RU2125082C1 - Method and power-process plant for thermally processing solid fuel - Google Patents
Method and power-process plant for thermally processing solid fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2125082C1 RU2125082C1 RU96109423A RU96109423A RU2125082C1 RU 2125082 C1 RU2125082 C1 RU 2125082C1 RU 96109423 A RU96109423 A RU 96109423A RU 96109423 A RU96109423 A RU 96109423A RU 2125082 C1 RU2125082 C1 RU 2125082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- plasma
- temperature
- solid fuel
- jet
- Prior art date
Links
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 30
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 25
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 20
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 15
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 14
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 15
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012265 solid product Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к переработке различных органических отходов, в т.ч. низкокачественного шлама - отходов угольного производства, струей низкотемпературной плазмы. The invention relates to a power system, in particular to the processing of various organic waste, including low-quality sludge - waste from coal production, a jet of low-temperature plasma.
Известен способ термической переработки твердого углеродсодержащего топлива, включающий подачу топлива в верхнюю часть газификатора, подачу газифицирующего агента, содержащего O2, в нижнюю часть газификатора, нагрев и газификацию топлива, отвод газообразных продуктов газификации из верней части, а твердых негорючих продуктов из нижней части газификатора при температуре от 100 до 500oC (а.с. СССР N 1761777 C 10 J 3/00 от 15.09.92 г. Б. И. N 34).A known method of thermal processing of solid carbon-containing fuel, comprising supplying fuel to the upper part of the gasifier, supplying a gasifying agent containing O 2 to the lower part of the gasifier, heating and gasifying the fuel, removing gaseous gasification products from the upper part, and solid non-combustible products from the lower part of the gasifier at a temperature of from 100 to 500 o C (AS USSR N 1761777 C 10 J 3/00 from 09/15/92 B.I. N 34).
Недостатком указанного способа является низкая эффективность переработки и неполное извлечение ценных компонентов, в результате чего потребителю могут отпускаться сравнительно дешевые химпродукты низкокалорийного синтез-газа и серусодержащий продукт. The disadvantage of this method is the low processing efficiency and incomplete extraction of valuable components, as a result of which relatively cheap low-calorific syngas chemical products and a sulfur-containing product can be dispensed to the consumer.
Известен способ термической переработки твердого топлива, выбранный в качестве прототипа, включающий газификацию твердого топлива в присутствии водяного пара, подачу непрореагировавшего топлива на повторную газификацию в присутствии окислителя с последующим разделением газообразных и твердых продуктов (а.с. СССР N 850649 C 10 B 49/00, C 10 J 3/00 от 30.07.81). A known method of thermal processing of solid fuels, selected as a prototype, comprising the gasification of solid fuels in the presence of water vapor, the supply of unreacted fuel for re-gasification in the presence of an oxidizing agent, followed by the separation of gaseous and solid products (A.S. USSR N 850649 C 10 B 49 / 00, C 10 J 3/00 dated 07/30/81).
Указанный способ не обеспечивает полную переработку исходного сырья и извлечение ценных компонентов, и потребителю могут отпускаться только синтез-газ и серусодержащий продукт. The specified method does not provide a complete processing of the feedstock and the extraction of valuable components, and only synthesis gas and a sulfur-containing product can be dispensed to the consumer.
Известна энерготехнологическая установка с плазменной переработкой низкосортного твердого топлива, включающая реактор плазменной переработки угля, систему потребителей электроэнергии, синтез-газа, и систему отвода шлака (а. с. СССР N 1744101, C 10 J 3/18, от 30.06.92 г.). A well-known energy-technological installation with plasma processing of low-grade solid fuels, including a plasma processing reactor for coal, a system of consumers of electricity, synthesis gas, and a system for slag removal (A.S. USSR N 1744101, C 10 J 3/18, from 30.06.92, )
Недостатком известной установки является низкая эффективность переработки и неполное извлечение ценных компонентов, в результате чего потребителю могут отпускаться сравнительно дешевые химические продукты синтез-газа и серусодержащий продукт, при загрязнении окружающей среды. A disadvantage of the known installation is the low processing efficiency and incomplete extraction of valuable components, as a result of which relatively cheap chemical products of synthesis gas and sulfur-containing product can be dispensed to the consumer during environmental pollution.
Прототипом установки является энерготехнологическая установка, содержащая футерованный газификатор, для получения синтез-газа с установленным в его нижней части плазмотроном, а в верхней - дозатором передачи твердого низкосортного топлива и патрубками отвода нагретого синтез-газа и отвода шлака (А. Г. Артамонов. Переработка различных органических отходов в плазмохимическом реакторе. В кн. Аппараты высокотемпературной техники. -М.: Московский институт химического машиностроения, Межвузовский сборник научных трудов. 1988, с. 63-64). The prototype of the installation is an energy-technological installation containing a lined gasifier to produce synthesis gas with a plasma torch installed in its lower part and a low-grade solid fuel dispenser and heated synthesis gas discharge pipes and slag pipes (A. G. Artamonov. Processing various organic wastes in a plasma-chemical reactor. In the book Apparatuses for High-Temperature Technology. -M.: Moscow Institute of Chemical Engineering, Interuniversity Collection of Scientific Works. 1988, p. 63-64).
Энерготехнологическая установка предназначена исключительно для получения газа, при этом твердый материал используется практически полностью, а отходами являются зола и шлак. Конструктивная особенность указанной установки не обеспечивает достаточной гибкости технологического процесса в отношении производства других продуктов, а также в отношении температурных условий в отдельных ступенях, таким образом не обеспечивается полное извлечение полезных компонентов, т. е. безотходная технология переработки твердого топлива. The power plant is designed exclusively for gas production, while the solid material is used almost completely, and the waste is ash and slag. The design feature of this installation does not provide sufficient flexibility of the technological process with respect to the production of other products, as well as with respect to temperature conditions in individual steps, thus the complete extraction of useful components is not ensured, i.e., waste-free solid fuel processing technology.
В основу настоящего изобретения положена задача усовершенствования способа термической переработки твердого топлива путем создания цикла безостаточной переработки твердого топлива регулируемыми по температуре и давлению плазменными струями, который обеспечивает безотходную технологию извлечения полезного товарного продукта, а именно синтез-газа, ферросплавов и волокнистых материалов, при сохранении чистоты окружающей среды. The basis of the present invention is the task of improving the method of thermal processing of solid fuel by creating a cycle of residual processing of solid fuel with temperature and pressure controlled plasma jets, which provides a waste-free technology for the extraction of useful commercial product, namely synthesis gas, ferroalloys and fibrous materials, while maintaining purity the environment.
В основу настоящего изобретения положена задача усовершенствования электротехнологической установки термической переработки твердого топлива путем создания цикла безостаточной переработки твердого топлива за счет последовательной установки по ходу технологического процесса соответствующих аппаратов извлечения товарного продукта, что обеспечивает эффективность безотходной технологии получения готового продукта при сохранении чистоты окружающей среды. The present invention is based on the task of improving the electrotechnological installation of thermal processing of solid fuel by creating a cycle of residual processing of solid fuel due to the sequential installation of appropriate apparatus for the extraction of a commercial product during the technological process, which ensures the efficiency of a waste-free technology for producing the finished product while maintaining a clean environment.
Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе термической переработки твердого топлива, включающем газификацию низкосортного твердого топлива в присутствии газифицирующего агента, подачу непрореагировавшего низкосортного твердого топлива на повторную газификацию в присутствии окислителя с последующим разделением газообразных и твердых продуктов, согласно изобретению подачу низкосортного твердого топлива осуществляют дозировано, путем продувки слоев твердого низкосортного топлива окислительной плазменной струей, при этом поддерживают температуру газообразных продуктов газификации и их отвода от 1650 до 1850 К и устанавливают динамический напор плазменных струй в диапазоне 6000 - 15000 Па и ими направляют полученный синтез-газ в высокотемпературный ресивер и далее потребителю. После полного отвода синтез-газа из газификатора непрореагировавший остаток дополнительно нагревают до образования расплава, который сливают в накопитель расплава, где осуществляют его продувку восстановительной плазменной струей при температуре 2000 - 2050 К для дополнительного получения ферросилиция с последующей его подачей потребителю, а обедненный расплав подают в стабилизирующий реактор, в котором поддерживают температуру в пределах 1600 - 1800 К путем регулирования тока плазмотрона, при этом плазменные струи распылительных плазмотронов направляют под углом 15o - 60o к оси струи обедненного расплава для дополнительного получения волокнистых материалов с последующей их подачей в зону формирования готового продукта.The stated technical problem is solved by the fact that in the known method of thermal processing of solid fuel, including gasification of low-grade solid fuel in the presence of a gasifying agent, supplying unreacted low-grade solid fuel to re-gasification in the presence of an oxidizing agent, followed by separation of gaseous and solid products, according to the invention, supplying low-grade solid fuel carry out dosed by blowing layers of solid low-grade oxidizing plasma fuel with a jet, while maintaining the temperature of the gaseous products of gasification and their removal from 1650 to 1850 K and setting the dynamic pressure of the plasma jets in the range of 6000 - 15000 Pa and they direct the resulting synthesis gas to a high-temperature receiver and then to the consumer. After complete removal of the synthesis gas from the gasifier, the unreacted residue is additionally heated to form a melt, which is poured into the melt accumulator, where it is purged with a reducing plasma jet at a temperature of 2000–2050 K to obtain additional ferrosilicon with its subsequent supply to the consumer, and the depleted melt is fed to a stabilizing reactor in which the temperature is maintained in the range of 1600 - 1800 K by adjusting the current of the plasma torch, while the plasma jets of the spray plasma torch new directed at an angle of 15 o - 60 o to the axis of the jet of depleted melt for additional production of fibrous materials with their subsequent supply to the zone of formation of the finished product.
Поставленная техническая задача решается тем, что известная энерготехнологическая установка термической переработки твердого топлива, содержащая футерованный газификатор для получения синтез-газа с установленным в его нижней части плазмотроном, а в верхней - дозатором подачи твердого низкосортного топлива и патрубком отвода нагретого синтез-газа, согласно изобретению, новым является то, что она дополнительно снабжена последовательно установленными по ходу технологического цикла накопителем расплава для дополнительного получения ферросилиция, стабилизирующим реактором и осадительной колонной для получения волокнистого материала, при этом в футерованном газификаторе для получения синтез-газа в одной плоскости с плазмотронами выполнена летка для впуска окислительного расплава, подсоединенная на выходе через футерованную канаву с накопителем расплава, в нижней части которого установлен погружной плазмотрон, и в котором на разных уровнях выполнены летки для выпуска потребителю восстановительного металла - ферросилиция, и обедненного расплава соответственно, последняя подсоединена к снабженному стабилизирующим плазмотроном стабилизирующему реактору, который в свою очередь подсоединен к фидеру, выполненному с электрообогреваемыми отверстиями для слива обедненного расплава, которые сообщены с осадительной колонной. В верхней части колонны установлены диаметрально друг к другу плазмотроны, плазменные струи которых направлены под углом 15o-60o к оси струи обедненного расплава. Согласно изобретению другим вариантом исполнения является то, что патрубок синтез-газа через трубопровод и обратный клапан сообщен с высокотемпературным ресивером, который на выходе может быть соединен с одним или более плазменных газификаторов, летки которых подсоединены через канаву друг к другу и к накопителю расплава. Согласно изобретению дозатор в виде двух герметических конусов, установленных подвижно с возможностью образования межконусного пространства, а упомянутые летки снабжены шиберными затворами.The stated technical problem is solved in that the well-known energy-technological installation for thermal processing of solid fuel, containing a lined gasifier for producing synthesis gas with a plasma torch installed in its lower part, and in the upper one, a low-grade solid fuel dispenser and a heated synthesis gas outlet pipe, according to the invention , new is that it is additionally equipped with a melt accumulator sequentially installed during the technological cycle for additional production erosilicon, a stabilizing reactor and a precipitation column for producing fibrous material, while in the lined gasifier to produce synthesis gas in the same plane as the plasma torches, a notch for the inlet of the oxidizing melt is made, connected at the outlet through the lined ditch with a melt accumulator, in the lower part of which there is a submersible a plasma torch, and in which tap holes are made at different levels for the release of reducing metal to the consumer - ferrosilicon, and depleted melt, respectively the latter is connected to a stabilizing reactor equipped with a stabilizing plasmatron, which in turn is connected to a feeder made with electrically heated drain holes for depleted melt, which are in communication with the precipitation column. In the upper part of the column, plasmatrons are installed diametrically to each other, the plasma jets of which are directed at an angle of 15 o -60 o to the axis of the depleted melt jet. According to the invention, another embodiment is that the synthesis gas pipe is connected through a pipeline and a non-return valve to a high-temperature receiver, which at the outlet can be connected to one or more plasma gasifiers, the notches of which are connected through a ditch to each other and to the melt accumulator. According to the invention, the dispenser is in the form of two hermetic cones mounted movably with the possibility of forming an inter-conical space, and the said slots are equipped with slide gates.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков заявляемого способа термической переработки твердого топлива заключается в том, что последовательность осуществляемых действий разделительного процесса путем воздействия регулируемыми по температуре и давлению в зависимости от этапа переработки плазменными струями обеспечивает глубокий процесс выгорания углеродсодержащих органических веществ, при котором происходит разделение на газообразные и жидкотекучие продукты, что приводит к полной утилизации твердого топлива и завершенности всего технологического цикла, осуществляемых в одной энерготехнологической установке при сохранении чистоты окружающей среды. A causal relationship between the totality of the features of the proposed method for the thermal processing of solid fuels is that the sequence of actions of the separation process by exposure to temperature and pressure, depending on the stage of processing by plasma jets, provides a deep burnout of carbon-containing organic substances, in which separation occurs gaseous and liquid products, which leads to the complete utilization of solid fuels and the perfection of the entire technological cycle carried out in one energy-technological installation while maintaining a clean environment.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков заявляемой энерготехнологической установки заключается в том, что расположенные по ходу технологического цикла и последовательно соединенные между собой газификатор, накопитель расплава, стабилизирующий реактор и осадительная колонна обеспечивают простоту и компактность конструкции. Благодаря наличию в каждом модуле автономных плазмотронов со своими системами регулирования температуры и давления модно осуществлять глубокий процесс выгорания углеродсодержащих органических веществ, при котором происходит разделение на газообразные и жидкотекучие продукты, при этом процесс утилизации осуществляется в заданном режиме, при сохранении чистоты окружающей среды. A causal relationship between the totality of the features of the claimed power plant is that the gasifier located in the course of the technological cycle and connected in series with each other, the melt accumulator, the stabilizing reactor and the precipitation column provide a simple and compact design. Due to the presence of autonomous plasmatrons in each module with their temperature and pressure control systems, it is fashionable to carry out a deep burnout of carbon-containing organic substances, in which there is a separation into gaseous and fluid products, while the disposal process is carried out in a predetermined mode, while maintaining a clean environment.
Пример осуществления способа. An example implementation of the method.
Предлагаемый способ был проведен при переработке твердого топлива для производства синтез-газа и сжигании его в цилиндрической вращающейся цементной обжиговой печи. После подачи низкосортного твердого топлива (угольный шлам) в надконусное пространство, подачу топлива прекращают и одновременно включают плазмотрон для подогрева печи до температуры 1300 К, после чего подают топливо в печь. Окислительные плазменные струи продувают слой топлива, нагревают его и углерод топлива, взаимодействуя с окислительной плазменной струей, имеющей среднемассовую температуру 2500 - 4000 К, переходит в газообразное состояние и в виде CO под напором плазменных струй в диапазоне 6000 - 15000 Па направляется в высокотемпературный ресивер. Подаваемая в плазмотрон с плазмообразующим воздухом вода конвертируется на кислород, который дополнительно участвует в окислении веществ, находящихся в твердом топливе, и водород, который в свободном виде или в виде высокомолекулярных соединений типа CnHn в смеси с CO, поступает в высокотемпературный ресивер при температуре 1650-1800 К и затем подавался потребителю.The proposed method was carried out during the processing of solid fuel for the production of synthesis gas and burning it in a cylindrical rotary cement kiln. After the supply of low-grade solid fuel (coal sludge) into the cone space, the fuel supply is stopped and the plasma torch is turned on at the same time to heat the furnace to a temperature of 1300 K, after which fuel is fed into the furnace. Oxidative plasma jets purge the fuel layer, heat it and carbon fuel, interacting with an oxidizing plasma jet having a mass-average temperature of 2500 - 4000 K, passes into a gaseous state and, in the form of CO, under the pressure of plasma jets in the range of 6000 - 15000 Pa, is sent to a high-temperature receiver. The water supplied to the plasma torch with plasma-forming air is converted to oxygen, which is additionally involved in the oxidation of substances in solid fuel, and hydrogen, which in free form or in the form of high molecular weight compounds of the type C n H n mixed with CO, enters the high-temperature receiver at temperature 1650-1800 K and then served to the consumer.
После окончания процесса газификации топлива, расплавленный остаток твердого топлива (расплав) подавался в накопитель расплава, который был оборудован погружным плазмотроном, генерирующим восстановительную плазменную струю со среднемассовой температурой 3000-4000 К. Восстановленные плазменные струи продували столб расплава и восстанавливают имеющиеся в нем окислы металлов, например окислы железа и кремния. Регулируя силу тока плазмотрона, доводили температуру расплава до 2000-2059 К - при этой температуре восстанавливался кремний, а затем - до 1700 - 1800 К для восстановления железа. Восстановленные металлы сливали в изложницы для использования его потребителем, а оставшийся обедненный расплав направляли в стабилизирующий реактор, в котором с помощью стабилизирующего плазмотрона поддерживали температуру обедненного расплава, обеспечивающую его слив через электрообогреваемые отверстия. Струи обедненного расплава направляли на распылительные плазмотроны, расположенные под углом 15 - 60o к оси струи обедненного расплава, температуру которых поддерживали в диапазоне 1600 - 1800 К, при этом были получены волокнистые материалы, которые затем направляли в зону формирования готовой продукции - матов, плит.After the gasification of the fuel was completed, the molten solid fuel residue (melt) was fed into the melt accumulator, which was equipped with a submersible plasmatron generating a reducing plasma jet with a mass-average temperature of 3000–4000 K. The recovered plasma jets blew the column of the melt and reduced the metal oxides present in it. for example, iron and silicon oxides. By adjusting the current of the plasma torch, the melt temperature was adjusted to 2000–2059 K — silicon was restored at this temperature, and then to 1700–1800 K for iron reduction. The reduced metals were poured into the molds for use by the consumer, and the remaining depleted melt was sent to a stabilizing reactor, in which the depleted melt temperature was maintained using a stabilizing plasma torch, which ensured its discharge through electrically heated holes. The depleted melt jets were directed to spray plasmatrons located at an angle of 15-60 ° to the axis of the depleted melt jet, the temperature of which was maintained in the range of 1600 - 1800 K, while fibrous materials were obtained, which were then sent to the formation zone of the finished product - mats, plates .
Таким образом, экспериментально было установлено, что при газификации 0,7 т/час угля по заявляемому способу в заявляемой установке, состоящей из двух плазменных модулей-газификаторов, производится количество синтез-газа, эквивалентное 7000 м3/ч природного газа, до 2 м3/ч утеплительных пит, матов, и до 70 мг/час ферросилиция. При этом электрическая мощность, потребляемая плазмотронами одного модуля, составляет около 1000 кВт-ч.Thus, it was experimentally found that during gasification of 0.7 t / h of coal according to the claimed method, the amount of synthesis gas equivalent to 7000 m 3 / h of natural gas, up to 2 m, is produced in the inventive installation, which consists of two plasma gasifier modules 3 / h of insulating pits, mats, and up to 70 mg / hour of ferrosilicon. In this case, the electric power consumed by the plasmatrons of one module is about 1000 kWh.
Затраты на производство угля, эквивалентно природному количеству синтез-газа, в 5,22 раза меньше, чем стоимость природного газа. The cost of coal production, equivalent to the natural amount of synthesis gas, is 5.22 times less than the cost of natural gas.
На фиг. 1 приведена схема энерготехнологической установки для осуществления способа термической переработки твердого топлива. На фиг. 2 приведена схема подсоединения трех модулей газификаторов. In FIG. 1 shows a diagram of an energy-technological installation for implementing the method of thermal processing of solid fuel. In FIG. 2 shows a connection diagram for three gasifier modules.
Энерготехнологическая установка для переработки твердого топлива содержит плазменный газификатор 1, состоящий из металлического корпуса 2, футерованного огнеупорным кирпичем 3. В нижней боковой стенке газификатора установлены плазмотроны 4. В одной горизонтальной плоскости с плазмотронами выполнена летка 5 для выпуска расплава, оснащенная шиберным затвором 6. В верхней части плазменного газификатора установлена система для загрузки низкосортного топлива, включающая в себя два подвижных один относительно друг друга, конуса 7. В подконусном пространстве выполнен футерованный патрубок 8 отбора синтез газа, соединяющий футерованным трубопроводом 9, через обратный клапан 10, газификатор с высокотемпературным ресивером 11. Высокотемпературный ресивер 11 состоит из герметичного стального корпуса 12, футерованного огнеупорным кирпичем 13. Из ресивева 11 синтез-газ через трубопровод 14 подается к потребителю. An energy-technological installation for processing solid fuel contains a
Летка 5 соединена футерованной канавкой 15 с футерованным накопителем расплава 16, в нижней части которого установлен погружной плазмотрон 17 для продувки расплава окислов металлов (шлаков). В нижнем уровне накопителя 16 установлена летка 18 слива восстановленного металла, а в верхнем уровне летка 19 слива обедненного расплава в стабилизирующий реактор 20. В верхней части реактора 20 установлен стабилизирующий плазмотрон 21, а к нижней части присоединен фидер 22 с электрообогреваемым отверстием 23 для слива расплава. К отверстию 23 пристыкована осадительная колонна 24, в верней части которой установлены под углом к оси струи обедненного расплава, распылительные плазмотроны 25. В нижней части осадительной колонны 24 установлен конвейер 26 для перемещения волокнистых материалов в зону формирования плит (матов) 27. The letka 5 is connected by a lined
Другим исполнением изобретения является фиг. 2, где газификаторы 1 соединены футерованной канавой 15 и общей системой загрузки угля 28. Газификаторы подсоединены к общему высокотемпературному ресиверу 11 через трубопроводы 9 и обратные клапаны 10. Another embodiment of the invention is FIG. 2, where the
Энерготехнологическая установка переработки твердого топлива работает следующим образом. Power engineering installation for processing solid fuel is as follows.
Конвейером 28 низкосортное твердое топливо подают на верхний загрузочный конус 7, после заполнения надконусного пространства, подачу топлива прекращают и пересыпают в межконусное пространство. Одновременно включают плазмотроны 4 для прогрева газификатора 1. После прогрева газификатора до температуры 1300 К опускают нижний конус 7 и пересыпают уголь в газификатор 1. Затем загружают новую порцию топлива на верхний конус 7. Окислительные плазменные струи плазмотронов подают слой топлива, нагревают его и углерод топлива, взаимодействуя с окислительной плазменной струей, имеющей среднемассовую температуру 2500 - 4000 К, переходит в газообразное состояние и в виде CO через патрубок 8 поступает в высокотемпературный ресивер 11. Подаваемая в плазмотрон с плазмообразующим воздухом вода конвертируется на кислород, который дополнительно участвует в окислении веществ, находящихся в топливе, и водород, который в свободном виде или в виде высокомолекулярных соединений типа CnHn в смеси с CO, поступает в ресивер 11. Для придания жидкотекучести образующемуся при газификации углерода топливу, процесс газификации проводят при температуре 1650-1800 К. Нагретый до температуры 1650-1850 К синтез-газ, состоящий из 40-43% CO и 57-60% H2 через патрубок 8, трубопровод 9 и обратный клапан 10 подается в высокотемпературный ресивер 11. Обратный клапан 10 предназначен для запирания трубопровода 9 в момент загрузки газификатора 1 или замены плазмотронов 4. Синтез-газ подается в ресивер 11 за счет давления в диапазоне 6000-15000 Па в газификаторе 1, которое создается плазмотронами 4. Из высокотемпературного ресивера 11 нагретый до температуры 1600-1800 К синтез-газ через трубопровод 14 подается к потребителю.
После окончания процесса газификации угля, открывают шиберный затвор 6 и расплавленное топливо через летку 5 выливают в футерованную канаву 15, по которой расплав поступает в накопитель расплава 16. Одновременно с подачей расплава в накопитель 16 включают погружной плазмотрон 17, генерирующий восстановительную плазменную струю со среднемассовой температурой 3000-4000 К. Плазмотрон 17 установлен у дна накопителя 16, и плазмотрон 17, продувая столб расплава, восстанавливает имеющиеся в нем окислы металлов, например окислы железа и кремния. Температуру расплава при продувке его восстановительной плазмой доводят до величины 2000-2050 К, и при этой температуре интенсивно восстанавливается кремний. Температура восстановления железа значительно ниже и достигает величины 1700-1800 К. Восстановленные металлы через нижнюю летку 18 сливаются в изложницы для потребителя, а обедненный расплав через верхнюю летку 19 сливают в стабилизирующий реактор 20. Стабилизирующим плазмотроном 21 поддерживают температуру обедненного расплава на уровне, обеспечивающем его слив через электрообогреваемые отверстия 23, выполненные в фидере 22. Струя обедненного расплава через отверстия 23 поступает на распылительное плазменное устройство, состоящее из двух плазмотронов 25, расположенных под углом 15-60o к оси струи расплава. Такое размещение плазмотронов позволяет изменять степень воздействия динамического напора плазмы на струю расплава и тем самым получать заданные механические свойства волокон. За счет воздействия плазменной струи на обедненный расплав, формируемые волокна не испытывают термического удара (при раздуве холодным воздухом происходит термический удар и волокна становятся ломкими) и качество волокон повышается. Распыленные плазмотронами волокна оседают в осадительной колонне 24 на сеточный конвейер 26, который выносит волокнистые материалы в зону формирования готовой продукции - потребителю.After the gasification of coal is completed, the slide gate 6 is opened and the molten fuel is poured through the groove 5 into the lined
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA95041534 | 1995-04-04 | ||
| UA95041534/6104 | 1995-04-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96109423A RU96109423A (en) | 1998-08-20 |
| RU2125082C1 true RU2125082C1 (en) | 1999-01-20 |
Family
ID=21689054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96109423A RU2125082C1 (en) | 1995-04-04 | 1996-05-06 | Method and power-process plant for thermally processing solid fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2125082C1 (en) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006075978A1 (en) * | 2005-01-17 | 2006-07-20 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Method for organic fuel plasma-thermal processing and device for carrying out said method |
| WO2006081661A1 (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-10 | Plasco Energy Group Inc. | Coal gasification process and apparatus |
| WO2006104471A1 (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Method for thermally processing domestic wastes and device for carrying out said method |
| WO2007097729A1 (en) * | 2006-02-27 | 2007-08-30 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Power-processing plant for solid fuel heat treatment |
| EA013626B1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-06-30 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Fossil brawn coal, oil shale and other caustobioliths integrated processing |
| RU2422538C2 (en) * | 2009-06-17 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт тепловых металлургических агрегатов и технологий "Стальпроект" | Procedure for metallurgical multi-purpose gasification of solid fuel |
| RU2439129C1 (en) * | 2009-05-27 | 2012-01-10 | Украинский Государственный Научно-Технический Центр По Технологии И Оборудованию, Обработке Металлов, Защите Окружающей Среды И Использованию Вторичных Ресурсов Для Металлургии И Машиностроения "Энергосталь" | Solid organic material gasification plant |
| AU2005237098B2 (en) * | 2005-01-17 | 2012-01-19 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Method for thermal plasma processsing or organic fuel materials as well as an arrangement for carrying out the method |
| US8128728B2 (en) | 2006-05-05 | 2012-03-06 | Plasco Energy Group, Inc. | Gas homogenization system |
| US8306665B2 (en) | 2006-05-05 | 2012-11-06 | Plasco Energy Group Inc. | Control system for the conversion of carbonaceous feedstock into gas |
| US8372169B2 (en) | 2006-05-05 | 2013-02-12 | Plasco Energy Group Inc. | Low temperature gasification facility with a horizontally oriented gasifier |
| US8435315B2 (en) | 2006-05-05 | 2013-05-07 | Plasco Energy Group Inc. | Horizontally-oriented gasifier with lateral transfer system |
| US8690975B2 (en) | 2007-02-27 | 2014-04-08 | Plasco Energy Group Inc. | Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation |
| RU2547084C2 (en) * | 2013-07-05 | 2015-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for metallurgical gasification of solid fuel |
| US9321640B2 (en) | 2010-10-29 | 2016-04-26 | Plasco Energy Group Inc. | Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation |
Citations (1)
| 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 |
-
1996
- 1996-05-06 RU RU96109423A patent/RU2125082C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| 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 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Межвузовский сборник научных трудов. Аппараты высокотемпературной техники. - М.: 1988, с. 63 - 64. Industr. And Engng. Chem. Process Desigh and Developm.", 1966, 5, N 1, 59 - 62. * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2005237098B2 (en) * | 2005-01-17 | 2012-01-19 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Method for thermal plasma processsing or organic fuel materials as well as an arrangement for carrying out the method |
| WO2006075978A1 (en) * | 2005-01-17 | 2006-07-20 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Method for organic fuel plasma-thermal processing and device for carrying out said method |
| WO2006081661A1 (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-10 | Plasco Energy Group Inc. | Coal gasification process and apparatus |
| WO2006104471A1 (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Method for thermally processing domestic wastes and device for carrying out said method |
| RU2293918C1 (en) * | 2005-03-28 | 2007-02-20 | Анатолий Тимофеевич Неклеса | Method and device for heat treatment of domestic waste |
| WO2007097729A1 (en) * | 2006-02-27 | 2007-08-30 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Power-processing plant for solid fuel heat treatment |
| US8128728B2 (en) | 2006-05-05 | 2012-03-06 | Plasco Energy Group, Inc. | Gas homogenization system |
| US8306665B2 (en) | 2006-05-05 | 2012-11-06 | Plasco Energy Group Inc. | Control system for the conversion of carbonaceous feedstock into gas |
| US8372169B2 (en) | 2006-05-05 | 2013-02-12 | Plasco Energy Group Inc. | Low temperature gasification facility with a horizontally oriented gasifier |
| US8435315B2 (en) | 2006-05-05 | 2013-05-07 | Plasco Energy Group Inc. | Horizontally-oriented gasifier with lateral transfer system |
| US9109172B2 (en) | 2006-05-05 | 2015-08-18 | Plasco Energy Group Inc. | Low temperature gasification facility with a horizontally oriented gasifier |
| US8690975B2 (en) | 2007-02-27 | 2014-04-08 | Plasco Energy Group Inc. | Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation |
| EA013626B1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-06-30 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Fossil brawn coal, oil shale and other caustobioliths integrated processing |
| RU2439129C1 (en) * | 2009-05-27 | 2012-01-10 | Украинский Государственный Научно-Технический Центр По Технологии И Оборудованию, Обработке Металлов, Защите Окружающей Среды И Использованию Вторичных Ресурсов Для Металлургии И Машиностроения "Энергосталь" | Solid organic material gasification plant |
| RU2422538C2 (en) * | 2009-06-17 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт тепловых металлургических агрегатов и технологий "Стальпроект" | Procedure for metallurgical multi-purpose gasification of solid fuel |
| US9321640B2 (en) | 2010-10-29 | 2016-04-26 | Plasco Energy Group Inc. | Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation |
| RU2547084C2 (en) * | 2013-07-05 | 2015-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for metallurgical gasification of solid fuel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2125082C1 (en) | Method and power-process plant for thermally processing solid fuel | |
| US4181504A (en) | Method for the gasification of carbonaceous matter by plasma arc pyrolysis | |
| US4141694A (en) | Apparatus for the gasification of carbonaceous matter by plasma arc pyrolysis | |
| CN101278034B (en) | System for the conversion of coal to a gas of specified composition | |
| US20090020456A1 (en) | System comprising the gasification of fossil fuels to process unconventional oil sources | |
| US4052172A (en) | Process for gasifying coal or other carbon containing material | |
| US20120210645A1 (en) | Multi-ring Plasma Pyrolysis Chamber | |
| KR20110052604A (en) | Method and apparatus for producing low-tar syngas from biomass | |
| KR20090036546A (en) | Thermal recirculation system for use with gasifiers | |
| JP2011513517A (en) | Multi-zone carbon conversion system using plasma melting | |
| US20090077889A1 (en) | Gasifier | |
| RU96109423A (en) | METHOD FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL AND ENERGY TECHNOLOGICAL INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| NZ210165A (en) | Gasification of pulverulent carbonaceous starting material | |
| KR20110065962A (en) | Top feed double turn type gasifier | |
| RU2294354C2 (en) | Method of plasma thermal processing of organic fuel and plant for realization of this method | |
| KR20020012289A (en) | Method and device for disposing of waste products | |
| RU2631808C2 (en) | Method of gasifying fuel biomass and device for its implementation | |
| WO2009042744A1 (en) | Gasifier | |
| CN100404652C (en) | Staged gasifier for coal and coke gasification | |
| CN109370657B (en) | Multi-phase material internal cooling gasification furnace | |
| CN219318442U (en) | Dangerous waste treatment plasma gasification furnace | |
| RU2325423C2 (en) | Energy process plant for solid fuel thermal processing | |
| KR100424151B1 (en) | Apparatus for gasfication melting of the variety waste | |
| RU2680135C1 (en) | Device and method of plasma gasification of a carbon-containing material and unit for generation of thermal/electric energy in which the device is used | |
| CN213141936U (en) | Multiphase substance internal cold exciting gasification furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090507 |