RU2409612C1

RU2409612C1 - Apparatus for producing synthetic gas and gasification apparatus

Info

Publication number: RU2409612C1
Application number: RU2009122302/05A
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Савостьянов (RU); Александр Петрович Савостьянов; Николай Николаевич Ефимов (RU); Николай Николаевич Ефимов; Григорий Борисович Нарочный (RU); Григорий Борисович Нарочный; Наталья Васильевна Федорова (RU); Наталья Васильевна Федорова; Вера Григорьевна Бакун (RU); Вера Григорьевна Бакун; Владимир Иванович Паршуков (RU); Владимир Иванович Паршуков; Николай Дмитриевич Земляков (RU); Николай Дмитриевич Земляков; Сергей Витальевич Скубиенко (RU); Сергей Витальевич Скубиенко; Дмитрий Анатольевич Шафорост (RU); Дмитрий Анатольевич Шафорост; Владимир Борисович Ильин (RU); Владимир Борисович Ильин
Priority date: 2009-06-11
Filing date: 2009-06-11
Publication date: 2011-01-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: apparatus for producing synthetic gas has a gasification apparatus 1, a system for supplying additional gaseous reagents 2, a system for outlet of synthetic gas 3, as well as a system for controlling and adjusting process parameters. The gasification apparatus 1 consists of a gasificator 4, whose top part is connected to a loading apparatus 5, and the bottom part to an unloading apparatus 6. The gasificator 4 consists of mixing chambers, gasification chambers with external electrical heating and an expansion chamber. The system for supplying additional gaseous reagents 2 includes an evaporator 40, pressure water tank 41, apparatus for pumping N₂ 42, apparatus for feeding CO₂ 43, apparatus for feeding O₂ 44 and apparatus for feeding H₂ 45.

EFFECT: invention enables to carry out required chemical reactions at a given rate, increases possibility of stabilising carbon combustion.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и химической промышленности и может применяться для производства синтез-газа из угля.The invention relates to the field of energy and the chemical industry and can be used for the production of synthesis gas from coal.

Известна установка для термической переработки веществ под высоким и сверхвысоким давлением (заявка RU №2002135279), содержащая силовой корпус с реакционной зоной и единым факельным сводом, выполненный с химической защитой и внутренним охлаждением, а единый факельный свод снабжен внутренним приводом вертикального перемещения, причем силовой корпус связан вертикальным цилиндрическим питателем, циклично подающим перерабатываемое вещество через шлюзовое устройство с помощью приводного транспортного поршня и подвижной диафрагмы, силовые блоки, радиально расположенные относительно цилиндрического питателя, снабженные системой дренажных труб для ввода в перерабатываемое вещество перед подачей в реакционную зону газообразных и/или жидких катализаторов из подающего сборника или для вывода в выводной сборник газообразных и/или парожидкостных компонентов газификации, и шлюзовое устройство, охватывающее цилиндрический питатель и связанное с основанием силового корпуса для отвода продуктов термической переработки и встречной загрузки реагентов.A known installation for the thermal processing of substances under high and ultrahigh pressure (application RU No. 2002135279), containing a power casing with a reaction zone and a single flare vault, made with chemical protection and internal cooling, and a single flare vault is equipped with an internal vertical drive, and the power casing connected by a vertical cylindrical feeder that cyclically feeds the processed substance through the gateway device using a drive transport piston and a movable diaphragm, power blocs oks radially located relative to the cylindrical feeder, equipped with a drainage pipe system for introducing gaseous and / or liquid catalysts from the feed tank into the reaction zone before feeding gaseous and / or vapor-liquid gasification components into the feed tank, and a lock device covering a cylindrical feeder and associated with the base of the power casing for the removal of thermal processing products and counter loading of reagents.

Недостатками установки являются: единое шлюзовое устройство для отвода продуктов термической переработки и встречной загрузки реагентов, что снижает маневренность установки; отсутствие возможности внешнего нагрева камеры газификации, что уменьшает возможности регулирования температуры в камере газификации; недостаточно разработанная система контроля и регулирования параметров технологического процесса в установке, что снижает возможности получения синтез-газа заданного химического состава и с заданными свойствами.The disadvantages of the installation are: a single lock device for the removal of thermal processing products and on-load reagents, which reduces the maneuverability of the installation; the lack of the possibility of external heating of the gasification chamber, which reduces the possibility of regulating the temperature in the gasification chamber; insufficiently developed system for monitoring and controlling the parameters of the technological process in the installation, which reduces the possibility of producing synthesis gas of a given chemical composition and with desired properties.

Известна установка для воспламенения и стабилизации горения водоугольного топлива в топке (заявка RU №72410), содержащая резервуар водоугольного топлива, трубопроводы подачи водоугольного топлива, топку с установленными в горелочных устройствах факельного сжигания вихревого типа форсунками факельного сжигания водоугольного топлива, предтопок с низкотемпературным кипящим слоем инертного материала с форсунками кипящего слоя для подачи используемого для розжига топки диспергированного воздухом угля, трубопровод вторичного - тангенциального подвода воздуха в горелочное устройство, трубопровод подачи первичного воздуха в горелочное устройство, трубопровод подачи воздуха на форсунки факельного сжигания, трубопровод подачи воздуха в предтопок низкотемпературного кипящего слоя, трубопровод подачи воздуха на форсунки кипящего слоя, воздухоподогреватель, огневые трубы, трубопровод отвода продуктов сгорания, причем огневые трубы снабжены регуляторами, смонтированными перед горелочными устройствами для распределения продуктов сгорания угля из предтопка низкотемпературного кипящего слоя в горелочные устройства.A known installation for ignition and stabilization of combustion of coal-water fuel in a firebox (application RU No. 72410), comprising a reservoir of coal-water fuel, pipelines for supplying coal-water fuel, a furnace with torch-burning nozzles for burning coal-water fuel, burners with a low-temperature boiling layer, and a preheater with a low-temperature boiling layer material with fluidized bed nozzles for supplying coal dispersed by air used for ignition of the furnace, secondary pipe - tangential air supply to the burner device, the primary air supply pipe to the burner device, the air supply pipe to the flare burner nozzles, the air supply pipe to the preheater of the low-temperature fluidized bed, the air supply pipe to the fluidized-bed nozzles, an air heater, fire tubes, the exhaust pipe, moreover, the fire tubes are equipped with regulators mounted in front of the burner devices for the distribution of coal combustion products from the pre-furnace low temperature molecular weight of the fluidized bed in the burners.

Недостатками установки являются: возможность работы только при давлении, близком к атмосферному, отсутствие возможности дополнительного (внешнего) нагрева камеры газификации, ограниченные возможности ввода дополнительных реагентов в камеру газификации. Все эти факторы в комплексе снижают возможности стабилизации горения угля.The disadvantages of the installation are: the ability to work only at pressures close to atmospheric, the lack of the possibility of additional (external) heating of the gasification chamber, the limited possibilities of introducing additional reagents into the gasification chamber. All these factors in combination reduce the possibility of stabilizing the combustion of coal.

Известно устройство для газификации углеродсодержащих конденсированных топлив (патент на изобретение РФ №2347139), содержащее газификатор шахтного типа с верхней загрузкой, снабженный средствами загрузки топлива в рабочую зону газификатора, средствами подачи кислородсодержащего газифицирующего агента, средствами вывода получаемого газа, средствами выгрузки твердых продуктов переработки из рабочей зоны газификатора, а также средствами контроля температур в рабочей зоне. Кроме того, в устройство введено средство выравнивания значений расхода топлива по поперечному сечению газификатора, выход которого расположен на расстоянии L_B=(0,2-0,75)L_PS от нижней границы рабочей зоны газификатора, где L_PS - длина рабочей зоны газификатора.A device for gasification of carbon-containing condensed fuels is known (patent for the invention of the Russian Federation No. 2347139), comprising a top-loading shaft type gasifier equipped with means for loading fuel into the working area of the gasifier, means for supplying an oxygen-containing gasifying agent, means for withdrawing the produced gas, and means for unloading solid products from the working area of the gasifier, as well as means of temperature control in the working area. In addition, a device has been introduced into the device for equalizing fuel consumption values over the cross section of the gasifier, the output of which is located at a distance L _B = (0.2-0.75) L _PS from the lower boundary of the working zone of the gasifier, where L _PS is the length of the working zone of the gasifier .

Недостатками данной установки являются невозможность ее эксплуатации при повышенных давлениях и температурах, а также отсутствие шлюзовых камер, снабженных сбросными газовыми трубками и холодильниками, на средствах загрузки топлива в рабочую зону газификатора и средствах выгрузки твердых продуктов переработки из рабочей зоны газификатора.The disadvantages of this installation are the impossibility of its operation at elevated pressures and temperatures, as well as the absence of lock chambers equipped with exhaust gas pipes and refrigerators, on the means of loading fuel into the working area of the gasifier and the means for unloading solid processed products from the working area of the gasifier.

Известна установка для газификации твердого топлива (патент на изобретение РФ №2307864), принятая за прототип, включающая футерованную камеру для газификации сырья (газификатор), содержащую колосниковую решетку, расположенную внизу камеры, фурмы для подачи газифицирующего агента (подводные трубки), содержащего кислород, и выходное отверстие для выпуска продукт-газа (синтез-газа) с отводной трубкой, зольник для сбора остатка с выходным отверстием для его выпуска, устройство для загрузки сырья (загрузочное устройство) в зону питания камеры, расположенное вверху камеры, и устройство выгрузки (разгрузочное устройство) остатка из зольника, отличающаяся тем, что камера дополнительно содержит футерованный кольцеобразный транспортный канал для поступления сырья в зону питания, расположенный внутри камеры, при этом его нижний конец находится ниже колосниковой решетки, а верхний - на уровне ниже зоны питания, расположенной вверху камеры, устройство для загрузки сырья выполнено в виде шнека или винта, расположенного внутри транспортного канала, с приводом для перемещения сырья по транспортному каналу снизу вверх, при этом шнек или винт не доходит до верхнего конца транспортного канала на уровень, достаточный для образования из загружаемого сырья пробки в транспортном канале для его газонепроницаемости, а устройство выгрузки остатка из зольника выполнено в виде выпускной трубы с винтом или шнеком, установленным внутри трубы, и приводом, при этом шнек или винт не доходит до выпускного конца трубы на уровень, достаточный для образования пробки из выводимого остатка в трубе для ее газонепроницаемости.A known installation for gasification of solid fuel (patent for the invention of the Russian Federation No. 2307864), adopted as a prototype, including a lined chamber for gasification of raw materials (gasifier), containing a grate, located at the bottom of the chamber, tuyeres for supplying a gasifying agent (underwater tubes) containing oxygen, and an outlet for discharging a product gas (synthesis gas) with an outlet pipe, an ash pan for collecting the residue with an outlet for discharging it, a device for loading raw materials (loading device) into the chamber feed zone, located at the top of the chamber, and the device for unloading (unloading device) the remainder from the ash pan, characterized in that the chamber further comprises a lined annular transport channel for the supply of raw materials to the feed zone located inside the chamber, while its lower end is below the grate, and the upper at a level below the power zone located at the top of the chamber, the device for loading raw materials is made in the form of a screw or screw located inside the transport channel, with a drive for moving raw materials through downstream channel, while the screw or screw does not reach the upper end of the transport channel to a level sufficient to form a plug in the transport channel from the feed material for gas tightness, and the device for unloading the residue from the ash pan is made in the form of an exhaust pipe with a screw or screw, installed inside the pipe and the drive, while the screw or screw does not reach the outlet end of the pipe to a level sufficient to form a plug from the output residue in the pipe for its gas impermeability.

Недостатками данной установки являются выполнение устройства для загрузки сырья и устройства для выгрузки остатка из зольника в виде шнека или винта, что требует расхода дополнительной энергии на привод винта и снижает маневренность установки, размещение устройства для загрузки сырья непосредственно внутри камеры для газификации, что требует применения жаростойких материалов, снижает возможности работы установки при высоких температурах и давлениях, меняет аэродинамику в камере для газификации.The disadvantages of this installation are the implementation of a device for loading raw materials and a device for unloading the remainder from the ash pan in the form of a screw or screw, which requires additional energy to be used to drive the screw and reduces the maneuverability of the installation, placing the device for loading raw materials directly inside the gasification chamber, which requires the use of heat-resistant materials, reduces the operation of the installation at high temperatures and pressures, changes the aerodynamics in the chamber for gasification.

Предпосылками создания предлагаемого изобретения являются следующие факторы. В последние годы для сжигания с целью получения электрической и тепловой энергии все шире используются низкореакционные высокозольные угли, прямое сжигание которых связано со значительными трудностями. В то же время разработан ряд методов получения из углеводородного газообразного сырья жидких моторных топлив и других химически ценных продуктов. Поэтому получение из углей углеводородного горючего синтез-газа позволит решить комплекс проблем в энергетике и химической промышленности.The prerequisites for the creation of the invention are the following factors. In recent years, low-reaction high-ash coals have been increasingly used for burning in order to obtain electric and thermal energy, the direct burning of which is associated with considerable difficulties. At the same time, a number of methods have been developed for the production of liquid motor fuels and other chemically valuable products from hydrocarbon gas raw materials. Therefore, the production of coal hydrocarbon combustible synthesis gas will solve a complex of problems in the energy and chemical industries.

Задачей, решаемой в предлагаемом изобретении установки для производства синтез-газа, является производство под давлением от 0,8 до 3 МПа и при температурах до 950°С из углей различного качества синтез-газа, обогащенного водородом и высокоэнтальпийным водяным паром и имеющего необходимые энергетические и химические характеристики.The problem to be solved in the present invention, a plant for the production of synthesis gas, is the production under pressure from 0.8 to 3 MPa and at temperatures up to 950 ° C from coals of different quality synthesis gas, enriched with hydrogen and high enthalpy water vapor and having the necessary energy and chemical characteristics.

Технический результат применения предлагаемого изобретения установки для производства синтез-газа заключается в том, что:The technical result of the application of the proposed invention of the installation for the production of synthesis gas is that:

- благодаря наличию различных шлюзовых камер для загрузки угля и отвода золошлаковых материалов повышается маневренность установки;- thanks to the presence of various lock chambers for loading coal and removing ash and slag materials, the maneuverability of the installation increases;

- наличие внешнего нагрева камеры газификации повышает возможности регулирования температуры в камере газификации;- the presence of external heating of the gasification chamber increases the ability to control the temperature in the gasification chamber;

- предлагаемое изобретение оснащено развитой системой контроля и регулирования параметров технологического процесса в установке, что повышает возможности получения синтез-газа заданного химического состава и с заданными свойствами;- the present invention is equipped with a developed system for monitoring and controlling process parameters in the installation, which increases the possibility of producing synthesis gas of a given chemical composition and with desired properties;

- установка может работать при высоких давлениях (0,8-3 МПа) и при температурах до 950°С, что позволяет осуществлять требуемые химические реакции с заданной скоростью;- the installation can operate at high pressures (0.8-3 MPa) and at temperatures up to 950 ° C, which allows you to carry out the required chemical reactions at a given speed;

- имеется возможность ввода дополнительных реагентов в камеру газификации, что увеличивает управляемость, вариативность установки;- there is the possibility of introducing additional reagents into the gasification chamber, which increases the controllability, variability of the installation;

- кроме того, все указанные факторы в комплексе увеличивают возможности стабилизации горения угля.- in addition, all of these factors in the complex increase the possibility of stabilizing the combustion of coal.

Технический результат достигается с помощью установки для производства синтез-газа, содержащей установку газификации, систему подвода дополнительных газофазных реагентов и систему отвода синтез-газа, систему контроля и регулирования параметров технологического процесса, причем установка газификации состоит из газификатора, к верхней части которого подключено загрузочное устройство, а к нижней части подключено разгрузочное устройство, при этом система отвода синтез-газа подключена к установке газификации в верхней части газификатора, а система подвода дополнительных газофазных реагентов подключена к установке газификации 1 в нижней части газификатора.The technical result is achieved using a plant for the production of synthesis gas, comprising a gasification unit, a system for supplying additional gas-phase reagents and a system for extracting synthesis gas, a process control and regulation system, the gasification unit consisting of a gasifier, to the top of which a loading device is connected and an unloading device is connected to the lower part, while the synthesis gas removal system is connected to the gasification unit in the upper part of the gasifier ra, and the system for supplying additional gas-phase reagents is connected to the gasification unit 1 in the lower part of the gasifier.

К установке для производства синтез-газа разработана установка газификации.A gasification unit has been developed for a plant for the production of synthesis gas.

Задачей, решаемой в предлагаемом изобретении установки газификации, является осуществление под давлением от 0,8 до 3 МПа и при температурах до 950°С газификации углей различного качества и, с учетом поступающих дополнительных газофазных реагентов, производство синтез-газа, обогащенного водородом и имеющего необходимые энергетические и химические характеристики.The task to be solved in the present invention of a gasification unit is the implementation of gasification of coals of various quality under pressure from 0.8 to 3 MPa and at temperatures up to 950 ° C and, taking into account incoming additional gas-phase reagents, the production of synthesis gas enriched with hydrogen and having the necessary energy and chemical characteristics.

Технический результат применения установки газификации в составе установки для производства синтез-газа заключается в том, что:The technical result of the installation of gasification in the installation for the production of synthesis gas is that:

- имеется возможность ввода дополнительных реагентов в камеру газификации, что увеличивает управляемость и вариативность установки;- there is the possibility of introducing additional reagents into the gasification chamber, which increases the controllability and variability of the installation;

- все указанные факторы в комплексе увеличивают возможности стабилизации горения угля.- all these factors in the complex increase the possibility of stabilizing the combustion of coal.

Указанный технический результат применения установки газификации в составе установки для производства синтез-газа достигается за счет того, что установка газификации содержит газификатор, загрузочное устройство с загрузочной воронкой и загрузочной трубкой, разгрузочное устройство с разгрузочной трубкой, подводные трубки газофазных реагентов и главную отводную газовую трубку, а также содержит систему контроля и регулирования параметров технологического процесса. Газификатор состоит из камеры смешения, камеры газификации и расширительной камеры. Камера смешения, снабженная первой подводной трубкой газофазных реагентов, соединена с камерой газификации и в нижней части переходит в разгрузочное устройство. Камера газификации переходит в верхней своей части в расширительную камеру, а в нижней своей части снабжена второй подводной трубкой газофазных реагентов. Камера газификации, выполненная с внешним электронагревом, и расширительная камера покрыты теплоизоляцией. На верхнюю часть расширительной камеры установлена заглушка с вмонтированными загрузочным устройством подачи угля и главной отводной газовой трубкой. Загрузочное устройство также содержит верхнюю шлюзовую камеру между загрузочной воронкой и загрузочной трубкой, отделенную первым верхним и первым нижним шаровыми кранами и снабженную первой сбросной газовой трубкой, а также водяной холодильник на загрузочной трубке. Разгрузочное устройство 6 также содержит золовой бункер, нижнюю шлюзовую камеру между разгрузочной трубкой и золовым бункером, отделенную вторым верхним и вторым нижним шаровыми кранами и снабженную второй сбросной газовой трубкой, а также водяной холодильник на разгрузочной трубке.The specified technical result of using the gasification unit as part of the synthesis gas production unit is achieved due to the fact that the gasification unit contains a gasifier, a loading device with a loading funnel and a loading pipe, an unloading device with a discharge pipe, subsea gas-phase reagents and a main gas outlet pipe, and also contains a system for monitoring and controlling process parameters. The gasifier consists of a mixing chamber, a gasification chamber and an expansion chamber. The mixing chamber, equipped with a first underwater tube of gas-phase reagents, is connected to the gasification chamber and at the bottom passes to the unloading device. The gasification chamber passes in its upper part into an expansion chamber, and in its lower part is equipped with a second underwater tube of gas-phase reagents. The gasification chamber, made with external electric heating, and the expansion chamber are covered with thermal insulation. On the upper part of the expansion chamber, a plug with mounted coal loading device and a main gas outlet pipe is installed. The loading device also comprises an upper lock chamber between the loading funnel and the loading tube, separated by the first upper and first lower ball valves and provided with a first discharge gas pipe, as well as a water cooler on the loading pipe. The discharge device 6 also includes an ash bin, a lower lock chamber between the discharge pipe and the ash bin, separated by a second upper and second lower ball valves and equipped with a second discharge gas pipe, as well as a water cooler on the discharge pipe.

На фиг.1 представлена укрупненная структурная схема установки для производства синтез-газа и установки газификации, на фиг.2 - технологическая схема установки для производства синтез-газа, включающая установку газификации, а на фиг.3 - технологическая схема установки газификации, где установка для производства синтез-газа содержит установку газификации 1, систему подвода дополнительных газофазных реагентов 2 и систему отвода синтез-газа 3, систему контроля и регулирования параметров технологического процесса (не обозначена, но показана в виде измерительных приборов, регулирующих устройств и арматуры), причем установка газификации 1 состоит из газификатора 4, к верхней части которого подключено загрузочное устройство 5, а к нижней части подключено разгрузочное устройство 6, при этом система отвода синтез-газа 3 подключена к установке газификации 1 в верхней части газификатора 4, а система подвода дополнительных газофазных реагентов 2 подключена к установке газификации 1 в нижней части газификатора 4.Figure 1 presents an enlarged structural diagram of a plant for the production of synthesis gas and gasification plant, figure 2 is a process diagram of a plant for the production of synthesis gas, including a gasification plant, and figure 3 is a process diagram of a gasification plant, where the installation for the production of synthesis gas comprises a gasification unit 1, a system for supplying additional gas-phase reagents 2 and a system for withdrawing synthesis gas 3, a system for monitoring and controlling process parameters (not indicated, but shown in in the form of measuring instruments, control devices and fittings), and the gasification unit 1 consists of a gasifier 4, to the top of which a loading device 5 is connected, and a discharge device 6 is connected to the lower part, while the synthesis gas removal system 3 is connected to the gasification unit 1 in the upper part of the gasifier 4, and the system for supplying additional gas-phase reagents 2 is connected to the gasification unit 1 in the lower part of the gasifier 4.

Газификатор 4, являющийся главной частью установки газификации 1, состоит из камеры смешения 7, камеры газификации 8 и расширительной камеры 9. Камера смешения 7, снабженная первой подводной трубкой газофазных реагентов 10, соединена в верхней своей части с камерой газификации 8, а в нижней части переходит в разгрузочное устройство 6. Камера газификации 8, выполненная с внешним электронагревом, в качестве которого использована первая печь 11, переходит в верхней своей части в расширительную камеру 9. Камера газификации 8 и расширительная камера 9 совместно с первой печью 11 покрыты теплоизоляцией 12. Камера газификации 8 в нижней своей части ниже уровня теплоизоляции 12 снабжена второй подводной трубкой газофазных реагентов 13. На верхнюю часть расширительной камеры 9 установлена первая заглушка 14, через центральную часть которой вмонтировано загрузочное устройство 5 подачи угля, нижним концом размещенное в центре расширительной камеры 9. Также в центральную часть первой заглушки 14 расширительной камеры 9 газификатора 4 вмонтирована первая термопара 15, размещенная рабочим концом в центральной части камеры газификации 8 газификатора 4. К первой термопаре 15 и первой печи 11 подключен первый регулятор температуры 16. Также в первую заглушку 14, вблизи стенки расширительной камеры 9, заканчиваясь на уровне нижнего края первой заглушки 14, вмонтирована главная отводная газовая трубка 17 газификатора 4 установки газификации 1.The gasifier 4, which is the main part of the gasification unit 1, consists of a mixing chamber 7, a gasification chamber 8 and an expansion chamber 9. The mixing chamber 7, equipped with a first underwater tube of gas-phase reagents 10, is connected in its upper part to the gasification chamber 8, and in the lower part goes to the unloading device 6. The gasification chamber 8, made with external electric heating, which is used as the first furnace 11, passes in its upper part into the expansion chamber 9. The gasification chamber 8 and the expansion chamber 9 together with the first furnace 11 are covered with thermal insulation 12. The gasification chamber 8 in its lower part below the level of thermal insulation 12 is equipped with a second underwater tube of gas-phase reagents 13. The first plug 14 is installed on the upper part of the expansion chamber 9, through which the coal loading device 5 is mounted, the lower end is located in the center of the expansion chamber 9. Also in the central part of the first plug 14 of the expansion chamber 9 of the gasifier 4 is mounted the first thermocouple 15, placed by the working end in the center the first part of the gasification chamber 8 of the gasifier 4. The first temperature controller 16 is connected to the first thermocouple 15 and the first furnace 11. Also, the main gas outlet pipe 17 of the gasifier is mounted in the first plug 14, near the wall of the expansion chamber 9, ending at the level of the lower edge of the first plug 14. 4 gasification units 1.

Загрузочное устройство 5, являющееся составной частью установки газификации 1, состоит из загрузочной воронки 18, верхней шлюзовой камеры 19 и загрузочной трубки 20. Верхняя шлюзовая камера 19, снабженная первой сбросной газовой трубкой 21 с первым сбросным вентилем 22, в верхней своей части соединена с воронкой 18 загрузочного устройства 5, а в нижней части - с загрузочной трубкой 20, между верхней шлюзовой камерой 19 и загрузочной воронкой 18 установлен первый верхний шаровой кран 23, между верхней шлюзовой камерой 19 и загрузочной трубкой 20 установлен первый нижний шаровой кран 24. Между первым нижним шаровым краном 24 и первой заглушкой 14 загрузочная трубка 20 проходит через первый водяной холодильник 25, содержащий первую подводную водяную трубку 26 с первым регулировочным вентилем 27 и первую отводную водяную трубку 28.The loading device 5, which is part of the gasification unit 1, consists of a loading funnel 18, an upper lock chamber 19 and a loading tube 20. The upper lock chamber 19, equipped with a first discharge gas pipe 21 with a first relief valve 22, is connected in its upper part to a funnel 18 of the loading device 5, and in the lower part with the loading tube 20, between the upper lock chamber 19 and the loading funnel 18, a first upper ball valve 23 is installed, between the upper lock chamber 19 and the loading tube 20 is installed n the first lower ball valve 24. Between the first lower ball valve 24 and the first plug 14, the loading tube 20 passes through a first water cooler 25 containing a first underwater water pipe 26 with a first control valve 27 and a first outlet water pipe 28.

Разгрузочное устройство 6, являющееся составной частью установки газификации 1, состоит из разгрузочной трубки 29, нижней шлюзовой камеры 30 и золового бункера 31. Разгрузочная трубка 29, проходящая через второй водяной холодильник 32, содержащий вторую подводную водяную трубку 33 со вторым регулировочным вентилем 34 и вторую отводную водяную трубку 35, соединена в верхней своей части с нижней частью камеры смешения 7, а в нижней части - с нижней шлюзовой камерой 30, снабженной второй сбросной газовой трубкой 36 со вторым сбросным вентилем 37. Между разгрузочной трубкой 29 и нижней шлюзовой камерой 30 установлен второй верхний шаровой кран 38, а в нижней части нижней шлюзовой камеры 30 установлен второй нижний шаровой кран 39, отделяющий нижнюю шлюзовую камеру 30 от установленного под ней золового бункера 31.The discharge device 6, which is part of the gasification unit 1, consists of a discharge pipe 29, a lower lock chamber 30 and an ash bin 31. The discharge pipe 29 passing through a second water cooler 32, comprising a second underwater water pipe 33 with a second control valve 34 and a second the outlet water pipe 35 is connected in its upper part to the lower part of the mixing chamber 7, and in the lower part to the lower lock chamber 30, equipped with a second discharge gas pipe 36 with a second discharge valve 37. Between gruzochnoy tube 29 and the lower lock chamber 30 is mounted a second upper ball valve 38, and the bottom portion of the bottom of the sluice chamber 30 has a second lower ball valve 39 that separates the bottom of the sluice chamber 30 installed underneath the ash hopper 31.

Система подвода дополнительных газофазных реагентов 2 состоит из испарителя (парогенератора) 40, напорного водяного бака 41, устройства для нагнетания N₂ 42, устройства подачи СО₂ 43, устройства подачи O₂ 44, устройства подачи Н₂ 45. Испаритель 40, выполненный с внешним электронагревом, в качестве которого выступает вторая печь 46, совместно со второй печью 46 покрыт теплоизоляцией 47 и имеет в верхней своей части отводную паровую трубку 48, снабженную первым обратным клапаном 49 и подсоединенную после первого обратного клапана 49 к главной подводной газовой трубке 50 системы подвода дополнительных газофазных реагентов 2. В нижней части испарителя 40 вмонтирована вторая термопара 51, размещенная рабочим концом внутри испарителя 40 вблизи его стенки. Ко второй термопаре 51 и второй печи 46 испарителя 40 подключен второй регулятор температуры 52. Напорный водяной бак 41, в верхней своей части закрытый пробкой 53, в нижней части имеет отводную напорную водяную трубку 54, снабженную третьим регулировочным вентилем 55, первым ротаметром 56 и соединенную с нижней частью испарителя 40. Устройство для нагнетания N₂ 42 состоит из газового баллона N₂ 57 с присоединенной к нему главной отводной трубкой N₂ 58, снабженной первым редуктором 59 и разделяющейся после первого редуктора 59 на три отводные трубки N₂, соответственно 60, 61 и 62. Первая отводная трубка N₂ 60, снабженная четвертым регулировочным вентилем 63, присоединена к верхней части напорного водяного бака 41. Вторая отводная трубка N₂ 61, снабженная пятым регулировочным вентилем 64, соединяется с главной подводной газовой трубкой 50 системы подвода дополнительных газофазных реагентов 2. Третья отводная трубка N₂ 62, снабженная шестым регулировочным вентилем 65, подключена через второй обратный клапан 66 к регулятору давления 67 на второй отводной газовой трубке 68. Устройство подачи CO₂ 43 состоит из газового баллона CO₂ 69 с присоединенной к нему отводной трубкой CO₂ 70, снабженной по ходу CO₂ вторым редуктором 71, седьмым регулировочным вентилем 72, вторым ротаметром 73 и третьим обратным клапаном 74. Устройство подачи O₂ 44 состоит из газового баллона O₂ 75 с присоединенной к нему отводной трубкой O₂ 76, снабженной по ходу O₂ третьим редуктором 77, восьмым регулировочным вентилем 78, третьим ротаметром 79 и четвертым обратным клапаном 80. Отводная трубка CO₂ 70 за третьим обратным клапаном 74 и отводная трубка O₂ 76 за четвертым обратным клапаном 80 подсоединяются к главной подводной газовой трубке 50, которая началом соединена с отводной трубкой CO₂ 70 и отводной трубкой O₂ 76, а концом подключена к первой подводной трубке газофазных реагентов 10 камеры смешения 7 газификатора 4. К главной подводной газовой трубке 50 между ее началом и концом по ходу газа присоединяется отводная паровая трубка 48, а затем вторая отводная трубка N₂ 61. Устройство подачи Н₂ 45 состоит из газового баллона Н₂ 81 с присоединенной к нему отводной трубкой Н₂ 82, снабженной по ходу Н₂ четвертым редуктором 83, девятым регулировочным вентилем 84, четвертым ротаметром 85 и пятым обратным клапаном 86 и подключенной другим концом ко второй подводной трубке газофазных реагентов 13 камеры газификации 8 газификатора 4.The system for supplying additional gas-phase reagents 2 consists of an evaporator (steam generator) 40, a pressure water tank 41, a device for pumping N ₂ 42, a device for supplying CO ₂ 43, a device for feeding O ₂ 44, and a device for feeding H ₂ 45. The evaporator 40 is made with an external electric heating, which is the second furnace 46, together with the second furnace 46 is covered with thermal insulation 47 and has in its upper part a steam outlet pipe 48, equipped with a first non-return valve 49 and connected after the first non-return valve 49 to the main underwater oic tube system 50 for supplying additional gas-phase reactant 2. In the lower part of the evaporator 40 is mounted a second thermocouple 51 placed inside the working end of the evaporator 40 close to its wall. A second temperature controller 52 is connected to the second thermocouple 51 and the second furnace 46 of the evaporator 40. The pressure water tank 41, in its upper part closed by a plug 53, has a discharge pressure water pipe 54 in the lower part, equipped with a third control valve 55, a first flowmeter 56 and connected with the lower part of the evaporator 40. The device for injection N ₂ 42 consists of a gas cylinder N ₂ 57 with a main exhaust pipe N ₂ 58 connected to it, equipped with a first reducer 59 and divided after the first reducer 59 into three outlet tubes N ₂ , co 60, 61, and 62, respectively. The first exhaust pipe N ₂ 60 provided with a fourth control valve 63 is connected to the upper part of the pressure water tank 41. The second exhaust pipe N ₂ 61 equipped with a fifth control valve 64 is connected to the main underwater gas pipe 50 of the system supplying additional gas-phase reactant 2. The third branch tube 62 n _2, equipped with a sixth control valve 65 is connected through the second check valve 66 to the pressure regulator 67 to the second gas discharge tube 68. The CO ₂ supply device 43 consists of m ovogo CO ₂ cylinder 69 attached thereto CO ₂ extraction pipe 70 provided with CO ₂ during the second reduction gear 71, the seventh control valve 72, rotameter 73 and a second check valve 74. The third feeding apparatus 44 O ₂ consists of the O ₂ gas cylinder 75 with an O ₂ 76 outlet pipe attached thereto, provided with a third gear 77 along the O ₂ , an eighth control valve 78, a third rotameter 79 and a fourth check valve 80. A CO ₂ 70 discharge pipe behind the third non-return valve 74 and an O ₂ 76 discharge pipe behind fourth check valve 80 connecting tsya to main subsea gas tube 50 which is connected to the beginning of the discharge tube 70 CO ₂ and O ₂ extraction pipe 76, a first end connected to the underwater gas phase reactants tube 10 of the mixing chamber 7 gasifier 4. subsea main gas pipe 50 between the beginning and the outlet steam pipe 48 and then the second outlet pipe N ₂ 61 are connected by the end along the gas. The supply device H ₂ 45 consists of a gas cylinder H ₂ 81 with an attached outlet pipe H ₂ 82 equipped with a fourth gear 83 along the direction of H ₂ , ninth adjustment with a thread 84, a fourth rotameter 85 and a fifth check valve 86 and connected at the other end to the second underwater tube of the gas-phase reagents 13 of the gasification chamber 8 of the gasifier 4.

Система отвода синтез-газа 3 состоит из сепаратора-холодильника 87 с присоединенными к нему первой отводной газовой трубкой 88, второй отводной газовой трубкой 68 и отводной конденсатной трубкой 89. Сепаратор-холодильник 87 цилиндрической формы, конически сужающийся книзу и имеющий в своей верхней части вторую заглушку 90, помещен в водяную рубашку 91, снабженную третьей подводной водяной трубкой 92, оснащенной десятым регулировочным вентилем 93, и третьей отводной водяной трубкой 94. Во вторую заглушку 90 сепаратора-холодильника 87 вмонтирована третья термопара 95, размещенная рабочим концом в центральной части сепаратора-холодильника 87. К третьей термопаре 95 подключен потенциометр 96, например показывающий. Первая отводная газовая трубка 88, проходящая через третий водяной холодильник 97, содержащий четвертую подводную водяную трубку 98 с одиннадцатым регулировочным вентилем 99 и четвертую отводную водяную трубку 100, подключена первым концом по ходу синтез-газа к главной отводной газовой трубке 17 газификатора 4 установки газификации 1, а вторым концом первая отводная газовая трубка 88 вмонтирована в центральную часть второй заглушки 90 сепаратора-холодильника 87, заканчиваясь в центральной части сепаратора-холодильника 87. Между главной отводной газовой трубкой 17 газификатора 4 и третьим водяным холодильником 97 к первой отводной газовой трубке 88 присоединена третья сбросная газовая трубка 101, снабженная первым предохранительным клапаном 102. Между третьим водяным холодильником 97 и второй заглушкой 90 сепаратора-холодильника 87 к первой отводной газовой трубке 88 присоединена первая отводная измерительная газовая трубка 103, снабженная двенадцатым регулировочным вентилем 104 и подключенная другим концом к манометру 105. Вторая отводная газовая трубка 68 первым концом по ходу газа вмонтирована в верхней части стенки сепаратора-холодильника 87 ниже второй заглушки 90 и выше водяной рубашки 91, заканчиваясь на уровне стенки сепаратора-холодильника 87, а вторым концом уходит в систему сбора, очистки и переработки синтез-газа. По ходу синтез-газа от сепаратора-холодильника 87 ко второй отводной газовой трубке 68 присоединены: вторая отводная измерительная газовая трубка 106, снабженная тринадцатым регулировочным вентилем 107, затем регулятор давления 67 с подключенной к нему третьей отводной трубкой N₂ 62, затем вмонтированы четырнадцатый регулировочный вентиль 108, второй предохранительный клапан 109, и далее подключен газовый счетчик 110. Отводная конденсатная трубка 89 присоединена к сепаратору-холодильнику 87 в самом нижнем его сечении и снабжена пятнадцатым регулировочным вентилем 111.The synthesis gas removal system 3 consists of a cooler separator 87 with a first exhaust gas pipe 88 connected thereto, a second exhaust gas pipe 68 and a condensate drain pipe 89. The separator cooler 87 is cylindrical in shape, tapering conically downward and having a second in its upper part a plug 90 is placed in a water jacket 91 equipped with a third underwater water pipe 92, equipped with a tenth control valve 93, and a third bypass water pipe 94. In the second plug 90 of the separator-cooler 87 is mounted tya thermocouple 95 placed in the working end of the central part of the separator-cooler 87. A third thermocouple 95 connected to the potentiometer 96 for example showing. The first exhaust gas pipe 88 passing through the third water cooler 97, containing the fourth underwater water pipe 98 with the eleventh control valve 99 and the fourth exhaust water pipe 100, is connected by the first end along the synthesis gas to the main exhaust gas pipe 17 of the gasifier 4 of the gasification unit 1 and the second end of the first exhaust gas pipe 88 is mounted in the Central part of the second plug 90 of the separator-cooler 87, ending in the Central part of the separator-cooler 87. Between the main outlet with a gas pipe 17 of gasifier 4 and a third water cooler 97, a third exhaust gas pipe 101 is connected to the first exhaust gas pipe 88, provided with a first safety valve 102. Between the third water cooler 97 and the second plug 90 of the cooler separator 87, the first gas pipe 88 is connected a gas outlet pipe 103 provided with a twelfth control valve 104 and connected at the other end to a pressure gauge 105. A second gas outlet pipe 68 with a first end along the gas Hovhan in the upper part of the wall of the separator-cooler 87 is below the second plug 90 and above the water jacket 91, ending at the level of the separator-cooler wall 87 and second end goes into collection system, purification and processing of synthesis gas. In the course of the synthesis gas from the separator-cooler 87 to the second exhaust gas pipe 68 are connected: a second exhaust gas measuring tube 106, equipped with a thirteenth control valve 107, then a pressure regulator 67 with a third exhaust pipe N ₂ 62 connected to it, then the fourteenth regulating valve is mounted valve 108, a second safety valve 109, and then a gas meter 110 is connected. A condensate drain pipe 89 is connected to the cooler separator 87 in its lowest section and is equipped with a fifteenth adjustable paid-valve 111.

В установке для производства синтез-газа имеется система контроля и регулирования параметров технологического процесса в установке, представляющая собой измерительные приборы, регулирующие устройства и арматуру: термопары, регуляторы температуры, потенциометр, манометр, регулятор давления, ротаметры, газовый счетчик, обратные клапаны, предохранительные клапаны, сбросные вентили, регулировочные вентили, редукторы, шаровые краны.The installation for the production of synthesis gas has a system for monitoring and regulating the parameters of the technological process in the installation, which consists of measuring devices, regulating devices and fittings: thermocouples, temperature regulators, potentiometer, pressure gauge, pressure regulator, rotameters, gas meter, non-return valves, safety valves , relief valves, control valves, gearboxes, ball valves.

Установка газификации 1, представленная на фиг.3, состоит из газификатора 4, к верхней части которого подключено загрузочное устройство 5, а к нижней части подключено разгрузочное устройство 6.The gasification unit 1, shown in FIG. 3, consists of a gasifier 4, to the top of which a loading device 5 is connected, and a discharge device 6 is connected to the lower part.

Газификатор 4, являющийся главной частью установки газификации 1, состоит из камеры смешения 7, камеры газификации 8 и расширительной камеры 9. Камера смешения 7, снабженная первой подводной трубкой 10, соединена в верхней своей части с камерой газификации 8, а в нижней части переходит в разгрузочное устройство 6. Камера газификации 8, выполненная с внешним электронагревом, в качестве которого использована первая печь 11, переходит в верхней своей части в расширительную камеру 9. Камера газификации 8 и расширительная камера 9 совместно с первой печью 11 покрыты теплоизоляцией 12. Камера газификации 8 в нижней своей части ниже уровня теплоизоляции 12 снабжена второй подводной трубкой газофазных реагентов 13. На верхнюю часть расширительной камеры 9 установлена первая заглушка 14, через центральную часть которой вмонтировано загрузочное устройство 5 подачи угля, нижним концом размещенное в центре расширительной камеры 9. Также в центральную часть первой заглушки 14 расширительной камеры 9 газификатора 4 вмонтирована первая термопара 15, размещенная рабочим концом в центральной части камеры газификации 8 газификатора 4. К первой термопаре 15 и первой печи 11 подключен первый регулятор температуры 16. Также в первую заглушку 14, вблизи стенки расширительной камеры 9, заканчиваясь на уровне нижнего края первой заглушки 14, вмонтирована главная отводная газовая трубка 17 газификатора 4 установки газификации 1.The gasifier 4, which is the main part of the gasification unit 1, consists of a mixing chamber 7, a gasification chamber 8 and an expansion chamber 9. The mixing chamber 7, provided with a first underwater tube 10, is connected in its upper part to the gasification chamber 8, and in the lower part it goes into unloading device 6. The gasification chamber 8, made with external electric heating, which is used as the first furnace 11, passes in its upper part into the expansion chamber 9. The gasification chamber 8 and the expansion chamber 9 together with the first ue 11 is covered with thermal insulation 12. The gasification chamber 8 in its lower part below the level of thermal insulation 12 is equipped with a second underwater tube of gas-phase reagents 13. On the upper part of the expansion chamber 9, a first plug 14 is installed, through the central part of which a coal loading device 5 is mounted, the lower end is mounted in the center of the expansion chamber 9. Also, in the central part of the first plug 14 of the expansion chamber 9 of the gasifier 4, a first thermocouple 15 is mounted, placed by the working end in the central part of the chambers gasification 8 of the gasifier 4. A first temperature controller 16 is connected to the first thermocouple 15 and the first furnace 11. Also, in the first plug 14, near the wall of the expansion chamber 9, ending at the level of the lower edge of the first plug 14, the main gas outlet pipe 17 of the installation 4 gasifier is mounted gasification 1.

В установке газификации также имеется система контроля и регулирования параметров технологического процесса, представляющая собой измерительные приборы, регулирующие устройства и арматуру: термопара, регулятор температуры, сбросные вентили, регулировочные вентили, шаровые краны.The gasification unit also has a system for monitoring and regulating the parameters of the process, which is a measuring device, regulating devices and fittings: a thermocouple, a temperature regulator, relief valves, control valves, ball valves.

Рассмотрим работу установки для производства синтез-газа.Consider the operation of the installation for the production of synthesis gas.

Процесс газификации углеводородного сырья протекает в дискретно-непрерывном режиме в присутствии, в регулируемых пропорциях, кислорода, водорода, высокоэнтальпийного водяного пара и углекислого газа, под давлением до 3 МПа и при температуре до 950°С в газификационной камере с дополнительным внешним электронагревом и водяным охлаждением в системах подвода угля, вывода золы и отвода продуктов газификации, что дает возможность варьировать технологические параметры и, в зависимости от условий эксперимента, вести процесс в стационарном или проточном режиме, позволяет посредством изменения различных факторов - давления, температуры, состава подаваемой газовой смеси, влиять на протекание процесса, на химический состав и скорость образования синтез-газа.The process of gasification of hydrocarbons takes place in discrete-continuous mode in the presence, in controlled proportions, of oxygen, hydrogen, high-enthalpy water vapor and carbon dioxide, under pressure up to 3 MPa and at a temperature of up to 950 ° C in a gasification chamber with additional external electric heating and water cooling in coal supply systems, ash removal and removal of gasification products, which makes it possible to vary technological parameters and, depending on the experimental conditions, conduct the process in a stationary or flow mode, allows by changing various factors - pressure, temperature, composition of the supplied gas mixture, to influence the process, the chemical composition and the rate of formation of synthesis gas.

При подготовке установки к пуску сбросные вентили 22, 37, регулировочные вентили 27, 34, 55, 63, 64, 65, 72, 78, 83, 93, 99, 104, 107, 108, 111 и шаровые краны 23, 24, 38, 39 приводят в положение "Закрыто". Первая печь 11 камеры газификации 8 и вторая печь 46 испарителя 40 выключены. Напорный водяной бак 41 и испаритель 40 не заполнены водой. Уголь и зола в газификаторе 4, загрузочном устройстве 5 и разгрузочном устройстве 6 отсутствуют.When preparing the installation for start-up, relief valves 22, 37, control valves 27, 34, 55, 63, 64, 65, 72, 78, 83, 93, 99, 104, 107, 108, 111 and ball valves 23, 24, 38 , 39 are set to the "Closed" position. The first furnace 11 of the gasification chamber 8 and the second furnace 46 of the evaporator 40 are turned off. The pressure water tank 41 and the evaporator 40 are not filled with water. Coal and ash in the gasifier 4, the loading device 5 and the unloading device 6 are absent.

Газификатор 4, загрузочное устройство 5, разгрузочное устройство 6, система подвода дополнительных газофазных реагентов 2, система отвода синтез-газа 3 находятся под атмосферным давлением.Gasifier 4, loading device 5, unloading device 6, additional gas-phase reagent supply system 2, synthesis gas removal system 3 are under atmospheric pressure.

Газовый баллон N₂ 57 открывают, и устанавливают давление 3 МПа после первого редуктора 59 на главной отводной трубке N₂ 58. Затем двенадцатый регулировочный вентиль 104 на первой отводной измерительной газовой трубке 103 приводят в положение "Открыто".The gas cylinder N ₂ 57 is opened, and a pressure of 3 MPa is established after the first pressure regulator 59 on the main outlet pipe N ₂ 58. Then, the twelfth control valve 104 on the first outlet gas measuring tube 103 is set to the “Open” position.

Путем открытия пятого регулировочного вентиля 64 на второй отводной трубке N₂ 61 давление постепенно в течение 10 минут поднимают до 3 МПа и производят заполнение установки азотом. Давление азота в системе контролируют манометром 105 на первой отводной измерительной газовой трубке 103. При заполнении установки азот из газового баллона N₂ 57 устройства для нагнетания N₂ 42 по главной отводной трубке N₂ 58, а затем по второй отводной трубке N₂ 61, главной подводной газовой трубке 50 системы подвода дополнительных газофазных реагентов 2 и первой подводной трубке газофазных реагентов 10 камеры смешения 7 поступает в камеру смешения 7, камеру газификации 8 и расширительную камеру 9 газификатора 4. Происходит заполнение азотом загрузочной трубки 20 до первого нижнего шарового крана 24 и разгрузочной трубки 29 до второго верхнего шарового крана 38. Заполняется азотом главная отводная газовая трубка 17 газификатора 4, первая отводная газовая трубка 88 системы отвода синтез-газа 3, сепаратор-холодильник 87 до пятнадцатого регулировочного вентиля 111 на отводной конденсатной трубке 89, вторая отводная газовая трубка 68 до четырнадцатого регулировочного вентиля 108. Также при этом происходит заполнение азотом первой и второй подводных трубок газофазных реагентов 10 и 13 газификатора 4, отводной паровой трубки 48 после первого обратного клапана 49, третьей отводной трубки N₂ 62 после второго обратного клапана 66, главной подводной газовой трубки 50, отводной трубки CO₂ 70 после третьего обратного клапана 74, отводной трубки O₂ 76 после четвертого обратного клапана 80, отводной трубки Н₂ 82 после пятого обратного клапана 86, третьей сбросной газовой трубки 101 до первого предохранительного клапана 102, первой отводной измерительной газовой трубки 103 до подключенного к ней манометра 105, второй отводной измерительной газовой трубки 106 до тринадцатого регулировочного вентиля 107.By opening the fifth control valve 64 on the second branch pipe No. ₂ 61, the pressure is gradually raised to 3 MPa over 10 minutes and the installation is filled with nitrogen. The nitrogen pressure in the system is controlled by a manometer 105 on the first outlet measuring gas tube 103. When filling the installation, nitrogen is supplied from the gas bottle N ₂ 57 of the device for injection N ₂ 42 through the main outlet pipe N ₂ 58, and then through the second outlet tube N ₂ 61, the main submarine gas tube 50 of the system for supplying additional gas-phase reagents 2 and the first submarine tube of gas-phase reagents 10 of the mixing chamber 7 enters the mixing chamber 7, the gasification chamber 8 and the expansion chamber 9 of the gasifier 4. There is a nitrogen filling the primary pipe 20 to the first lower ball valve 24 and the discharge pipe 29 to the second upper ball valve 38. The main gas pipe 17 of the gasifier 4 is filled with nitrogen, the first gas pipe 88 of the synthesis gas removal system 3, the cooler separator 87 to the fifteenth control valve 111 on the condensate drain pipe 89, the second gas drain pipe 68 to the fourteenth control valve 108. Also, when this happens, the first and second underwater pipes of the gas phase reagents 10 and 13 of the gasifier 4 are filled with nitrogen, exhaust steam pipe 48 after the first non-return valve 49, third exhaust pipe N ₂ 62 after the second non-return valve 66, main underwater gas pipe 50, exhaust pipe CO ₂ 70 after the third non-return valve 74, exhaust pipe O ₂ 76 after the fourth non-return valve 80, the outlet pipe H ₂ 82 after the fifth non-return valve 86, the third discharge gas pipe 101 to the first safety valve 102, the first outlet measuring gas pipe 103 to the pressure gauge 105 connected to it, the second outlet measuring gas pipe 106 to tr seventeenth control valve 107.

После заполнения системы азотом и повышения давления по показаниям манометра 103 до 3 МПа вентиль 64 закрывают. Если после этого в течение 30 минут падения давления по показаниям манометра 105 не наблюдается, то установка герметична, и приступают к пуску. Для этого поворотом регулировочного вентиля 108 на второй отводной газовой трубке 68 давление в установке сбрасывают до 2 МПа, устанавливают давление азота 2 МПа после редуктора 59 и закрывают вентиль 108.After filling the system with nitrogen and increasing the pressure according to the pressure gauge 103 to 3 MPa, valve 64 is closed. If after this within 30 minutes the pressure drop according to the testimony of the pressure gauge 105 is not observed, then the installation is sealed, and start to start. To do this, by turning the control valve 108 on the second exhaust gas pipe 68, the pressure in the installation is relieved to 2 MPa, the nitrogen pressure is set to 2 MPa after the gearbox 59 and the valve 108 is closed.

При пуске установки в загрузочную воронку 18 загрузочного устройства 5, вмонтированную в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4, помещают специально просеянный и высушенный песок. Открывают первый сбросной вентиль 22 на первой сбросной газовой трубке 21 и сбрасывают давление в верхней шлюзовой камере 19. Закрывают вентиль 22. Открывают первый верхний шаровой кран 23 до полного пересыпания песка в верхнюю шлюзовую камеру 19. Закрывают шаровой кран 23. Открывают первый нижний шаровой кран 24. Слегка простукивая верхнюю шлюзовую камеру 19, производят пересыпание песка до заполнения разгрузочной трубки 20. Закрывают шаровой кран 24. Простукиванием нижней шлюзовой камеры 30 сбрасывают часть песка в золовой бункер 31.When starting up the installation, specially sifted and dried sand is placed in the loading funnel 18 of the loading device 5, mounted in the first plug 14 of the expansion chamber 9 of the gasifier 4,. Open the first discharge valve 22 on the first discharge gas pipe 21 and relieve pressure in the upper lock chamber 19. Close the valve 22. Open the first upper ball valve 23 until sand is completely poured into the upper lock chamber 19. Close the ball valve 23. Open the first lower ball valve 24. Lightly tapping the upper lock chamber 19, pour sand to fill the discharge pipe 20. Close the ball valve 24. By tapping the lower lock chamber 30, dump part of the sand into the ash bin 31.

Поворачивая первый регулировочный вентиль 27 на первой подводной водяной трубке 26, подают малый расход воды в первый водяной холодильник 25. Вода из системы водоснабжения поступает по первой подводной водяной трубке 26, проходит через первый водяной холодильник 25, охлаждая при этом загрузочную трубку 20, и сбрасывается по первой отводной водяной трубке 28 в канализацию.By turning the first control valve 27 on the first underwater water pipe 26, a small flow rate of water is supplied to the first water refrigerator 25. Water from the water supply system is supplied through the first underwater water pipe 26, passes through the first water refrigerator 25, cooling the loading tube 20, and is discharged on the first branch water pipe 28 into the sewer.

Поворачивая второй регулировочный вентиль 34 на второй подводной водяной трубке 33, подают малый расход воды во второй водяной холодильник 32. Вода из системы водоснабжения поступает по второй подводной водяной трубке 33, проходит через второй водяной холодильник 32, охлаждая при этом разгрузочную трубку 29, и сбрасывается по второй отводной водяной трубке 35 в канализацию.By turning the second control valve 34 on the second underwater water pipe 33, a small flow rate of water is supplied to the second water refrigerator 32. Water from the water supply system enters the second underwater water pipe 33, passes through the second water refrigerator 32, cooling the discharge tube 29, and is discharged on the second drainage water pipe 35 into the sewer.

Поворачивая одиннадцатый регулировочный вентиль 99 на четвертой подводной водяной трубке 98, подают малый расход воды в третий водяной холодильник 97. Вода из системы водоснабжения поступает по четвертой подводной водяной трубке 98, проходит через третий водяной холодильник 97, охлаждая при этом первую отводную газовую трубку 88, и сбрасывается по четвертой отводной водяной трубке 100 в канализацию.By turning the eleventh control valve 99 on the fourth underwater water pipe 98, a small flow rate of water is supplied to the third water cooler 97. Water from the water supply system flows through the fourth underwater water pipe 98, passes through the third water cooler 97, while cooling the first gas exhaust pipe 88. and is discharged through a fourth outlet water pipe 100 into the sewer.

Поворачивая десятый регулировочный вентиль 93 на третьей подводной водяной трубке 92, подают малый расход воды в водяную рубашку 91. Вода из системы водоснабжения поступает по третьей подводной водяной трубке 92, проходит через водяную рубашку 91, охлаждая при этом сепаратор-холодильник 87, и сбрасывается по третьей отводной водяной трубке 94 в канализацию.Turning the tenth control valve 93 on the third underwater water pipe 92, a small flow rate of water is supplied to the water jacket 91. Water from the water supply system enters the third underwater water pipe 92, passes through the water jacket 91, while cooling the separator-cooler 87, and is discharged by the third bypass water pipe 94 into the sewer.

Открыв пробку 53, наливают воду в напорный водяной бак 41 и закрывают пробку 53.Opening the stopper 53, pour water into the pressure water tank 41 and close the stopper 53.

Включают первую печь 11 камеры газификации 8 газификатора 4 и поднимают температуру в газификаторе 4 до 250-450°С, согласно показаниям первого регулятора температуры 16, подключенного к первой термопаре 15 и первой печи 11 камеры газификации 8. Регулятор температуры 16 предназначен для контроля и регулирования температуры в камере газификации 8 в процессе работы газификатора 4.Turn on the first furnace 11 of the gasification chamber 8 of the gasifier 4 and raise the temperature in the gasifier 4 to 250-450 ° C, according to the testimony of the first temperature controller 16 connected to the first thermocouple 15 and the first furnace 11 of the gasification chamber 8. The temperature controller 16 is designed to control and regulate temperature in the gasification chamber 8 during operation of the gasifier 4.

Включают вторую печь 46 испарителя 40 и устанавливают в испарителе 40 температуру 250°С, согласно показаниям второго регулятора температуры 52, подключенного ко второй термопаре 51 и второй печи 46 испарителя 40. Регулятор температуры 52 предназначен для контроля и регулирования температуры в испарителе 40 в процессе работы испарителя 40.Turn on the second furnace 46 of the evaporator 40 and set the temperature in the evaporator 40 to 250 ° C, according to the testimony of the second temperature controller 52 connected to the second thermocouple 51 and the second furnace 46 of the evaporator 40. The temperature controller 52 is designed to control and regulate the temperature in the evaporator 40 during operation evaporator 40.

Поворотом первого регулировочного вентиля 27 на первой подводной водяной трубке 26 увеличивают до максимальной подачу воды в первый водяной холодильник 25 на загрузочной трубке 20 загрузочного устройства 5.By turning the first control valve 27 on the first underwater water tube 26, the water supply to the first water cooler 25 on the loading tube 20 of the loading device 5 is increased to a maximum.

Поворотом второго регулировочного вентиля 34 на второй подводной водяной трубке 33 увеличивают до максимальной подачу воды во второй водяной холодильник 32 на разгрузочной трубке 29 разгрузочного устройства 6.By turning the second control valve 34 on the second underwater water pipe 33, the water supply to the second water cooler 32 on the discharge pipe 29 of the discharge device 6 is increased to a maximum.

Поворотом одиннадцатого регулировочного вентиля 99 на четвертой подводной водяной трубке 98 увеличивают до максимальной подачу воды в третий водяной холодильник 97 на первой отводной газовой трубке 88 системы отвода синтез-газа 3.By turning the eleventh control valve 99 on the fourth underwater water pipe 98, the maximum water supply to the third water cooler 97 on the first exhaust gas pipe 88 of the synthesis gas removal system 3 is increased.

Поворотом десятого регулировочного вентиля 93 на третьей подводной водяной трубке 92 увеличивают до максимальной подачу воды в водяную рубашку 91 сепаратора-холодильника 87 системы отвода синтез-газа 3.By turning the tenth control valve 93 on the third underwater water tube 92, the maximum water supply to the water jacket 91 of the cooler separator 87 of the synthesis gas removal system 3 is increased.

Открытием шестого регулировочного вентиля 65 на третьей отводной трубке N₂ 62 включают в работу регулятор давления 67 на второй отводной газовой трубке 68.By opening the sixth control valve 65 on the third exhaust pipe N ₂ 62, a pressure regulator 67 on the second exhaust gas pipe 68 is turned on.

Открытием четырнадцатого регулировочного вентиля 108 на второй отводной газовой трубке 68 обеспечивают выход синтез-газа из установки, при этом количество газа, поступившего в систему сбора, очистки и переработки синтез-газа, контролируют по показаниям газового счетчика 110.By opening the fourteenth control valve 108 on the second gas exhaust pipe 68, the synthesis gas is released from the installation, and the amount of gas supplied to the synthesis gas collection, purification and processing system is monitored by the gas meter 110.

Открытием четвертого регулировочного вентиля 63 на первой отводной трубке N₂ 60 создают давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого в напорном водяном баке 41.The opening of the fourth control valve 63 on the first outlet pipe N ₂ 60 creates a pressure of 1.5-2 times less than the maximum allowable in the pressure water tank 41.

Поворотом третьего регулировочного вентиля 55 на напорной водяной трубке 54 устанавливают заданный расход воды в испаритель 40, при этом расход воды контролируют по показаниям первого ротаметра 56.By turning the third control valve 55, a predetermined water flow rate to the evaporator 40 is established on the pressure water tube 54, while the water flow rate is controlled by the readings of the first rotameter 56.

Пар, образовавшийся в испарителе 40, по отводной паровой трубке 48, а затем по главной подводной газовой трубке 50 и первой подводной трубке газофазных реагентов 10 поступает в камеру смешения 7 газификатора 4, при этом первый обратный клапан 49 предотвращает обратное движение газа (пара) по отводной паровой трубке 48.The steam generated in the evaporator 40, through the outlet steam pipe 48, and then through the main underwater gas pipe 50 and the first underwater pipe of the gas-phase reagents 10 enters the mixing chamber 7 of the gasifier 4, while the first check valve 49 prevents the backward movement of gas (steam) through steam outlet pipe 48.

Загружают подготовленный уголь в загрузочную воронку 18 загрузочного устройства 5. Открывают первый сбросной вентиль 22 на первой сбросной газовой трубке 21 и сбрасывают давление в верхней шлюзовой камере 19. Закрывают вентиль 22. Открывают первый верхний шаровой кран 23 до полного пересыпания угля в верхнюю шлюзовую камеру 19. Закрывают кран 23. Открывают первый нижний шаровой кран 24, производят пересыпание угля из верхней шлюзовой камеры 19 в камеру газификации 8 газификатора 4. Закрывают кран 24.Prepared coal is loaded into loading funnel 18 of loading device 5. Open the first discharge valve 22 on the first discharge gas pipe 21 and relieve pressure in the upper lock chamber 19. Close valve 22. Open the first upper ball valve 23 until the coal is completely poured into the upper lock chamber 19 Close the valve 23. Open the first lower ball valve 24, pour the coal from the upper lock chamber 19 into the gasification chamber 8 of the gasifier 4. Close the valve 24.

Для подачи в установку кислорода открывают газовый баллон O₂ 75 устройства подачи O₂ 44, устанавливают на выходе из третьего редуктора 77 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом восьмого регулировочного вентиля 78 на отводной трубке O₂ 76 обеспечивают заданный расход кислорода в установку, контролируемый по показаниям третьего ротаметра 79, при этом четвертый обратный клапан 80 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке O₂ 76.To supply oxygen to the installation, open a gas cylinder O ₂ 75 of the O ₂ 44 supply device, set the pressure at the outlet of the third gear 77 to 1.5-2 times less than the maximum allowable pressure, by turning the eighth control valve 78 on the outlet pipe O ₂ 76 provide a predetermined flow rate oxygen in the installation, controlled by the testimony of the third rotameter 79, while the fourth check valve 80 prevents the reverse movement of gas through the exhaust pipe O ₂ 76.

Первый регулятор температуры 16 предназначен в том числе и для контроля и регулирования температуры в газификаторе 4 при пуске кислорода.The first temperature controller 16 is intended including for monitoring and regulating the temperature in the gasifier 4 when starting oxygen.

При необходимости проведения исследований по влиянию углекислого газа на процесс газификации угля производят подачу в установку углекислого газа. Для этого открывают газовый баллон CO₂ 69 устройства подачи CO₂ 43, устанавливают на выходе из второго редуктора 71 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом седьмого регулировочного вентиля 72 на отводной трубке CO₂ 70 обеспечивают заданный расход углекислого газа в установку, контролируемый по показаниям второго ротаметра 73, при этом третий обратный клапан 74 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке CO₂ 70.If it is necessary to conduct studies on the effect of carbon dioxide on the process of coal gasification, carbon dioxide is supplied to the installation. To do this, open a CO ₂ gas cylinder 69 of the CO ₂ 43 supply device, set the pressure at the outlet of the second reducer 71 to 1.5-2 times less than the maximum allowable pressure, by turning the seventh control valve 72 on the CO ₂ 70 outlet pipe, set the carbon dioxide flow rate to installation, controlled by the testimony of the second rotameter 73, while the third check valve 74 prevents the backward movement of gas through the exhaust pipe CO ₂ 70.

При необходимости проведения исследований по влиянию водорода на процесс газификации угля производят подачу в установку водорода. Для этого открывают газовый баллон H₂ 81 устройства подачи Н₂ 45, устанавливают на выходе из четвертого редуктора 83 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом девятого регулировочного вентиля 84 на отводной трубке Н₂ 82 обеспечивают заданный расход водорода в установку, контролируемый по показаниям четвертого ротаметра 85, при этом пятый обратный клапан 86 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке Н₂ 82.If it is necessary to conduct studies on the effect of hydrogen on the process of coal gasification, hydrogen is supplied to the installation. To do this, open the gas cylinder H ₂ 81 of the H ₂ 45 supply device, set the pressure 1.5-2 times lower than the maximum allowable at the outlet of the fourth gear unit 83, by turning the ninth control valve 84 on the outlet pipe N ₂ 82, a predetermined flow of hydrogen into the installation is ensured controlled by the testimony of the fourth rotameter 85, while the fifth check valve 86 prevents the reverse movement of gas through the outlet pipe H ₂ 82.

В ходе работы установки необходима периодическая загрузка угля и выгрузка золы. При очередной загрузке угля производится та же последовательность действий, что и при его первоначальной загрузке. Первый водяной холодильник 25 предназначен для охлаждения синтез-газа перед открытием первого сбросного вентиля 22 на первой сбросной газовой трубке 21 при сбросе давления в верхней шлюзовой камере 14 перед загрузкой в нее угля из загрузочной воронки 18.During the operation of the installation, periodic loading of coal and unloading of ash is necessary. At the next loading of coal, the same sequence of actions is performed as with its initial loading. The first water cooler 25 is designed to cool the synthesis gas before opening the first vent valve 22 on the first vent gas pipe 21 when pressure is released in the upper lock chamber 14 before loading coal from the feed funnel 18 into it.

Для выгрузки золы поворотом второго сбросного вентиля 37 на второй сбросной газовой трубке 36 производят сброс давления из нижней шлюзовой камеры 30 разгрузочного устройства 6, закрывают второй сбросной вентиль 37. Открывают второй верхний шаровой кран 38 и производят полное пересыпание золы из разгрузочной трубки 29 в нижнюю шлюзовую камеру 30, закрывают второй верхний шаровой кран 38. Открывают второй нижний шаровой кран 39 и производят полное сбрасывание золы из нижней шлюзовой камеры 30 в золовой бункер 31, закрывают второй нижний шаровой кран 39. Второй водяной холодильник 32 предназначен для охлаждения синтез-газа перед открытием второго сбросного вентиля 37 на второй сбросной газовой трубке 36 при сбросе давления в нижней шлюзовой камере 30 перед выгрузкой в нее золы из разгрузочной трубки 29.To unload the ash by turning the second discharge valve 37 on the second discharge gas pipe 36, release pressure from the lower lock chamber 30 of the discharge device 6, close the second discharge valve 37. Open the second upper ball valve 38 and completely transfer the ash from the discharge pipe 29 to the lower lock chamber 30, close the second upper ball valve 38. Open the second lower ball valve 39 and produce a complete discharge of ash from the lower lock chamber 30 into the ash bin 31, close the second lower ball valve 3 9. The second water cooler 32 is designed to cool the synthesis gas before opening the second discharge valve 37 on the second discharge gas pipe 36 when the pressure in the lower lock chamber 30 is released before discharge of ash from the discharge pipe 29 into it.

Благодаря наличию различных шлюзовых камер, а именно верхней шлюзовой камеры 19 для загрузки угля и нижней шлюзовой камеры 30 для отвода (разгрузки) золошлаковых материалов, повышается маневренность установки.Due to the presence of various lock chambers, namely, the upper lock chamber 19 for loading coal and the lower lock chamber 30 for removal (unloading) of ash and slag materials, the maneuverability of the installation increases.

Контроль за работой установки осуществляют по показаниям измерительных приборов и регулирующих устройств и арматуры системы контроля и регулирования, а именно:Monitoring the operation of the installation is carried out according to the readings of measuring instruments and control devices and fittings of the control and regulation system, namely:

- первого регулятора температуры 16, подключенного к первой термопаре 15, вмонтированной в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4;- the first temperature controller 16 connected to the first thermocouple 15 mounted in the first plug 14 of the expansion chamber 9 of the gasifier 4;

- второго регулятора температуры 52, подключенного ко второй термопаре 51 испарителя 40;- a second temperature controller 52 connected to a second thermocouple 51 of the evaporator 40;

- потенциометра 96, подключенного к третьей термопаре 95 сепаратора-холодильника 87;- potentiometer 96 connected to the third thermocouple 95 of the separator-refrigerator 87;

- манометра 105 на первой отводной измерительной газовой трубке 103;- a pressure gauge 105 on the first tap of the measuring gas tube 103;

- регулятора давления 67 на второй отводной газовой трубке 68;- a pressure regulator 67 on the second gas outlet pipe 68;

- первого ротаметра 56 на отводной напорной водяной трубке 54;- the first rotameter 56 on the discharge pressure water tube 54;

- второго ротаметра 73 на отводной трубке CO₂ 70;- a second rotameter 73 on the CO ₂ 70 outlet pipe;

- третьего ротаметра 79 на отводной трубке O₂ 76;- the third rotameter 79 on the outlet pipe O ₂ 76;

- четвертого ротаметра 85 на отводной трубке Н₂ 82;- the fourth rotameter 85 on the outlet pipe N ₂ 82;

- газового счетчика 110 на второй отводной газовой трубке 68.a gas meter 110 on a second gas outlet pipe 68.

Благодаря оснащению установки развитой системой контроля и регулирования, включающей измерительные приборы и регулирующие устройства и арматуру, повышаются возможности получения синтез-газа заданного химического состава и с заданными свойствами.Thanks to equipping the installation with a developed monitoring and control system, including measuring instruments and control devices and fittings, the possibilities of producing synthesis gas of a given chemical composition and with desired properties are increased.

Регулирование подачи дополнительных газофазных реагентов производится с помощью регулирующих устройств и арматуры, а именно:The regulation of the supply of additional gas-phase reagents is carried out using control devices and fittings, namely:

- регулирования температуры и давления водяного пара на выходе из испарителя 40 и на входе в первую подводную трубку газофазных реагентов 10 осуществляется с помощью настройки первого редуктора 59 на главной отводной трубке N₂ 58 устройства для нагнетания N₂ 42, с помощью поворота четвертого регулировочного вентиля 63 на первой отводной трубке N₂ 60, с помощью поворота третьего регулировочного вентиля 55 на отводной напорной водяной трубке 54, с помощью настройки второго регулятора температуры 52, подключенного ко второй термопаре 51 и второй печи 46 испарителя 40, при этом вода из напорного водяного бака 41 по отводной напорной водяной трубке 54 под давлением, созданным благодаря системе для нагнетания N₂ 42, перетекает по отводной напорной водяной трубке 54 в испаритель 40, где при нагревании с помощью второй печи 46 происходит парообразование, и высокоэнтальпийный водяной пар по отводной паровой трубке 48 поступает в главную подводную газовую трубку 50 системы подвода дополнительных газофазных реагентов 2, а затем в первую подводную трубку газофазных реагентов 10 камеры смешения 7 газификатора 4, при этом первый обратный клапан 49 предотвращает обратное движение газа (пара) по отводной паровой трубке 48, теплоизоляция 47 второй печи 46 испарителя 40 способствует сохранению заданного температурного режима в испарителе 40, поддержание заданной температуры водяного пара обеспечивается автоматически, благодаря второму регулятору температуры 52 испарителя 40, изменение температуры водяного пара обеспечивается в том числе настройкой второго регулятора температуры 52;- regulation of temperature and pressure of water vapor at the outlet of the evaporator 40 and at the inlet to the first underwater tube of gas-phase reagents 10 is carried out by setting the first reducer 59 on the main outlet tube N ₂ 58 of the device for injection N ₂ 42, by turning the fourth control valve 63 on the first outlet pipe N ₂ 60, by turning the third control valve 55 on the outlet pressure pipe water 54, by setting the second temperature controller 52 connected to the second thermocouple 51 and the second furnace 46 the evaporator 40, while the water from the pressure water tank 41 through the discharge pressure water pipe 54 under pressure created by the system for injection N ₂ 42, flows through the discharge pressure water pipe 54 to the evaporator 40, where when heated by the second furnace 46, vaporization , and high-enthalpy water vapor through the branch steam pipe 48 enters the main underwater gas pipe 50 of the additional gas-phase reagent supply system 2, and then into the first underwater gas-phase reagent pipe 10 of the gasification chamber 7 4, while the first non-return valve 49 prevents the backward movement of gas (steam) along the exhaust steam pipe 48, the thermal insulation 47 of the second furnace 46 of the evaporator 40 helps to maintain a predetermined temperature in the evaporator 40, maintaining a predetermined temperature of water vapor is ensured automatically, thanks to the second temperature controller 52 of the evaporator 40, a change in the temperature of water vapor is provided, including the setting of the second temperature controller 52;

- регулирования давления кислорода на выходе из газового баллона О₂ 75 и на входе в главную подводную газовую трубку 50 осуществляется с помощью настройки третьего редуктора 77 и поворота восьмого регулировочного вентиля 78 на отводной трубке О₂ 76, присоединенной к газовому баллону O₂ 75 устройства подачи O₂ 44; при этом четвертый обратный клапан 80 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке O₂ 76;- regulation of oxygen pressure at the outlet of the O ₂ 75 gas cylinder and at the entrance to the main underwater gas pipe 50 is done by adjusting the third gear 77 and turning the eighth control valve 78 on the O ₂ 76 outlet pipe connected to the O ₂ 75 gas cylinder O ₂ 44; while the fourth check valve 80 prevents the backward movement of gas through the exhaust pipe O ₂ 76;

- регулирования давления углекислого газа на выходе из газового баллона CO₂ 69 и на входе в главную подводную газовую трубку 50 осуществляется с помощью настройки второго редуктора 71 и поворота седьмого регулировочного вентиля 72 на отводной трубке СО₂ 70, присоединенной к газовому баллону CO₂ 69 устройства подачи CO₂ 43; при этом третий обратный клапан 74 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке CO₂ 70;- control of the carbon dioxide pressure at the outlet of the CO ₂ 69 gas cylinder and at the entrance to the main underwater gas pipe 50 is carried out by adjusting the second gear 71 and turning the seventh control valve 72 on the CO ₂ 70 outlet pipe connected to the device CO ₂ 69 gas cylinder supply of CO ₂ 43; wherein the third check valve 74 prevents the backward movement of gas through the CO ₂ 70 exhaust pipe;

- регулирования давления водорода на выходе из газового баллона Н₂ 81 и на входе во вторую подводную трубку газофазных реагентов 13 камеры газификации 8 газификатора 4 осуществляется с помощью настройки четвертого редуктора 83 и поворота девятого регулировочного вентиля 84 на отводной трубке Н₂ 82, присоединенной к газовому баллону Н₂ 81 устройства подачи Н₂ 45; при этом пятый обратный клапан 86 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке Н₂ 82.- regulation of the hydrogen pressure at the outlet of the gas cylinder N ₂ 81 and at the entrance to the second underwater tube of gas-phase reagents 13 of the gasification chamber 8 of the gasifier 4 is carried out by adjusting the fourth gear 83 and turning the ninth control valve 84 on the outlet pipe N ₂ 82 connected to the gas cylinder N ₂ 81 feeding device N ₂ 45; however, the fifth check valve 86 prevents the reverse movement of gas through the outlet pipe H ₂ 82.

Водяной пар, кислород и углекислый газ после обратных клапанов 49, 80 и 74 соответственно поступают в главную подводную газовую трубку 50, далее в первую подводную трубку газофазных реагентов 10 и, затем, в камеру смешения 7 газификатора 4. Водород по отводной трубке Н₂ 82 после обратного клапана 86 поступает во вторую подводную трубку газофазных реагентов 13 и затем в нижнюю часть камеры газификации 8 газификатора 4.Water vapor, oxygen and carbon dioxide after the check valves 49, 80 and 74, respectively, enter the main underwater gas pipe 50, then into the first underwater pipe of the gas-phase reagents 10 and, then, into the mixing chamber 7 of the gasifier 4. Hydrogen through the discharge pipe Н ₂ 82 after the check valve 86 enters the second underwater tube of gas-phase reagents 13 and then into the lower part of the gasification chamber 8 of the gasifier 4.

Благодаря возможности ввода дополнительных газофазных реагентов в камеру смешения 7 и в камеру газификации 8 газификатора 4 увеличиваются управляемость и вариативность установки, за счет изменения концентрации любого из газофазных реагентов, а также за счет изменения температуры и давления в газификаторе 4 можно изменить химический состав синтез-газа в заданных пределах.Due to the possibility of introducing additional gas-phase reagents into the mixing chamber 7 and into the gasification chamber 8 of the gasifier 4, the controllability and variability of the installation increase, by changing the concentration of any of the gas-phase reagents, and also by changing the temperature and pressure in the gasifier 4, the chemical composition of the synthesis gas can be changed within the given limits.

По мере расходования азота из баллона 57 постоянное заданное давление в газовых линиях 58, 60, 61, 62 поддерживается автоматически с помощью редуктора 59.As nitrogen is consumed from cylinder 57, a constant predetermined pressure in the gas lines 58, 60, 61, 62 is maintained automatically by means of a reducer 59.

По мере расходования углекислого газа из баллона 69 постоянное заданное давление в газовой линии 70 поддерживается автоматически с помощью редуктора 71.As carbon dioxide is consumed from the cylinder 69, a constant predetermined pressure in the gas line 70 is maintained automatically by means of a reducer 71.

По мере расходования кислорода из баллона 75 постоянное заданное давление в газовой линии 76 поддерживается автоматически с помощью редуктора 77.As oxygen is consumed from cylinder 75, a constant predetermined pressure in the gas line 76 is maintained automatically by means of a reducer 77.

По мере расходования водорода из баллона 81 постоянное заданное давление в газовой линии 82 поддерживается автоматически с помощью редуктора 83.As hydrogen is consumed from cylinder 81, a constant predetermined pressure in the gas line 82 is maintained automatically by means of a reducer 83.

Регулирование температуры в газификаторе 4 осуществляется с помощью первого регулятора температуры 16, подключенного к первой термопаре 15 и первой печи 11 камеры газификации 8 газификатора 4, при этом теплоизоляция 12, покрывающая камеру газификации 8 и расширительную камеру 9, способствует сохранению заданного температурного режима в газификаторе 4.The temperature in the gasifier 4 is controlled by the first temperature controller 16 connected to the first thermocouple 15 and the first furnace 11 of the gasification chamber 8 of the gasifier 4, while the thermal insulation 12 covering the gasification chamber 8 and the expansion chamber 9 helps to maintain the specified temperature in the gasifier 4 .

Регулирование давления в установке осуществляется с помощью регулятора давления 67 на второй отводной газовой трубке 68, а также с помощью первого редуктора 59 на главной отводной трубке N₂ 58, присоединенной к газовому баллону N₂ 57 устройства для нагнетания N₂ 42, и с помощью четвертого регулировочного вентиля 63 на первой отводной трубке N₂ 60, пятого регулировочного вентиля 64 на второй отводной трубке N₂ 61, шестого регулировочного вентиля 65 на третьей отводной трубке N₂ 62 и четырнадцатого регулировочного вентиля 108 на второй отводной газовой трубке 68, при этом первый обратный клапан 49 на отводной паровой трубке 48, второй обратный клапан 66 на третьей отводной трубке N₂ 62 и второй предохранительный клапан 109 на второй отводной газовой трубке 68 предотвращают обратное движение газа по соответствующим трубкам, а первый предохранительный клапан 102 на третьей сбросной газовой трубке 101 предотвращает чрезмерное повышение давления газа в установке, когда давление газа в установке превышает максимально допустимое, предохранительный клапан 102 срабатывает, и происходит сброс части газа в атмосферу.The pressure in the installation is controlled using a pressure regulator 67 on the second exhaust gas pipe 68, as well as using the first reducer 59 on the main exhaust pipe N ₂ 58 connected to the gas cylinder N ₂ 57 of the device for injection N ₂ 42, and using the fourth control valve 63 on the first exhaust pipe N ₂ 60, the fifth control valve 64 on the second exhaust pipe N ₂ 61, the sixth control valve 65 on the third exhaust pipe N ₂ 62 and the fourteenth control valve 108 on the second gas exhaust pipe side 68, wherein the first non-return valve 49 on the outlet steam pipe 48, the second non-return valve 66 on the third exhaust pipe N ₂ 62 and the second pressure relief valve 109 on the second exhaust gas pipe 68 prevent gas from flowing back through the corresponding pipes, and the first pressure relief valve 102 on the third discharge gas pipe 101 prevents an excessive increase in gas pressure in the installation, when the gas pressure in the installation exceeds the maximum allowable pressure relief valve 102 is activated, and part of the gas is discharged to at Mososphere.

Установка может работать при высоких давлениях (0,8-3 МПа), что позволяет осуществлять требуемые химические реакции с заданной скоростью,The installation can operate at high pressures (0.8-3 MPa), which allows you to carry out the required chemical reactions at a given speed,

Регулирование подачи воды в водяные холодильники и в водяную рубашку осуществляется:Regulation of water supply to water coolers and a water jacket is carried out:

- поворотом первого регулировочного вентиля 27 на первой подводной водяной трубке 26, при этом задают необходимый расход воды, проходящей через первый водяной холодильник 25, когда вода из системы водоснабжения поступает по первой подводной водяной трубке 26, проходит через первый водяной холодильник 25, охлаждая при этом загрузочную трубку 20, и сбрасывается по первой отводной водяной трубке 28 в канализацию;- by turning the first control valve 27 on the first underwater water tube 26, the required flow rate of water passing through the first water cooler 25 is set, when water from the water supply system enters the first underwater water tube 26, passes through the first water cooler 25, while cooling the loading tube 20, and is discharged through the first outlet water pipe 28 into the sewer;

- поворотом второго регулировочного вентиля 34 на второй подводной водяной трубке 33, при этом задают необходимый расход воды, проходящей через второй водяной холодильник 32, когда вода из системы водоснабжения поступает по второй подводной водяной трубке 33, проходит через второй водяной холодильник 32, охлаждая при этом разгрузочную трубку 29, и сбрасывается по второй отводной водяной трубке 35 в канализацию;- by turning the second control valve 34 on the second underwater water pipe 33, while setting the required flow rate of water passing through the second water refrigerator 32, when water from the water supply system enters the second underwater water pipe 33, passes through the second water refrigerator 32, while cooling discharge pipe 29, and is discharged through a second outlet water pipe 35 into the sewer;

- поворотом одиннадцатого регулировочного вентиля 99 на четвертой подводной водяной трубке 98, при этом задают необходимый расход воды, проходящей через третий водяной холодильник 97, когда вода из системы водоснабжения поступает по четвертой подводной водяной трубке 98, проходит через третий водяной холодильник 97, охлаждая при этом первую отводную газовую трубку 88, и сбрасывается по четвертой отводной водяной трубке 100 в канализацию;- by turning the eleventh control valve 99 on the fourth underwater water pipe 98, the required flow rate of water passing through the third water cooler 97 is set, when water from the water supply system is supplied through the fourth underwater water tube 98, passes through the third water cooler 97, while cooling the first exhaust gas pipe 88, and is discharged through the fourth exhaust water pipe 100 into the sewer;

- поворотом десятого регулировочного вентиля 93 на третьей подводной водяной трубке 92, при этом задают необходимый расход воды, проходящей через водяную рубашку 91, когда вода из системы водоснабжения поступает по третьей подводной водяной трубке 92, проходит через водяную рубашку 91, охлаждая при этом сепаратор-холодильник 87, и сбрасывается по третьей отводной водяной трубке 94 в канализацию.- by turning the tenth control valve 93 on the third underwater water pipe 92, while setting the required flow rate of water passing through the water jacket 91, when water from the water supply system enters the third underwater water pipe 92, passes through the water jacket 91, while cooling the separator refrigerator 87, and is discharged through a third bypass water pipe 94 into the sewer.

Производство синтез-газа осуществляется в газификаторе 4, при этом:The production of synthesis gas is carried out in gasifier 4, while:

- сверху по загрузочной трубке 20 загрузочного устройства 5, вмонтированной в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4, в центральную часть расширительной камеры 9 поступает уголь;- on top of the loading tube 20 of the loading device 5, mounted in the first plug 14 of the expansion chamber 9 of the gasifier 4, coal enters the central part of the expansion chamber 9;

- снизу по первой подводной трубке газофазных реагентов 10 в камеру смешения 7 газификатора 4 поступают кислород, водяной пар, углекислый газ и азот;- from below, through the first underwater tube of gas-phase reagents 10, oxygen, water vapor, carbon dioxide and nitrogen enter the mixing chamber 7 of the gasifier 4;

- в нижнюю часть камеры газификации 8 ниже уровня теплоизоляции 12 по второй подводной трубке газофазных реагентов 13 поступает водород;- hydrogen enters the lower part of the gasification chamber 8 below the level of thermal insulation 12 through a second underwater tube of gas-phase reagents 13;

- дополнительные газофазные реагенты и уголь движутся противотоком;- additional gas-phase reagents and coal move countercurrently;

- в камере смешения 7 газофазные реагенты нагреваются и протекает начальная стадия процесса производства синтез-газа;- in the mixing chamber 7, the gas-phase reagents are heated and the initial stage of the synthesis gas production process proceeds;

- в камере газификации 8 протекают основные химические реакции производства синтез-газа, в этой камере необходимо поддержание достаточно высокой температуры, что обеспечивается благодаря работе первой печи 11 и первого регулятора температуры 16, подключенного к первой термопаре 15 и первой печи 11 камеры газификации 8, причем первая термопара 15 вмонтирована в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 и размещена рабочим концом в центральной части камеры газификации 8 для снижения погрешностей в определении температуры процесса, а теплоизоляция 12, покрывающая камеру газификации 8 и расширительную камеру 9 совместно с первой печью 11, обеспечивает поддержание стабильного температурного режима и снижение тепловых потерь в окружающую среду, кроме того, наличие внешнего нагрева камеры газификации 8 повышает возможности регулирования температуры в камере газификации 8;- in the gasification chamber 8, the main chemical reactions for the production of synthesis gas proceed, it is necessary to maintain a sufficiently high temperature in this chamber, which is ensured by the operation of the first furnace 11 and the first temperature controller 16 connected to the first thermocouple 15 and the first furnace 11 of the gasification chamber 8, the first thermocouple 15 is mounted in the first plug 14 of the expansion chamber 9 and placed by the working end in the central part of the gasification chamber 8 to reduce errors in determining the process temperature, and thermal insulation The station 12, covering the gasification chamber 8 and the expansion chamber 9 together with the first furnace 11, ensures the maintenance of a stable temperature regime and reduction of heat losses to the environment, in addition, the presence of external heating of the gasification chamber 8 increases the possibility of controlling the temperature in the gasification chamber 8;

- в расширительной камере 9 протекает завершающая стадия процесса производства синтез-газа, синтез-газ расширяется, несколько снижаются его температура и давление;- in the expansion chamber 9, the final stage of the synthesis gas production process proceeds, the synthesis gas expands, its temperature and pressure slightly decrease;

- отвод синтез-газа из газификатора 4 осуществляется в верхней части газификатора 4 по главной отводной газовой трубке 17, вмонтированной в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 1 вблизи стенки газификатора, и заканчивается на уровне заглушки для уменьшения аэродинамического сопротивления, а далее синтез-газ проходит через систему отвода синтез-газа 3 и подается в систему сбора, очистки и переработки синтез-газа;- the removal of synthesis gas from the gasifier 4 is carried out in the upper part of the gasifier 4 through the main exhaust gas pipe 17, mounted in the first plug 14 of the expansion chamber 9 of the gasifier 1 near the wall of the gasifier, and ends at the level of the plug to reduce aerodynamic drag, and then the synthesis gas passes through the synthesis gas removal system 3 and is supplied to the synthesis gas collection, purification and processing system;

- отвод золы осуществляется в нижней части газификатора 4, где камера смешения 7 переходит в разгрузочную трубку 29 разгрузочного устройства 6.- ash removal is carried out in the lower part of the gasifier 4, where the mixing chamber 7 passes into the discharge pipe 29 of the discharge device 6.

Наличие возможностей ввода дополнительных газофазных реагентов в газификатор 4, возможностей контроля и регулирования температуры и давления в установке и другие конструктивные и технологические особенности установки в целом увеличивают возможности стабилизации горения угля.The availability of the possibility of introducing additional gas-phase reagents into the gasifier 4, the ability to control and regulate the temperature and pressure in the installation, and other design and technological features of the installation as a whole increase the possibility of stabilizing coal combustion.

Отвод и сепарация синтез-газа осуществляются в следующей последовательности:The removal and separation of synthesis gas is carried out in the following sequence:

- отвод синтез-газа из расширительной камеры 9 газификатора 4 производится по главной отводной газовой трубке 17 газификатора 4, затем по первой отводной газовой трубке 88 системы отвода синтез-газа 3 через третий водяной холодильник 97, обеспечивающий первичное охлаждение синтез-газа, в сепаратор-холодильник 87, при этом часть синтез-газа по третьей сбросной газовой трубке 101 через первый предохранительный клапан 102 может быть сброшена в атмосферу, а с помощью манометра 105 на первой отводной измерительной газовой трубке 103 контролируется давление в системе;- the synthesis gas is removed from the expansion chamber 9 of the gasifier 4 through the main exhaust gas pipe 17 of the gasifier 4, then along the first gas pipe 88 of the synthesis gas removal system 3 through a third water cooler 97, which provides primary synthesis gas cooling, to the separator - refrigerator 87, while part of the synthesis gas through the third discharge gas pipe 101 through the first pressure relief valve 102 can be discharged into the atmosphere, and using a pressure gauge 105 on the first outlet measuring gas pipe 103 is controlled s in the system;

- охлаждение и сепарация синтез-газа в сепараторе-холодильнике 87 осуществляется посредством водяной рубашки 91, при этом образовавшийся конденсат, содержащий фенол, смолы, пыль и прочие примеси, по отводной конденсатной трубке 89 при открытии пятнадцатого регулировочного вентиля 111 сбрасывается в специальный приемник, температура в сепараторе-холодильнике контролируется по показаниям потенциометра 96, подключенного к третьей термопаре 95, вмонтированной во вторую заглушку 90 сепаратора-холодильника 87, и температура в сепараторе-холодильнике 87 может быть изменена регулированием подачи воды в водяную рубашку 91 посредством десятого регулировочного вентиля 93 на третьей подводной водяной трубке 92, а охлажденный и очищенный синтез-газ отводится по второй отводной газовой трубке 68;- cooling and separation of synthesis gas in the separator-cooler 87 is carried out by means of a water jacket 91, while the condensate formed, containing phenol, resins, dust and other impurities, is discharged through the condensate drain pipe 89 when the fifteenth control valve 111 is opened, is discharged to a special receiver, the temperature in the separator-refrigerator is controlled by the readings of the potentiometer 96 connected to the third thermocouple 95, mounted in the second plug 90 of the separator-cooler 87, and the temperature in the separator-coolers ke 87 can be changed by regulating the flow of water into the water jacket 91 by means of the tenth control valve 93 on the third underwater water pipe 92, and the cooled and purified synthesis gas is discharged through the second exhaust gas pipe 68;

- отвод синетез-газа из сепаратора-холодильника 87 производится по второй отводной газовой трубке 68, далее посредством поворота тринадцатого регулировочного вентиля 107 может быть произведен отбор синтез-газа на анализ по второй отводной измерительной газовой трубке 106, присоединенной ко второй отводной газовой трубке 68, а основная часть синтез-газа подается в систему сбора, очистки и переработки синтез-газа по второй отводной газовой трубке 68 через регулятор давления 67, четырнадцатый регулировочный вентиль 108, второй предохранительный клапан 109 и газовый счетчик 110, при этом предохранительный клапан 109 предотвращает обратное движение газа по второй отводной газовой трубке 68, а также предохранительный клапан 109 предотвращает чрезмерное превышение давления синтез-газа на выходе из установки, а газовый счетчик 110 контролирует расход синтез-газа.- the synthesis gas is removed from the separator-cooler 87 through a second exhaust gas pipe 68, then by turning the thirteenth control valve 107, synthesis gas can be sampled for analysis through a second exhaust gas pipe 106 connected to the second exhaust gas pipe 68, and the main part of the synthesis gas is supplied to the synthesis gas collection, purification and processing system through a second gas outlet pipe 68 through a pressure regulator 67, a fourteenth control valve 108, and a second safety valve apan 109 and gas meter 110, while the safety valve 109 prevents the backward movement of gas through the second exhaust gas pipe 68, and the safety valve 109 prevents excessive excess pressure of the synthesis gas at the outlet of the installation, and the gas meter 110 controls the flow of synthesis gas.

Останов установки производится в следующей последовательности:The installation is stopped in the following sequence:

- прекращается подача угля в загрузочную воронку 18 загрузочного устройства 5;- stops the flow of coal into the feed funnel 18 of the boot device 5;

- выключаются первая печь 11 газификатора 4 и вторая печь 46 испарителя 40;- turn off the first furnace 11 of the gasifier 4 and the second furnace 46 of the evaporator 40;

- закрытием восьмого регулировочного вентиля 78 прекращается подача кислорода в газификатор 4;- closing the eighth control valve 78 stops the flow of oxygen into the gasifier 4;

- закрытием седьмого регулировочного вентиля 72 прекращается подача углекислого газа в газификатор 4;- closing the seventh control valve 72 stops the flow of carbon dioxide into the gasifier 4;

- закрытием девятого регулировочного вентиля 84 прекращается подача водорода в газификатор 4;- closing the ninth control valve 84 stops the flow of hydrogen into the gasifier 4;

- закрытием третьего регулировочного вентиля 55 прекращается подача воды из напорного водяного бака 41 в испаритель 40;- closing the third control valve 55 stops the flow of water from the pressure water tank 41 to the evaporator 40;

- закрытием четвертого регулировочного вентиля 63, пятого регулировочного вентиля 64, шестого регулировочного вентиля 65 прекращается нагнетание азота в установку;- by closing the fourth control valve 63, the fifth control valve 64, the sixth control valve 65, the injection of nitrogen into the installation is stopped;

- поворотом четырнадцатого регулировочного вентиля 108 производится сброс давления в установке до атмосферного, после чего регулировочный вентиль 108 закрывается;- turning the fourteenth control valve 108 depressurizes the installation to atmospheric, after which the control valve 108 closes;

- поворотом первого сбросного вентиля 22 производится сброс давления в верхней шлюзовой камере 19, после чего сбросной вентиль 22 закрывается;- by turning the first relief valve 22, the pressure is released in the upper lock chamber 19, after which the relief valve 22 closes;

- поворотом второго сбросного вентиля 37 производится сброс давления в нижней шлюзовой камере 30, после чего сбросной вентиль 37 закрывается;- by turning the second relief valve 37, the pressure is released in the lower lock chamber 30, after which the relief valve 37 closes;

- закрытием первого регулировочного вентиля 27 прекращается подача воды в первый водяной холодильник 25 на загрузочной трубке 20;- closing the first control valve 27 stops the flow of water into the first water cooler 25 on the loading tube 20;

- закрытием второго регулировочного вентиля 34 прекращается подача воды во второй водяной холодильник 33 на разгрузочной трубке 29;- closing the second control valve 34 stops the flow of water into the second water cooler 33 on the discharge pipe 29;

- закрытием одиннадцатого регулировочного вентиля 99 прекращается подача воды в третий водяной холодильник 97 на первой отводной газовой трубке 88;- by closing the eleventh control valve 99, the water supply to the third water cooler 97 on the first exhaust gas pipe 88 is stopped;

- закрытием десятого регулировочного вентиля 93 прекращается подача воды в водяную рубашку 91 сепаратора-холодильника 87;- closing the tenth control valve 93 stops the flow of water into the water jacket 91 of the separator-cooler 87;

- открывается второй верхний шаровой кран 38, и зола (с недожегом) из разгрузочной трубки 29 перемещается нижнюю шлюзовую камеру 30, затем открывается второй нижний шаровой кран 39, и зола (с недожегом) из нижней шлюзовой камеры 30 выгружается в золовой бункер 31, после чего шаровой кран 38 и шаровой кран 39 закрываются;- the second upper ball valve 38 opens, and the ash (with under-burn) from the discharge tube 29 moves the lower lock chamber 30, then the second lower ball valve 39 opens, and the ash (with under-burn) from the lower lock chamber 30 is discharged into the ash bin 31, after wherein the ball valve 38 and the ball valve 39 are closed;

- открывается пятнадцатый регулировочный вентиль 111 на отводной конденсатной трубке 89, и конденсат, содержащий фенол, смолы, пыль и прочие примеси, по отводной конденсатной трубке 89 из сепаратора-холодильника 87 сбрасывается в специальный приемник;- the fifteenth control valve 111 opens on the drain condensate pipe 89, and the condensate containing phenol, resins, dust and other impurities is discharged through the drain condensate pipe 89 from the cooler separator 87 to a special receiver;

- закрываются газовые баллоны N₂ 57, O₂ 75, Н₂ 81 и CO₂ 69.- gas cylinders N ₂ 57, O ₂ 75, H ₂ 81 and CO ₂ 69 are closed.

При аварийной остановке в первую очередь быстро закрываются регулировочный вентиль 78 на отводной трубке O₂ 76 и регулировочный вентиль 84 на отводной трубке H₂ 82, отключаются первая печь 11 камеры газификации 8 и вторая печь 46 испарителя 40.During an emergency stop, first the control valve 78 on the O ₂ 76 outlet pipe and the control valve 84 on the H ₂ 82 outlet pipe are quickly closed, the first furnace 11 of the gasification chamber 8 and the second furnace 46 of the evaporator 40 are turned off.

Рассмотрим работу установки газификации в составе установки для производства синтез-газа.Consider the operation of a gasification unit as part of a synthesis gas production unit.

Процесс газификации углеводородного сырья протекает в дискретно-непрерывном режиме в присутствии, в регулируемых пропорциях, кислорода, водорода, высокоэнтальпийного водяного пара и углекислого газа, под давлением до 3 МПа и при температуре до 950°С в газификационной камере с дополнительным внешним электронагревом и водяным охлаждением в системах подвода угля, вывода золы и отвода продуктов газификации, что дает возможность варьировать технологические параметры и, в зависимости от условий эксперимента, вести процесс в стационарном или проточном режиме, позволяет посредством термодинамических и химических факторов влиять на протекание процесса, на химический состав и скорость выхода синтез-газа.The process of gasification of hydrocarbons takes place in discrete-continuous mode in the presence, in controlled proportions, of oxygen, hydrogen, high-enthalpy water vapor and carbon dioxide, under pressure up to 3 MPa and at a temperature of up to 950 ° C in a gasification chamber with additional external electric heating and water cooling in coal supply systems, ash removal and removal of gasification products, which makes it possible to vary technological parameters and, depending on the experimental conditions, conduct the process in a stationary or flow mode, allows through thermodynamic and chemical factors to influence the process, the chemical composition and rate of synthesis gas output.

При подготовке установки к пуску сбросные вентили 22, 37, регулировочные вентили 27, 34 и шаровые краны 23, 24, 38, 39 приводят в положение "Закрыто". Печь 11 камеры газификации 8 выключена. Уголь и зола в газификаторе 4, загрузочном устройстве 5 и разгрузочном устройстве 6 отсутствуют.When preparing the installation for start-up, the relief valves 22, 37, control valves 27, 34 and ball valves 23, 24, 38, 39 are brought into the "Closed" position. The furnace 11 of the gasification chamber 8 is turned off. Coal and ash in the gasifier 4, the loading device 5 and the unloading device 6 are absent.

Газификатор 4, загрузочное устройство 5, разгрузочное устройство 6 находятся под атмосферным давлением.The gasifier 4, the loading device 5, the unloading device 6 are at atmospheric pressure.

Повышение давления до 3 Мпа в установке газификации 1 происходит путем нагнетания газа (азота) по первой подводной трубке газофазных реагентов 10 и главной отводной газовой трубке 17 за счет включения в работу устройства для нагнетания N₂ 42 системы подвода дополнительных газофазных реагентов 2 установки для производства синтез-газа. При этом азот по первой подводной трубке газофазных реагентов 10 камеры смешения 7 поступает в камеру смешения 7, камеру газификации 8 и расширительную камеру 9 газификатора 4. Происходит заполнение азотом загрузочной трубки 20 до первого нижнего шарового крана 24 и разгрузочной трубки 29 до второго верхнего шарового крана 38. Заполняется азотом главная отводная газовая трубка 17 газификатора 4, вторая подводная трубка газофазных реагентов 13 газификатора 4.The increase in pressure to 3 MPa in the gasification unit 1 occurs by injecting gas (nitrogen) through the first underwater tube of gas-phase reagents 10 and the main gas outlet pipe 17 by turning on the device for pumping N ₂ 42 of the system for supplying additional gas-phase reagents 2 from the synthesis synthesis plant gas. In this case, nitrogen flows through the first underwater tube of gas-phase reagents 10 of the mixing chamber 7 into the mixing chamber 7, the gasification chamber 8, and the expansion chamber 9 of the gasifier 4. The filling tube 20 is filled with nitrogen to the first lower ball valve 24 and the discharge tube 29 to the second upper ball valve 38. The main gas outlet pipe 17 of the gasifier 4 is filled with nitrogen, the second submarine tube of gas-phase reagents 13 of the gasifier 4.

Все переключения кранов и вентилей следует осуществлять плавно, без резких и быстрых вращений.All switching of cranes and valves should be carried out smoothly, without sharp and fast rotations.

Пуск установки. В загрузочную воронку 18 загрузочного устройства 5, вмонтированную в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4, помещают специально просеянный и высушенный песок. Открывают первый сбросной вентиль 22 на первой сбросной газовой трубке 21 и сбрасывают давление в верхней шлюзовой камере 19. Закрывают вентиль 22. Открывают первый верхний шаровой кран 23 до полного пересыпания песка в верхнюю шлюзовую камеру 19. Закрывают шаровой кран 23. Открывают первый нижний шаровой кран 24. Слегка простукивая верхнюю шлюзовую камеру 19, производят пересыпание песка до заполнения разгрузочной трубки 20. Закрывают шаровой кран 24. Простукиванием нижней шлюзовой камеры 30 сбрасывают часть песка в золовой бункер 31.Start installation. Specially sifted and dried sand is placed in the loading funnel 18 of the loading device 5, mounted in the first plug 14 of the expansion chamber 9 of the gasifier 4. Open the first discharge valve 22 on the first discharge gas pipe 21 and relieve pressure in the upper lock chamber 19. Close the valve 22. Open the first upper ball valve 23 until sand is completely poured into the upper lock chamber 19. Close the ball valve 23. Open the first lower ball valve 24. Lightly tapping the upper lock chamber 19, pour sand to fill the discharge pipe 20. Close the ball valve 24. By tapping the lower lock chamber 30, dump part of the sand into the ash bin 31.

Включают печь 11 камеры газификации 8 газификатора 4 и поднимают температуру в газификаторе 4 до 250-450°С согласно показаниям регулятора температуры 16, подключенного к термопаре 15 и печи 11 камеры газификации 8. Регулятор температуры 16 предназначен для контроля и регулирования температуры в камере газификации 8 в процессе работы газификатора 4.Turn on the furnace 11 of the gasification chamber 8 of the gasifier 4 and raise the temperature in the gasifier 4 to 250-450 ° C according to the testimony of the temperature controller 16 connected to the thermocouple 15 and the furnace 11 of the gasification chamber 8. The temperature controller 16 is designed to control and regulate the temperature in the gasification chamber 8 during operation of the gasifier 4.

Пар, образовавшийся в испарителе 40, по отводной паровой трубке 48, а затем по главной подводной газовой трубке 50 и первой подводной трубке газофазных реагентов 10 поступает в камеру смешения 7 газификатора 4.The vapor generated in the evaporator 40, through the outlet steam pipe 48, and then through the main underwater gas pipe 50 and the first underwater pipe of the gas-phase reagents 10 enters the mixing chamber 7 of the gasifier 4.

Загружают подготовленный уголь в загрузочную воронку 18 загрузочного устройства 5. Открывают первый сбросной вентиль 22 на первой сбросной газовой трубке 21 и сбрасывают давление в верхней шлюзовой камере 19. Закрывают вентиль 22. Открывают первый верхний шаровой кран 23 до полного пересыпания угля в верхнюю шлюзовую камеру 19. Закрывают кран 23. Открывают первый нижний шаровой кран 24. Слегка простукивая верхнюю шлюзовую камеру 19, производят пересыпание угля в камеру газификации 8 газификатора 4. Закрывают кран 24.Prepared coal is loaded into loading funnel 18 of loading device 5. Open the first discharge valve 22 on the first discharge gas pipe 21 and relieve pressure in the upper lock chamber 19. Close valve 22. Open the first upper ball valve 23 until the coal is completely poured into the upper lock chamber 19 Close the valve 23. Open the first lower ball valve 24. Lightly tapping the upper lock chamber 19, pour the coal into the gasification chamber 8 of the gasifier 4. Close the valve 24.

Для подачи в установку газификации кислорода открывают газовый баллон O₂ 75 устройства подачи O₂ 44, устанавливают на выходе из третьего редуктора 77 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом восьмого регулировочного вентиля 78 на отводной трубке O₂ 76 обеспечивают заданный расход кислорода в установку, контролируемый по показаниям третьего ротаметра 79, при этом четвертый обратный клапан 80 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке O₂ 76.To supply oxygen gasification to the installation, open a gas cylinder O ₂ 75 of the O ₂ 44 supply device, set the pressure at the outlet of the third reducer 77 to 1.5-2 times less than the maximum allowable pressure, by turning the eighth control valve 78 on the outlet pipe O ₂ 76 provide the specified the flow of oxygen into the installation, controlled by the testimony of the third rotameter 79, while the fourth check valve 80 prevents the backward movement of gas through the exhaust pipe O ₂ 76.

Первый регулятор температуры 16 предназначен в том числе и для контроля, и регулирования температуры в газификаторе 4 при пуске кислорода.The first temperature controller 16 is intended including for monitoring and regulating the temperature in the gasifier 4 when starting oxygen.

При необходимости проведения исследований по влиянию углекислого газа на процесс газификации угля производят подачу углекислого газа в установку газификации. Для этого открывают газовый баллон CO₂ 69 устройства подачи CO₂ 43, устанавливают на выходе из второго редуктора 71 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом седьмого регулировочного вентиля 72 на отводной трубке CO₂ 70 обеспечивают заданный расход углекислого газа в установку, контролируемый по показаниям второго ротаметра 73, при этом третий обратный клапан 74 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке CO₂ 70.If it is necessary to conduct studies on the effect of carbon dioxide on the process of coal gasification, carbon dioxide is supplied to the gasification unit. To do this, open a CO ₂ gas cylinder 69 of the CO ₂ 43 supply device, set the pressure at the outlet of the second reducer 71 to 1.5-2 times less than the maximum allowable pressure, by turning the seventh control valve 72 on the CO ₂ 70 outlet pipe, set the carbon dioxide flow rate to installation, controlled by the testimony of the second rotameter 73, while the third check valve 74 prevents the backward movement of gas through the exhaust pipe CO ₂ 70.

При необходимости проведения исследований по влиянию водорода на процесс газификации угля производят подачу водорода в установку газификации. Для этого открывают газовый баллон Н₂ 81 устройства подачи Н₂ 45, устанавливают на выходе из четвертого редуктора 83 давление в 1,5-2 раза меньше максимально допустимого, поворотом девятого регулировочного вентиля 84 на отводной трубке Н₂ 82 обеспечивают заданный расход водорода в установку, контролируемый по показаниям четвертого ротаметра 85, при этом пятый обратный клапан 86 предотвращает обратное движение газа по отводной трубке Н₂ 82.If it is necessary to conduct studies on the effect of hydrogen on the process of coal gasification, hydrogen is supplied to the gasification unit. To do this, open the H ₂ gas cylinder 81 of the H ₂ 45 supply device, set the pressure 1.5-2 times lower than the maximum allowable at the outlet of the fourth gear unit 83, by turning the ninth control valve 84 on the outlet pipe N ₂ 82, a predetermined hydrogen flow rate is provided in the installation controlled by the testimony of the fourth rotameter 85, while the fifth check valve 86 prevents the reverse movement of gas through the outlet pipe H ₂ 82.

В ходе работы установки газификации необходима периодическая загрузка угля и выгрузка золы. При очередной загрузке угля производится та же последовательность действий, что и при его первоначальной загрузке. Первый водяной холодильник 25 предназначен для охлаждения синтез-газа перед открытием первого сбросного вентиля 22 на первой сбросной газовой трубке 21 при сбросе давления в верхней шлюзовой камере 14 перед загрузкой в нее угля из загрузочной воронки 18.During the operation of the gasification unit, periodic loading of coal and unloading of ash is necessary. At the next loading of coal, the same sequence of actions is performed as with its initial loading. The first water cooler 25 is designed to cool the synthesis gas before opening the first vent valve 22 on the first vent gas pipe 21 when pressure is released in the upper lock chamber 14 before loading coal from the feed funnel 18 into it.

Для выгрузки золы поворотом второго сбросного вентиля 37 на второй сбросной газовой трубке 36 производят сброс давления из нижней шлюзовой камеры 30 разгрузочного устройства 6, закрывают второй сбросной вентиль 37. Открывают второй верхний шаровой кран 38 и производят полное пересыпание золы из разгрузочной трубки 29 в нижнюю шлюзовую камеру 30, закрывают второй верхний шаровой кран 38. Открывают второй нижний шаровой кран 39 и, слегка простукивая нижнюю шлюзовую камеру 30, производят полное сбрасывание золы из нижней шлюзовой камеры 30 в золовой бункер 31, закрывают второй нижний шаровой кран 39. Второй водяной холодильник 32 предназначен для охлаждения синтез-газа перед открытием второго сбросного вентиля 37 на второй сбросной газовой трубке 36 при сбросе давления в нижней шлюзовой камере 30 перед выгрузкой в нее золы из разгрузочной трубки 29.To unload the ash by turning the second discharge valve 37 on the second discharge gas pipe 36, release pressure from the lower lock chamber 30 of the discharge device 6, close the second discharge valve 37. Open the second upper ball valve 38 and completely transfer the ash from the discharge pipe 29 to the lower lock chamber 30, close the second upper ball valve 38. Open the second lower ball valve 39 and, slightly tapping the lower lock chamber 30, completely discharge the ash from the lower lock chamber 30 in the ash b nker 31, a second lower closing ball valve 39. The second water cooler 32 for cooling the synthesis gas prior to opening the second relief valve 37 to the second gas bleed tube 36 while relieving pressure in the lower lock chamber 30 before discharging it from the ash discharge tubes 29.

Загрузку угля и выгрузку золы необходимо осуществлять периодически в зависимости от зольности и недожега угля.The loading of coal and the unloading of ash must be carried out periodically depending on the ash content and underburning of coal.

Контроль за работой установки газификации осуществляют по показаниям измерительных приборов и регулирующих устройств и арматуры системы контроля и регулирования, а именно: регулятора температуры 16, подключенного к термопаре 15, вмонтированной в заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4.Monitoring the operation of the gasification unit is carried out according to the testimony of measuring instruments and control devices and fittings of the control and regulation system, namely, a temperature controller 16 connected to a thermocouple 15 mounted in the plug 14 of the expansion chamber 9 of the gasifier 4.

Благодаря оснащению установки системой контроля и регулирования, включающей измерительные приборы и регулирующие устройства и арматуру, увеличивается выход летучих при газификации угля и повышается возможность получения синтез-газа заданного химического состава и с заданными свойствами.Thanks to equipping the installation with a control and regulation system, including measuring instruments and control devices and fittings, the yield of volatiles during coal gasification increases and the possibility of producing synthesis gas of a given chemical composition and with desired properties increases.

Регулирование давления в установке газификации осуществляется с помощью устройств, входящих в систему подвода дополнительных газофазных реагентов 2 и систему отвода синтез-газа 3 установки для производства синтез-газа. Установка газификации может работать при высоких давлениях (0,8-3 МПа), что позволяет осуществлять требуемые химические реакции с заданной скоростью.Pressure control in the gasification unit is carried out using devices included in the system for supplying additional gas-phase reagents 2 and the synthesis gas removal system 3 of the synthesis gas production unit. The gasification unit can operate at high pressures (0.8-3 MPa), which allows the required chemical reactions to be carried out at a given speed.

- поворотом второго регулировочного вентиля 34 на второй подводной водяной трубке 33, при этом задают необходимый расход воды, проходящей через второй водяной холодильник 32, когда вода из системы водоснабжения поступает по второй подводной водяной трубке 33, проходит через второй водяной холодильник 32, охлаждая при этом разгрузочную трубку 29, и сбрасывается по второй отводной водяной трубке 35 в канализацию.- by turning the second control valve 34 on the second underwater water tube 33, the required flow rate of water passing through the second water cooler 32 is set, when water from the water supply system enters the second underwater water tube 33, passes through the second water cooler 32, while cooling discharge pipe 29, and is discharged through a second outlet water pipe 35 into the sewer.

- сверху по загрузочной трубке 20 загрузочного устройства 5, вмонтированной в первую заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 4 в центральную часть расширительной камеры 9 поступает уголь;- on top of the loading tube 20 of the loading device 5, mounted in the first plug 14 of the expansion chamber 9 of the gasifier 4, coal enters the central part of the expansion chamber 9;

- в камере смешения 7 газофазные реагенты нагреваются, и протекает начальная стадия процесса производства синтез-газа;- in the mixing chamber 7, the gas-phase reagents are heated, and the initial stage of the synthesis gas production process proceeds;

- в камере газификации 8 протекают основные химические реакции газификации угля и производства синтез-газа, в этой камере необходимо поддержание достаточно высокой температуры, что обеспечивается благодаря работе печи 11 и регулятора температуры 16, подключенного к термопаре 15 и печи 11 камеры газификации 8, причем термопара 15 вмонтирована в заглушку 14 расширительной камеры 9 и размещена рабочим концом в центральной части камеры газификации 8 для снижения погрешностей в определении температуры процесса, а теплоизоляция 12, покрывающая камеру газификации 8 и расширительную камеру 9 совместно с печью 11, обеспечивает поддержание стабильного температурного режима и снижение тепловых потерь в окружающую среду, кроме того, наличие внешнего нагрева камеры газификации 8 повышает возможности регулирования температуры в камере газификации 8;- in the gasification chamber 8 the basic chemical reactions of gasification of coal and production of synthesis gas proceed, it is necessary to maintain a sufficiently high temperature in this chamber, which is ensured by the operation of the furnace 11 and the temperature controller 16 connected to the thermocouple 15 and the furnace 11 of the gasification chamber 8, and the thermocouple 15 is mounted in the plug 14 of the expansion chamber 9 and placed by the working end in the central part of the gasification chamber 8 to reduce errors in determining the process temperature, and the thermal insulation 12 covering the chambers 8 gasification and expansion chamber 9 together with the furnace 11, maintains a stable temperature regime and reduced heat loss to the environment, in addition, the presence of external heating gasification chamber 8 increases the possibility of controlling the temperature in the gasification chamber 8;

- в расширительной камере 9 протекает завершающая стадия процессов газификации угля и производства синтез-газа, синтез-газ расширяется, несколько снижаются его температура и давление;- in the expansion chamber 9, the final stage of the processes of gasification of coal and the production of synthesis gas proceeds, the synthesis gas expands, its temperature and pressure decrease slightly;

- отвод синтез-газа из газификатора 4 осуществляется в верхней части газификатора 4 по главной отводной газовой трубке 17, вмонтированной в заглушку 14 расширительной камеры 9 газификатора 1 вблизи стенки газификатора и заканчивающейся на уровне заглушки для уменьшения аэродинамического сопротивления, а далее синтез-газ проходит через систему отвода синтез-газа 3 и подается в систему сбора, очистки и переработки синтез-газа;- the removal of synthesis gas from the gasifier 4 is carried out in the upper part of the gasifier 4 through the main exhaust gas pipe 17 mounted in the plug 14 of the expansion chamber 9 of the gasifier 1 near the wall of the gasifier and ending at the level of the plug to reduce aerodynamic drag, and then the synthesis gas passes through synthesis gas removal system 3 and is supplied to the synthesis gas collection, purification and processing system;

Останов установки газификации производится в следующей последовательности:The gasification installation is stopped in the following sequence:

- выключается печь 11 газификатора 4;- turns off the furnace 11 of the gasifier 4;

- закрытием восьмого регулировочного вентиля 78 установки для производства синтез-газа прекращается подача кислорода в газификатор 4;- the closure of the eighth control valve 78 installation for the production of synthesis gas stops the flow of oxygen to the gasifier 4;

- закрытием седьмого регулировочного вентиля 72 установки для производства синтез-газа прекращается подача углекислого газа в газификатор 4;- closing the seventh control valve 72 installation for the production of synthesis gas stops the flow of carbon dioxide into the gasifier 4;

- закрытием девятого регулировочного вентиля 84 установки для производства синтез-газа прекращается подача водорода в газификатор 4;- closing the ninth control valve 84 installation for the production of synthesis gas stops the flow of hydrogen into the gasifier 4;

- прекращается подача пара в установку газификации 1;- the steam supply to the gasification unit 1 is stopped;

- закрытием четвертого регулировочного вентиля 63, пятого регулировочного вентиля 64, шестого регулировочного вентиля 65 прекращается нагнетание азота в установку газификации;- by closing the fourth control valve 63, the fifth control valve 64, the sixth control valve 65, the injection of nitrogen into the gasification unit is stopped;

- поворотом четырнадцатого регулировочного вентиля 108 производится сброс давления в установке газификации 1 до атмосферного, после чего регулировочный вентиль 108 закрывается;- by turning the fourteenth control valve 108, the pressure is released in the gasification unit 1 to atmospheric, after which the control valve 108 closes;

- открывается второй верхний шаровой кран 38, и зола (с недожегом) из разгрузочной трубки 29 перемещается в нижнюю шлюзовую камеру 30, затем открывается второй нижний шаровой кран 39, и зола (с недожегом) из нижней шлюзовой камеры 30 выгружается в золовой бункер 31, после чего шаровой кран 38 и шаровой кран 39 закрываются.- the second upper ball valve 38 opens, and the ash (with under-burn) from the discharge tube 29 moves to the lower lock chamber 30, then the second lower ball valve 39 opens, and the ash (with under-burn) from the lower lock chamber 30 is discharged into the ash hopper 31, then the ball valve 38 and the ball valve 39 are closed.

Таким образом, предлагаемая установка для производства синтез-газа и разработанная для нее установка газификции позволяют осуществить под давлением от 0,8 до 3 МПа и при температурах до 950°С газификацию углей различного качества и, с учетом поступающих дополнительных газофазных реагентов, производить синтез-газ, обогащенный водородом и высокоэнтальпийным водяным паром и имеющий необходимые энергетические и химические характеристики.Thus, the proposed installation for the production of synthesis gas and the gasification installation developed for it allow gasification of coals of various quality under pressure from 0.8 to 3 MPa and at temperatures up to 950 ° C and, taking into account the incoming additional gas-phase reagents, produce synthesis gas enriched with hydrogen and high enthalpy water vapor and having the necessary energy and chemical characteristics.

Claims

1. Installation for the production of synthesis gas, comprising a gasification unit consisting of a gasifier, a loading device and a discharge device, a system for supplying additional gas-phase reagents, a system for extracting synthesis gas, a system for monitoring and controlling process parameters, the gasifier comprising a mixing chamber, gasification chambers with external electric heating and an expansion chamber; a loading device equipped with an upper lock chamber is connected to the upper part of the gasifier, and to the lower parts, an unloading device equipped with a lower lock chamber is connected, while the synthesis gas removal system is connected to a gasification unit in the upper part of the gasifier, and the additional gas-phase reagents supply system, including an evaporator, a pressure water tank, N ₂ injection devices, and CO ₂ supply devices , the supply device O ₂ , the supply device H ₂ , is connected to the gasification unit in the lower part of the gasifier, whereby N ₂ is supplied through a second underwater tube of gas reagents to the lower part of the gasification chamber with external electric heating, and O ₂ , H ₂ O, CO ₂ and N ₂ are fed through the first underwater tube of gas reagents to the mixing chamber, the control system and the process parameters are configured to control the temperature and pressure of water vapor, oxygen pressure, carbon dioxide, hydrogen, regulation of temperature and pressure in the installation for the production of synthesis gas, as well as regulation of water supply.

2. Gasification installation comprising a gasifier, a loading device with a loading funnel and a loading pipe, a discharge device with a discharge pipe, subsea tubes for gas-phase reagents and a main gas outlet pipe, characterized in that it further comprises a system for monitoring and controlling process parameters, a gasifier consisting from the mixing chamber, the gasification chamber and the expansion chamber, the mixing chamber provided with a first underwater tube of gas-phase reagents is connected to the chamber gasification and in the lower part goes to the unloading device, the gasification chamber, made with external electric heating, passes in its upper part to the expansion chamber and is covered with thermal insulation, and in its lower part is equipped with a second underwater tube of gas-phase reagents, on the upper part of the expansion chamber is installed a plug with mounted coal loading device and main gas outlet pipe; the loading device further comprises an upper lock chamber between the loading funnel and the loading pipe, separated by the first upper and first lower ball valves and provided with a first discharge gas pipe, as well as a water cooler on the loading pipe; the unloading device further comprises an ash bin, a lower lock chamber between the discharge tube and the ash bin, separated by a second upper and second lower ball valves and provided with a second discharge gas pipe, as well as a water cooler on the discharge pipe.

3. The installation according to claim 2, containing a system for monitoring and regulating the parameters of the process in the installation, including measuring instruments, control devices and fittings.