркулирующего угля и меж низкотемпературным сепаратором и впуском для циркулирующего угля соответственно расположены звездообразные питатели для подачи материала.

Дальше теплообменник соединен с нагнетательным вентилятором и котел-утилизатор соответственно.

Система дальше включает скруббер Вентури, соединенный с котлом-утилизатором, и включает газоочистительную колонну, соединенную со скруббером Вентури, при этом в донной части газоочистительной колонны расположен отстойный резервуар, в донной части отстойного резервуара размещено устройство для удаления шлака, и меж впуском для охлаждающей воды и выпуском для охлаждающей воды газоочистительной колонны расположена градирня.

Дальше температура газифицирующего агента при поступлении в газогенератор через 1-ый воздушный впуск и вторичный воздушный впуск составляет 750°С-850°С. Дальше количество первого газифицирующего агента, поступающего в газогенератор через 1-ый воздушный впуск, составляет 50%-60% от полного количества газифицирующего агента в теплообменнике, количество вторичного газифицирующего агента, поступающего в газогенератор через вторичный воздушный впуск, составляет 35%-45% от полного количества газифицирующего агента в теплообменнике, и количество газифицирующего агента, подаваемого в газогенератор через впуск для циркулирующего угля, составляет 5% от общего количества газифицирующего агента в теплообменнике.

На базе вышеперечисленного технического решения угольный газогенератор включает корпус газогенератора, при этом донная часть корпуса газогенератора соединена с газоприемной камерой, меж корпусом газогенератора и газоприемной камерой расположены воздушные колпачки, 1-ый воздушный впуск размещен в газоприемной камере, и нижний впуск для начального угля расположен снутри секции плотной фазы корпуса газогенератора.

Находятся 1-4 вторичных воздушных впуска. Один из вторичных воздушных впусков расположен меж секцией плотной фазы и секцией разбавленной фазы корпуса газогенератора. Другие же вторичные воздушные впуски размещены снутри секции разбавленной фазы корпуса газогенератора.

Впуск для циркулирующего угля расположен снутри секции плотной фазы корпуса газогенератора.

Верхний впуск для начального угля размещен снутри секции разбавленной фазы корпуса газогенератора.

У впуска для циркулирующего угля расположена наклонная труба, при этом наклонная труба соединена трубопроводами с звездообразными питателями для подачи материала, и угол меж наклонной трубой и осью корпуса газогенератора составляет 20°-30°.

Корпус газогенератора имеет внутреннюю конструкцию с более большой верхней частью и наименьшей нижней частью, и площадь поперечного сечения высшей части в 3-7 раз превосходит таковую нижней части.

В высшей части корпуса газогенератора расположен взрывобезопасный мембранный канал, и в нижней части корпуса газогенератора размещен трубопровод для удаления шлака.

Находятся 6-8 сопловых отверстий, расположенных на каждом из воздушных колпачков, и поперечник каждого из сопловых отверстий составляет 4 мм — 6 мм.

Истинное изобретение представляет угольную газогенераторную систему с циркулирующим угольным псевдоожиженным слоем, имеющую конструкцию с двойной подачей поступающего воздуха, подведением угля через два впуска, 2-мя ступенями отделения и циркуляцией пылеобразного угля. Газифицирующий агент, поступающий в газогенератор, и угольный газ, выходящий из газогенератора, вовлекают в термообмен так, чтоб довести температуру поступающего в газогенератор газифицирующего агента до уровня 750°С-850°С. Потому потребление теплоты реакции пылеобразного угля и газифицирующего агента является на 20%-30% ниже, чем таковое при применении газифицирующего агента, имеющего комнатную температуру. Дальше содержание горючего ингредиента в угольном газе составляет на 20%-30% больше, чем таковое в смешанном угольном газе, приобретенном при употреблении газифицирующего агента с комнатной температурой. Более непосредственно, в реальном изобретении угольный газ, выходящий из угольного газогенератора с температурой 950°С-1100°С, и газифицирующий агент с температурой 60°С-100°С подвергают термообмену в теплообменнике. Температура газифицирующего агента после термообмена увеличивается до 750°С-850°С. Угольный газ с температурой, снизившейся до 400°С-500°С, потом поступает в котел-утилизатор для получения водяного пара. После выхода из котла-утилизатора температура угольного газа понижается до уровня около 150°С, и потом угольный газ подают в скруббер Вентури и газоочистительную колонну для удаления пыли и в конце концов подвергают десульфуризации перед отправкой потребителю. При проведении термообмена меж угольным газом и газифицирующим агентом термическая энергия угольного газа передается газифицирующему агенту. Температура газифицирующего агента увеличивается для роста количества водяного пара, и быстроту реакции с углем увеличивается, что не только лишь понижает потребление угля угольным газогенератором, да и дает наилучший состав ингредиентов в угольном газе. Более того, отлично ворачивается термическая энергия угольного газа, тем на 20%-40% снижая расход угля. По сопоставлению с расходом угля на уровне 0,3 кг/Нм3-0,4 кг/Нм3 в классическом угольном газогенераторе с внедрением газифицирующего агента с комнатной температурой, потребление угля для смешанного угольного газа согласно истинному изобретению понижается до 0,22 кг/Нм3-0,25 кг/Нм3. В дополнение, в реальном изобретении благодаря размещению нижнего впуска для начального угля и само мало 1-го верхнего впуска для начального угля и использованию 2-ух стадий отделения, включающих высокотемпературное отделение и низкотемпературное отделение, резко понижается количество пылеобразного угля, уносимого угольным газом. Отделенный пылеобразный уголь вновь подают в газогенератор, чтоб еще больше понизить потребление угля в угольном газогенераторе. В угольном газогенераторе согласно истинному изобретению методом размещения первого воздушного впуска и вторичного воздушного впуска для подачи высокотемпературного газифицирующего агента, нижнего впуска для начального угля и верхнего впуска для начального угля, и впуска для циркулирующего угля для подачи циркулирующего угля пылеобразный уголь поддерживают циркулирующим снутри газогенератора всегда, чтоб подвергать его повторному выжиганию и хим реакции для реализации полного сгорания и заслуги высочайшего термического коэффициента полезного деяния. Дальше корпус газогенератора согласно истинному изобретению представляет собой конусообразную конструкцию с более большой верхней частью и наименьшей нижней частью. Площадь поперечного сечения высшей части приблизительно в 3-7 раз превосходит таковую нижней части, по этому можно не только лишь отделять пылеобразный уголь с частичками более 0,5 мм, но также снижать скорость угольного газа в высшей части корпуса газогенератора до уровня 0,2 м/сек — 0,25 м/сек, что составляет всего только 20% от такой в нижней части. Угольный газ находится и газифицируется в газогенераторе в течение долгого времени, чтоб еще больше сделать лучше состав ингредиентов угольного газа. Дальше в реальном изобретении употребляют двухстадийное разделение, другими словами техническое решение, включающее высокотемпературное разделение и низкотемпературное разделение, чтоб резко понизить количество пылеобразного угля, уносимого в угольном газе. Эффективность высокотемпературного разделения составляет 99%, эффективность низкотемпературного разделения составляет 90%, общая эффективность добивается 99,9%, и количество остающегося угля составляет менее 0,2% от полного количества. Отделенный пылеобразный уголь снова подают в газогенератор, создавая циркуляцию угля, чем резко понижается потребление угля. В реальном изобретении теплотворная способность смешанного угольного газа, приобретенного с внедрением газифицирующего агента из воздуха плюс водяного пара, составляет 5600 кДж/Нм3 — 6000 кДж/Нм3 (1350 ккал/Нм3 — 1450 ккал/Нм 3). Достигаются маленький расход угля, высочайшая теплотворная способность, высочайшая производительность и низкая цена.

Угольный газогенератор согласно истинному изобретению может иметь крупномасштабную конструкцию. Нагретые составляющие могут быть сделаны из огнеупорного материала. Обеспечиваются низкая цена, длительный срок службы, малый уровень выбросов летучей золы, коэффициент использования угля добивается 95%, и коэффициент использования термический энергии также составляет до 90%. При употреблении обогащенного кислородом воздуха плюс водяного пара в качестве газифицирующего агента может быть получен полуводяной угольный газ; когда в качестве газифицирующего агента употребляют незапятнанный кислород плюс водяной пар, можно получить водяной угольный газ. Угольный газ после двухстадийного сухого удаления пыли дальше подвергают влажному удалению пыли в скруббере Вентури и газоочистительной колонне и десульфуризационной обработке, чтоб количество пыли в угольном газе было наименее 5 мг/м3 , и количество серы в угольном газе составляло наименее 10 мг/м 3.

Истинное изобретение будет описано более тщательно с привлечением чертежей и вариантов выполнения.

Короткое описание чертежей

Фиг.1 представляет схематический вид согласно истинному изобретению.

Фиг.2 представляет схематический вид, иллюстрирующий угольный газогенератор согласно истинному изобретению.

Объяснение ссылочных позиций, обозначенных на фигурах:

1 — устройство для подачи угля; 2 — угольный газогенератор; 3 — высокотемпературный сепаратор, 4 — низкотемпературный сепаратор; 5 — теплообменник; 6 — котел-утилизатор; 7 — скруббер Вентури; 8 — газоочистительная колонна; 9 — отстойный резервуар; 10 — градирня; 11 — устройство для удаления шлака; 12 — нагнетательный вентилятор; 13 — звездообразный питатель для подачи материала; 14 — водяной насос; 15 — паровой барабан; 20 — корпус газогенератора; 21 — 1-ый воздушный впуск; 22 — вторичный воздушный впуск; 23 — впуск для циркулирующего угля; 24А — нижний впуск для начального угля; 24В — верхний впуск для начального угля; 25 — выпуск для угольного газа; 26 — наклонная труба; 27 — трубопровод для выведения шлака; 28 — мембранный взрывобезопасный канал; 29 — воздушный колпачок.

Подробное описание изобретения

Фиг.1 представляет схематический вид согласно истинному изобретению. Как показано на фиг.1, основная сборка угольной газогенераторной системы с циркулирующим угольным псевдоожиженным слоем включает последующие поочередно соединенные устройства: устройство 1 для подачи угля, угольный газогенератор 2, высокотемпературный сепаратор 3, теплообменник 5, низкотемпературный сепаратор 4, котел-утилизатор 6, скруббер 7 Вентури и газоочистительная колонна 8. Начальный уголь подают при помощи устройства 1 для подачи угля в угольный газогенератор 2 и вводят в реакцию с образованием угольного газа. Угольный газ подвергают операциям отделения пылеобразного угля в высокотемпературном сепараторе 3, нагревания газифицирующего агента в теплообменнике 5, снова отделения пылеобразного угля в низкотемпературном сепараторе 4, производства водяного пара в котле-утилизаторе 6, удаления пыли в скруббере 7 Вентури и промывания в газоочистительной колонне 8 и потом передают потребителю. На угольном газогенераторе 2 расположены 1-ый воздушный впуск 21, само мало один вторичный воздушный впуск 22 и впуск 23 для циркулирующего угля. 1-ый воздушный впуск 21 и вторичный воздушный впуск 22 для подведения высокотемпературного газифицирующего агента в угольный газогенератор 2 соединены с теплообменником 5 трубопроводами, применяемыми для подведения высокотемпературного газифицирующего агента, нагретого до температуры около 750°С-850°С в теплообменнике 5, в угольный газогенератор 2. Впуск 23 для циркулирующего угля для подведения циркулирующего угля в угольный газогенератор 2 соединен с высокотемпературным сепаратором 3 и низкотемпературным сепаратором 4 через трубопроводы, употребляемые для повторного введения в газогенератор 2 пылеобразного угля с размером частиц более 10 микрон (10 мкм), отделенных при помощи высокотемпературного сепаратора 3 и низкотемпературного сепаратора 4. Не считая того, впуск 23 для циркулирующего угля также соединен с теплообменником 5 через трубопровод, применяемый для введения высокотемпературного газифицирующего агента с температурой около 750°С-850°С в угольный газогенератор 2 вкупе с циркулирующим углем.

Истинное изобретение представляет угольную газогенераторную систему с циркулирующим угольным псевдоожиженным слоем, имеющую конструкцию с двойной подачей поступающего воздуха, 2-мя ступенями отделения и циркуляцией пылеобразного угля. В одном нюансе методом термообмена меж угольным газом, выходящим наружу из газогенератора, и газифицирующим агентом, поступающим вовнутрь газогенератора, теплота угольного газа, выходящего наружу из газогенератора, передается газифицирующему агенту, поступающему вовнутрь газогенератора, чтоб температуру газифицирующего агента повысить до около 750°С-850°С, с тем, чтоб понизить потребление угля в угольном газогенераторе и очистить угольный газ. В еще одном нюансе методом организации 2-ух ступеней отделения при высочайшей температуре и низкой температуре резко понижают количество пылеобразного угля, уносимого в угольном газе, и отделенный пылеобразный уголь снова подают в газогенератор, чтоб еще более понизить потребление угля в угольном газогенераторе.

Фиг.2 представляет схематический вид угольного газогенератора в согласовании с реальным изобретением. Как показано на фиг.2, угольный газогенератор 2 включает корпус 20 газогенератора. На корпусе 20 газогенератора расположены 1-ый воздушный впуск 21, само мало один вторичный воздушный впуск 22, впуск 23 для циркулирующего угля, нижний впуск 24А для начального угля и по наименьшей мере один верхний впуск 24В для начального угля. Выпуск 25 для угольного газа размещен в высшей части корпуса 20 газогенератора. 1-ый воздушный выпуск 21 и вторичный воздушный впуск 22 употребляют для подведения высокотемпературного газифицирующего агента в газогенератор. Впуск 23 для циркулирующего угля употребляют для подведения в газогенератор отделенного пылеобразного угля с размером частиц более 10 микрон (10 мкм). Нижний впуск 24А для начального угля и верхний впуск 24В для начального угля соединены с устройством 1 для подачи угля, применяемым для введения начального угля в газогенератор. Выпуск для угольного газа употребляют для выведения высокотемпературного угольного газа. Более непосредственно, донная часть корпуса 20 газогенератора соединена с газоприемной камерой, и меж корпусом газогенератора и газоприемной камерой расположены воздушные колпачки 29. 1-ый воздушный впуск 21 размещен при газоприемной камере, нижний впуск 24А для начального угля и впуск 23 для циркулирующего угля расположены в секции плотной фазы поблизости воздушных колпачков 29, и некие из вторичных воздушных впусков 22 и верхний впуск 24В для начального угля установлены в секции разбавленной фазы над секцией плотной фазы. 1-ый воздушный впуск 21 подает газифицирующий агент при температуре 750°С-850°С в газоприемную камеру и вовнутрь воздушных колпачков 29. Скорость газового потока газифицирующего агента в корпусах воздушных колпачков добивается 2 м/сек — 3 м/сек. Скорость газового потока газифицирующего агента, выдуваемого из сопловых отверстий в корпусах воздушных колпачков, добивается 30 м/сек — 50 м/сек, так что пылеобразный уголь с размером частиц более 10 микрон (10 мкм) находится в псевдоожиженном состоянии. В границах объема на дистанции в 50 мм — 80 мм от корпусов воздушных колпачков весь кислород в газифицирующем агенте выгорает вкупе с пылеобразным углем; потом водяной пар, диоксид углерода и уголь вступают в реакцию. В итоге реакции в высокотемпературной области большая часть диоксида углерода преобразуется в монооксид углерода, водяной пар, диоксид углерода и уголь вступают в реакцию. В итоге реакции в высокотемпературной области большая часть диоксида углерода преобразуется в монооксид углерода, водяной пар преобразуется в газообразный водород и газообразный монооксид углерода, летучее вещество в угле перебегает в газообразное состояние и подвергается крекингу до метана и тому подобного. В реальном варианте воплощения для каждого из воздушных колпачков 29 может быть применена нержавеющая сталь марки 1Cr18Ni9Ti, при этом таковые имеют 6-8 сопловых отверстий. Каждое из сопловых отверстий имеет поперечник 4 мм — 6 мм. Соединение меж воздушными колпачками и основанием корпуса газогенератора выполнено с плотной пригонкой. Соединение меж воздушными колпачками реализовано методом крепления цементом.

Может быть наличие 1-4 вторичных воздушных впусков 22, размещенных на корпусе 22 газогенератора. Один вторичный воздушный впуск в нижней части расположен меж секцией плотной фазы и секцией разбавленной фазы корпуса газогенератора; и другие вторичные воздушные впуски размещены снутри секции разбавленной фазы корпуса газогенератора. Нижний впуск 24А для начального угля и впуск 23 для циркулирующего угля расположены в секции плотной фазы корпуса 20 газогенератора. Пылеобразный уголь подают в корпус 20 газогенератора через нижний впуск 24А для начального угля и впуск 23 для циркулирующего угля. В то же самое время газифицирующий агент вводят во впуск 23 для циркулирующего угля, чтоб подогреть циркулирующий уголь до горения и ввести в газогенератор. Верхний впуск 24В для начального угля расположен снутри секции разбавленной фазы корпуса газогенератора. Расстояние меж верхним впуском 24В для начального угля и нижним впуском 24А для начального угля составляет 4000 мм — 5000 мм, желательно равно 4700 мм. В реальном изобретении, в режиме пуска, пылеобразный уголь подают через нижний впуск 24А для начального угля. После периода обычной эксплуатации прекращают подачу угля через нижний впуск 24А для начального угля, пылеобразный уголь либо коксующийся уголь подводят через верхний впуск 24В для начального угля. Уголь в секции плотной фазы приемущественно поступает от подачи циркулирующего угля через впуск 23 для циркулирующего угля. Так как температура нижней части контролируется циркулирующим углем, температура в области около верхнего впуска 24В для начального угля является высочайшей для действенного улучшения степени конверсии взаимодействия. Уголь, подводимый через верхний впуск 24В для начального угля, может представлять собой пылеобразный уголь либо коксующийся уголь. В реальном варианте воплощения предпочтителен коксующийся уголь. Преимущество использования верхнего впуска 24В для начального угля для введения угля состоит в том, что: (1) когда в качестве начального материала употребляют некоксующийся уголь, циркулирующий уголь в нижней части газогенератора регулирует температуру нижней части газогенератора, и количество циркулирующего угля может достигать уровня, в 20-40 раз превосходящего количество начального угля, чтоб расходовать циркулирующий уголь для экономного употребления угля в системе; (2) если коксующийся уголь подают в газогенератор через нижний впуск 24А для начального угля, то коксующийся уголь имеет тенденцию выделять липкую жидкость (каменноугольную смолу) во время регулирования температуры, и липкая жидкость могла бы облеплять уголь в донной части газогенератора, обусловливая закоксовывание; напротив, в реальном варианте воплощения коксующийся уголь подают через верхний впуск 24В для начального угля в секции разбавленной фазы, при этом коксующийся уголь будет немедля разлагать липкую жидкость с образованием газа, чтоб предупредить явление закоксовывания; (3) уровень содержания летучих компонент в коксующемся угле может достигать 50%, чтоб резко сделать лучше состав и теплотворную способность угольного газа. Могут наличествовать 1-3 верхних впуска 24В для начального угля, число которых может быть определено согласно количеству поступающего угля. С впуском 23 для циркулирующего угля соединена наклонная труба 26. Угол меж наклонной трубой 26 и осью корпуса газогенератора составляет 20°-30°, чтоб сделать высоту слоя пылеобразного угля в наклонной трубе 26 больше, чем высота секции плотной фазы в газогенераторе. Потому через наклонную трубу 26 подают в газогенератор пылеобразный уголь с размером частиц больше 10 микрон (10 мкм), который разделен при помощи высокотемпературного сепаратора и низкотемпературного сепаратора, и пылеобразный уголь вводят вкупе с газифицирующим агентом, направляемым через наклонную трубу в газогенератор для инициирования горения. В реальном варианте воплощения наклонная труба 26 имеет поперечник 200 мм с внутренней частью в виде трубы из нержавеющей стали, с внешней частью в форме трубы из углеродистой стали и средней частью, сформированной слоем изоляционной облицовки. Наклонная труба 26 направляет газообразный газифицирующий агент в донную часть газогенератора. Воздушный впуск для газифицирующего агента имеет поперечник около 57 мм, чтоб направлять пылеобразный уголь в газогенератор под действием собственного веса и воздушного потока. В вышеперечисленном техническом решении методом прибавления вторичного высокотемпературного газифицирующего агента температуру угольного газа увеличивают для роста теплосодержания во время газификации водяного пара и угля и выжигания части узкого угольного порошка, чтоб понизить вынос угля из угольного газогенератора так, как это может быть.

В реальном варианте воплощения количество газифицирующего агента, подаваемого в газогенератор через 1-ый воздушный впуск 21, составляет 50%-60% от общего количества газифицирующего агента, при этом 35%-45% газифицирующего агента подводят в газогенератор через вторичный воздушный впуск 22, и другие 5% газифицирующего агента вводят в газогенератор через впуск 23 для циркулирующего угля. Полное количество газифицирующего агента имеет отношение к количеству газифицирующего агента на воздушном выпуске теплообменника.

Трубопровод 27 для удаления шлака размещен в донной части корпуса 20 газогенератора и употребляется для выгрузки каменного балласта в газогенераторе и содержащихся в угле больших кусков такого. Мембранный взрывобезопасный канал 28 расположен на высшей части корпуса 20 газогенератора и употребляется для предотвращения взрыва угольного газа и воздуха в газогенераторе, обусловленного эксплуатацией в неверном режиме. Даже если происходит взрыв, взорвавшийся газ должен вырваться через мембранный взрывобезопасный канал 28 в высшей части корпуса газогенератора заместо прорыва из средней либо нижней части газогенератора, по этому реально избежать ожога и травмирования операторов. Ввиду того, что температура снутри корпуса газогенератора добивается 900°С-1100°С, корпус 20 газогенератора выложен изнутри слоем огнеупорного кирпича. Меж огнеупорными кирпичами и корпусом газогенератора сформирован изолирующий слой для термоизоляции, который может поддерживать внешную температуру корпуса газогенератора ниже 60°С. Высшая часть газогенератора сформирована в виде свода из скошенных огнеупорных кирпичей с изолирующим слоем, который опирается на корпус газогенератора. Потому при тепловом расширении изменение размера будет происходить только снутри изолирующего слоя.

В угольном газогенераторе 2 согласно истинному изобретению внутренняя часть корпуса 20 газогенератора представляет собой конус с более большой верхней частью и наименьшей нижней частью. Площадь поперечного сечения внутренней верхней части газогенератора в 3-7 раз, желательно в 5 раз, превосходит таковую внутренней нижней части, чтоб поддерживать скорость потока угольного газа во внутренней высшей части газогенератора на уровне ниже 0,2 м/сек — 0,25 м/сек. Скорость составляет только 20% от такой в нижней части. В одном нюансе пылеобразный уголь с размером частиц более 0,5 мм отделяется и вовлекается в процесс циркуляции снутри газогенератора, и совместно с тем длительность пребывания пылеобразного угля снутри газогенератора растет до периода времени более 30 минут, чтоб обеспечить соответствующий состав угольного газа и протекание хим реакции пылеобразного угля; в другом нюансе период времени, в течение которого угольный газ находится снутри газогенератора, растет приблизительно до 10 секунд, чтоб продлить длительность газификации и получить угольный газ с усовершенствованным составом.

Высокотемпературный сепаратор 3 обустроен впуском для угольного газа в высокотемпературный сепаратор, выпуском для угольного газа из высокотемпературного сепаратора и выпуском для пылеобразного угля из высокотемпературного сепаратора. Впуск для угольного газа в высокотемпературный сепаратор соединен трубопроводом с выпуском 25 для угольного газа на угольном газогенераторе 2, чтоб подавать угольный газ в высокотемпературный сепаратор 3. Выпуск для пылеобразного угля из высокотемпературного сепаратора обустроен звездообразным питателем 13 для подачи материала, который соединен с впуском 23 для циркулирующего угля на угольном газогенераторе 2 через трубопровод, и наклонной трубой 26, чтоб подавать отделенный пылеобразный уголь из высокотемпературного сепаратора 3 назад в угольный газогенератор 2 с регулированием количества подаваемого угля. В реальном варианте воплощения в высокотемпературном сепараторе 3 может быть применен количественный трубчатый впуск неверной формы, другими словами циклонный пылеуловитель Е-типа. Высокотемпературный сепаратор 3 может быть футерован огнеупорным и термоизоляционным слоем в таковом с крышкой, изготовленной из огнеупорного цемента, и с центральной трубой, сделанной из устойчивого к высочайшим температурам материала, стали 1Cr25Ni20. Звездообразный питатель 13 для подачи материала также имеет устойчивую к высочайшей температуре конструкцию, включающую основной вал, который представляет собой полый вал с внедрением охлаждающей воды снутри такого, и корпус, который выполнен из устойчивой к высочайшей температуре нержавеющей стали с облицовкой из алюмосиликатного фиброкартона. Температура корпуса может поддерживаться только при 50°С-60°С. Уплотнение концевого торца может предотвращать утечку угольного газа. Высокотемпературный сепаратор 3 может стопроцентно отделять пылеобразный уголь с размером частиц более 10 микрон (10 мкм), и эффективность отделения может достигать даже 99%.

Теплообменник 5 обустроен впуском теплообменника для угольного газа, выпуском теплообменника для угольного газа, воздушным впуском теплообменника и воздушным выпуском теплообменника. Угольный газ с высочайшей температурой, выходящий из высокотемпературного сепаратора 3, и газифицирующий агент, который будет подаваться в угольный газогенератор 2, подвергаются термообмену снутри теплообменника 5. Более непосредственно, впускной теплообменник для угольного газа соединен с выпуском высокотемпературного сепаратора для угольного газа на высокотемпературном сепараторе 3 через трубопровод, чтоб подводить угольный газ с высочайшей температурой, выходящий из высокотемпературного сепаратора 3, в теплообменник 5 для термообмена. Нагнетательный вентилятор 12 соединен с воздушным впуском теплообменника. Воздушный выпуск теплообменника соединен с первым воздушным впуском 21 и вторичным воздушным впуском 22 угольного газогенератора 2 через трубопровод, и также соединен трубопроводом с впуском 23 для циркулирующего угля в угольном газогенераторе 2. Газифицирующий агент, подвергнутый термообмену в теплообменнике 5, подают в 1-ый воздушный впуск 21, вторичный воздушный впуск 22 и впуск 23 для циркулирующего угля угольного газогенератора 2. После вышеназванного термообмена температура угольного газа понижается от 900°С-1000°С до 400°С-500°С, и температура газифицирующего агента увеличивается от 60°С-100°С до 750°С-850°С. Теплообменник 5 может представлять собой многотрубный прямоточный либо многотрубный противоточный теплообменник. Когда употребляют многотрубный прямоточный теплообменник, температура многотрубного блока поддерживается на уровне ниже 750°С. Материалом многотрубного блока служит сталь 1Cr18Ni9Ti. В реальном варианте воплощения в теплообменнике 5 употребляют многотрубный противоточный теплообменник. Материал многотрубного агрегата представляет собой алюминированную сталь 1Cr18Ni9Ti либо сталь 1Cr25Ni20, которая может быть устойчивой к температурам 900°С-1000°С.

Низкотемпературный сепаратор 4 обустроен впуском низкотемпературного сепаратора для угольного газа, выпуском низкотемпературного сепаратора для угольного газа и выпуском низкотемпературного сепаратора для пылеобразного угля. Впуск низкотемпературного сепаратора для угольного газа соединен с выпуском теплообменника для угольного газа на теплообменнике 5 через трубопровод, чтоб подавать угольный газ в низкотемпературный сепаратор 4. Звездообразный питатель 13 для подачи материала расположен на выпуске низкотемпературного сепаратора для пылеобразного угля, и звездообразный питатель 13 для подачи материала соединен трубопроводом с впуском 23 для циркулирующего угля на угольном газогенераторе 2, чтоб подавать пылеобразный уголь, отделенный в низкотемпературном сепараторе 4, назад в угольный газогенератор 2. В реальном варианте воплощения эффективность низкотемпературного отделения составляет 90%. Низкотемпературный сепаратор 4 отделяет огромную часть угля из угольного газа, и остается только часть мелкозернистого угля с размером частиц наименее 5 мкм.

В реальном изобретении употребляют двухстадийное отделение (другими словами вышеперечисленные высокотемпературное и низкотемпературное отделение), чтоб резко понизить количество пылеобразного угля, уносимого угольным газом. Эффективность высокотемпературного отделения составляет 99%, эффективность низкотемпературного отделения составляет 90%, общая эффективность добивается 99,9%, и количество остающегося угля составляет только наименее 0,2% от полного количества. Не считая того, отделенный пылеобразный уголь подают назад в газогенератор как циркулирующий уголь, по этому существенно понижается потребление угля. Так как угольный газ, подводимый в теплообменник 5, содержит только пылеобразный уголь с размером частиц наименее 10 мкм, абразивный износ теплообменника 5 достаточно мал, что увеличивает эффективность теплообменника и долговечность теплообменника 5.

Котел-утилизатор 6 соединен с выпуском низкотемпературного сепаратора для угольного газа на низкотемпературном сепараторе 4 через трубопровод. Угольный газ, выходящий из низкотемпературного сепаратора 4, передает свою термическую энергию воде в котле-утилизаторе 6, чтоб перевоплотить воду в водяной пар. Водяной пар подается в воздушный впуск теплообменника при помощи парового барабана 15 и греется после смешения с воздухом, поступающим из нагнетательного вентилятора 12. Температура угольного газа, поступающего в котел-утилизатор 6, составляет 400°С-500°С. Температура угольного газа, выходящего из котла-утилизатора 6, составляет около 150°С. Потому в распоряжении имеется термическая энергия, достаточная для получения достаточного количества водяного пара для использования в производстве угольного газа.

Скруббер 7 Вентури соединен трубопроводом с котлом-утилизатором 6. Угольный газ, выходящий из котла-утилизатора 6, контактирует с водой в скруббере 7 Вентури для вымывания пылеобразного угля из угольного газа. После того, как угольный газ с температурой около 150°С поступает в скруббер 7 Вентури, его температура понижается до 50°С-60°С. В это время 90% пылеобразного угля с размером частиц 0-5 мкм вымываются из угольного газа. Газоочистительная колонна 8 вооружена впуском газоочистительной колонны для угольного газа, выпуском газоочистительной колонны для угольного газа, выпуском для промывной воды, впуском для охлаждающей воды и выпуском для охлаждающей воды. Впуск газоочистительной колонны для угольного газа соединен трубопроводом со скруббером 7 Вентури для дополнительного вымывания пылеобразного угля из угольного газа. Угольный газ после промывания подают потребителю для использования через выпуск газоочистительной колонны для угольного газа. В это время, когда угольный газ покидает газоочистительную колонну 8, находящееся в нем количество угля составляет всего около 5 мг/Нм3. У выпуска газоочистительной колонны для осаждения пылеобразного угля размещен отстойный резервуар 9. И потом накопившийся мокроватый пылеобразный уголь отфильтровывают при помощи фильтра и выводят наружу с внедрением устройства 11 для удаления шлака, который может представлять собой вакуумный фильтр. Меж впуском для охлаждающей воды и выпуском для охлаждающей воды подсоединена градирня 10. Охлаждающая вода в газоочистительной колонне 8 поступает в градирню 10 для остывания через выпуск для охлаждающей воды и подается назад в газоочистительную колонну 8 через впуск для охлаждающей воды после остывания. В реальном варианте воплощения может быть применена газоочистительная колонна 8 с набивкой либо вихревого типа, что может быть определено в согласовании с габаритами колонны. Промывная жидкость в донной части газоочистительной колонны поступает в отстойный резервуар 9. Так как площадь поперечного сечения увеличивается, скорость потока воды понижается до 0,02 м/сек, чтоб пылеобразный уголь мог осесть на дно. Вода перебегает в градирню 10 для остывания и потом перекачивается водяным насосом 14 в газоочистительную колонну 8 и скруббер 7 Вентури для промывания. Можно созидать, что угольный газ после двухстадийного сухого удаления пыли дальше подвергают влажному удалению пыли в скруббере Вентури и газоочистительной колонне, и десульфуризационной обработке, чтоб сделать количество пыли, содержащейся в угольном газе, наименее 5 мг/м3, и количество серы, содержащейся в угольном газе, наименее 10 мг/м 3.

На базе вышеперечисленного технического решения, если количество воды, содержащейся в угле, подаваемом в газогенератор, превосходит 8%, перед впуском 24 для начального угля может быть расположено сушильное устройство. В дополнение дальше могут быть установлены некие приборы и системы автоматического контроля, чтоб обеспечить возможность выполнения реального изобретения с вполне автоматической регулировкой и управлением с помощью системы, которая тщательно не разъясняется.

В конце концов, необходимо подчеркнуть, что вышеперечисленные варианты воплощения приведены только для описания технического решения реального изобретения, но не подразумевают ограничения реального изобретения. Следует осознавать, что, хотя истинное изобретение было тщательно описано с привлечением вышеприведенных вариантов воплощения, квалифицированными спецами в этой области технологии могут быть изготовлены модификации технических решений, обрисованных в вышеприведенных вариантах воплощения, либо могут быть произведены эквивалентные подмены неких технических признаков в технических решениях, в той мере, как такие модификации либо подмены по собственной сути соответственных технических решений не выходят за границы области реального изобретения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Угольная газогенераторная система с циркулирующим угольным псевдоожиженным слоем, включающая угольный газогенератор, высокотемпературный сепаратор, теплообменник, низкотемпературный сепаратор и котел-утилизатор, которые соединены поочередно, при этом угольный газогенератор обустроен первым воздушным впуском и, само мало, одним вторичным воздушным впуском для подачи высокотемпературного газифицирующего агента в газогенератор, и обустроен впуском для циркулирующего угля для подачи циркулирующего угля в газогенератор, при этом 1-ый воздушный впуск и вторичный воздушный впуск соединены с теплообменником, и впуск для циркулирующего угля соединен с высокотемпературным сепаратором, низкотемпературным сепаратором и теплообменником соответственно.

2. Система по п.1, в какой угольный газогенератор обустроен выпуском для угольного газа, нижним впуском для начального угля и, само мало, одним верхним впуском для начального угля, при этом нижний впуск для начального угля и верхний впуск для начального угля соединены с устройством для подачи угля, и выпуск для угольного газа соединен с высокотемпературным сепаратором.

3. Система по п.1, в какой звездообразные питатели для подачи материала соответственно расположены меж высокотемпературным сепаратором и впуском для циркулирующего угля и меж низкотемпературным сепаратором и впуском для циркулирующего угля.

4. Система по п.1, в какой теплообменник дополнительно соединен с нагнетательным вентилятором и котлом-утилизатором соответственно.

5. Система по п.1, в какой система дополнительно включает скруббер Вентури, соединенный с котлом-утилизатором, и включает газоочистительную колонну, соединенную со скруббером Вентури, при этом у дна газоочистительной колонны расположен отстойный резервуар, у дна отстойного резервуара размещено устройство для удаления шлака, и меж впуском для охлаждающей воды и выпуском для охлаждающей воды на газоочистительной колонне расположена градирня.

6. Система по п.1, в какой температура газифицирующего агента при поступлении в газогенератор через 1-ый воздушный впуск и вторичный воздушный впуск составляет 750-850°С.

7. Система по п.1, в какой количество первого газифицирующего агента, поступающего в газогенератор через 1-ый воздушный впуск, составляет 50-60% от полного количества газифицирующего агента в теплообменнике, количество вторичного газифицирующего агента, поступающего в газогенератор через вторичный воздушный впуск, составляет 35-45% от полного количества газифицирующего агента в теплообменнике, и количество газифицирующего агента, поступающего в газогенератор через впуск для циркулирующего угля, составляет 5% от полного количества газифицирующего агента в теплообменнике.

8. Система по хоть какому из пп.1-7, в какой угольный газогенератор включает корпус газогенератора, при этом донная часть корпуса газогенератора соединена с газоприемной камерой, меж корпусом газогенератора и газоприемной камерой расположены воздушные колпачки, 1-ый воздушный впуск размещен в газоприемной камере, и нижний впуск для начального угля расположен снутри секции плотной фазы корпуса газогенератора.

9. Система по п.8, в какой находятся 1 — 4 вторичных воздушных впусков, один из вторичных воздушных впусков размещен меж секцией плотной фазы и секцией разбавленной фазы корпуса газогенератора, другие вторичные воздушные впуски расположены снутри секции разбавленной фазы корпуса газогенератора, и впуск для циркулирующего угля размещен снутри секции плотной фазы корпуса газогенератора.

10. Система по п.8, в какой верхний впуск для начального угля расположен снутри секции разбавленной фазы корпуса газогенератора.

11. Система по п.8, в какой у впуска для циркулирующего угля расположена наклонная труба, при этом наклонная труба соединена трубопроводами с звездообразными питателями для подачи материала, и угол меж наклонной трубой и осью корпуса газогенератора составляет 20-30°.

12. Система по п.8, в какой корпус газогенератора имеет внутреннюю конструкцию с более большой верхней частью и наименьшей нижней частью, и площадь поперечного сечения высшей части в 3 — 7 раз превосходит площадь поперечного сечения нижней части.

13. Система по п.8, в которой в высшей части корпуса газогенератора расположен взрывобезопасный мембранный канал, и в нижней части корпуса газогенератора размещен трубопровод для удаления шлака.

14. Система по п.8, в какой имеются 6 — 8 сопловых отверстий, расположенных на каждом из воздушных колпачков, и поперечник каждого из сопловых отверстий составляет 4 — 6 мм.

15. Система по п.8, в какой расстояние меж верхним впуском для начального угля и нижним впуском для начального угля составляет 4000 — 5000 мм.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий


gazogenerator.com