SU878774A1

SU878774A1 - Method of gasifisation of solid carbon-containing fueld

Info

Publication number: SU878774A1
Application number: SU792771536A
Authority: SU
Inventors: Георгий Никитич Худяков; Георгий Никитич Кружилин; Валерий Алексеевич Легасов; Евгений Петрович Ананьев; Аркадий Мефодьевич Алексеев; Владимир Трофимович Пендраковский; Альберт Яковлевич Лыткин
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1981-11-07

Description

(54) СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО УГЛЕРОД1(54) METHOD OF SOLID CARBON GASIFICATION1

Изобретение относитс к области термической переработки топлива, а . именно к способам газификации твердого углеродосодержаадего топлива, и может быть использовано в энергетической , топливной и химической промышленности .This invention relates to the field of thermal processing of fuels, a. specifically, to methods of gasification of solid carbon containing fuel, and can be used in the energy, fuel and chemical industries.

Известен способ газификации твердого углеродосодержащего топлива в плазменной струе аргона и вод ного пара. Однако он не получил промышлён .ного развити из-за балластировани продуктов реакции аргоном, углекислотой , а также из-за большого расхода электроэнергии, составл юмего 1,352 ,5 КВТ.ч на синтез - газа 1.The known method of gasification of solid carbon-containing fuel in a plasma jet of argon and water vapor. However, he did not receive industrial development due to the ballasting of the reaction products with argon, carbon dioxide, as well as due to the high power consumption, amounting to 1.352.5 KWH per synthesis gas 1.

Указанные недостатки в значительной степени устранены в способе газификации углеродсодержащего топлива путем его термообработки плазменной струей газифицирующего агента, в качестве которого используют вод ной пар 12J.These drawbacks are largely eliminated in the method of gasification of carbon-containing fuel by heat treatment with a plasma jet of a gasifying agent, which uses water vapor 12J.

Недостатком известного способа вл ютс : импульсный характер генерировани плазменной струи .вод ного пара , что приводит к проскоку до 90% непрореагировавших компонентов, а так же высокий уровень энергозатрат., СО ДЕРЖАЩЕГО ТОПЛИВАThe disadvantage of this method is: the pulsed nature of the generation of a plasma jet of steam, which leads to the breakthrough of up to 90% of unreacted components, as well as a high level of energy consumption. WITH CONTAINING FUEL

Цель изобретени - снижение удельных энергозатрат.The purpose of the invention is to reduce the specific energy consumption.

Поставленна цель достигаетс в способе газификации твердого углеродсодержащего топлива путем его термообработки плазменной струей газифицирующего агента, в качестве которого .используют смесь вод ного пара и кислорода при следующем соотношении The goal is achieved in the method of gasification of solid carbon-containing fuel by heat treatment with a plasma jet of a gasifying agent, which uses a mixture of water vapor and oxygen in the following ratio

10 компонентов на углеродную массу угл , вес.%:10 components per carbon mass coal, wt.%:

Вод ной пар15-45Water vapor 15-45

Кислород55-85Oxygen 55-85

Отличие П1 едложенного способа за15 ключаетс в тети, что в качестве газифицирующего агента используют смесь вод ного пара и кислорода при следующем содержании компонентов на углеродную массу угл , вес.%:The difference in P1 of the proposed method is in the aunt that a mixture of water vapor and oxygen is used as the gasifying agent with the following content of components per carbon mass of coal, wt.%:

Вод ной пар 15-45 Water vapor 15-45

20 Кислород55-8520 Oxygen 55-85

Из уравнений газификации углеродной массы угл From the equations of carbon gas carbon

С + 1/2 26,4 ккал/моль (1) 25 с. + + HI - 31,4 ккал/моль (2 определ етс расход окислителей и О,, когда экзо - и зндотермика реакций будут равны. Этому условию отвечает следук цее соотнош.ение: 45% 30 углеродной массы окисл етс до СО вод ным паром и 55% - кислородом. При повышении содержани килорода в смеси окислител и соответственно уменьшени концентрации аод ного паPfi повышаетс энергетический КПД про цесса. Поэтому вторым пределом расхода парокислородМого дуть при плаз менной газификации угл вл ютс : 1% углеродной массы угл окисл етс до СО вод ным паром и 85% - кислородом . На чертеже представлена схема установки дл осуществлени способа Установка включает плазмотрон 1, генерирующий плазменную струю парокислородной смеси, источник 2 электр питани , реактор 3 и циклон 4. Осуществл ют способ следующим образом . Смесь вод ного пара и кислорода подают в плазмотрон 1 и с помощью ис точника 2 возбуждают электродуговой разр д, стабилизиройанный парокислородным дутьем. Образованный в плазмо троне 1 плазменный потЬк окислител направл ют в реактор 3, куда одновре менно подают подсушенное пылевидное твердое топливо. В реакторе при сред ней температуре 1100 -1700 0 протекаю реакции газификации углерода топлива Продукты газификации направл ют в циклон 4, где удал етс зола, а газо образные продукты, состо щие из синтез - газа с примесью сероводорода и азота топлива, направл ютс на дальнейшую переработку. При таком способе газификации органический кислород переходит в СО и в продуктах газификации при указанных температурах процесса отсутствует пирогенетическа вода, углекислый газ и другие примеси. Пример. Состав сухой массы ирша бородинского угл (вес.%): с-65,07; ,55; ,20; ы:-0,91; ,27; А -9,00; Qg 6130 ккал/кг; QJ 5880 ккал/кг. Температура процесса 1200с. В таблице представлены сравнительные данные по расходу окислител / удельному расходу угЛ , кислорода, вод ного пара, электроэнергии и КПД. Из таблицы видно, что процесс плаз менной газификации твердого углерод.1содёржащего топлива в окислителе, состо щего из смеси вод ного пара и кислорода, имеет- лучшие показатели перед процессом, где используетс только вод ной napf а именно: при Использовании окислител , состо щего из смеси и удельные расходы электроэнергии на 1 нм синтез - га- за составл ют в 2-7 раз меньше, чем в прототипе. Унергетический КПД процесса также выше на 10,5-20/2% по сравнению с прототипом.C + 1/2 26.4 kcal / mol (1) 25 s. + + HI - 31.4 kcal / mol (2 determines the consumption of oxidizing agents and O, when the exo and thermal reaction of the reactions are equal. The following ratio corresponds to this condition. 45% 30 carbon mass is oxidized to CO with water vapor and 55% oxygen. With an increase in the oxygen content of the oxidant mixture and, accordingly, a decrease in the concentration of aodic Pfi, the energy efficiency of the process is increased. Therefore, the second carbon vapor oxygen consumption limit is: 1% of the carbonaceous mass of carbon is oxidized to CO water 85% steam and oxygen The drawing shows an installation diagram for implementing the method. The installation includes a plasma torch 1, generating a plasma jet of a vapor-oxygen mixture, a source of power supply 2, a reactor 3 and a cyclone 4. The method is carried out as follows: A mixture of water vapor and oxygen is fed to the plasma torch 1 and the source 2 is energized by an electric arc discharge stabilized by a vapor-oxygen blast. The plasma flux of oxidizer formed in the plasma tron 1 is directed to the reactor 3, where a dried, pulverized solid fuel is simultaneously fed. in. In the reactor at an average temperature of 1100 -1700 0, the process of gasification of carbon of the fuel proceeds. The gasification products are sent to cyclone 4, where ash is removed, and gaseous products consisting of synthesis gas mixed with hydrogen sulphide and nitrogen of the fuel are sent to further recycling. With this method of gasification, organic oxygen passes into CO and there is no pyrogenic water, carbon dioxide and other impurities in the gasification products at the indicated process temperatures. Example. The composition of the dry mass of irish of Borodino coal (wt.%): S-65.07; , 55; ,20; s: -0.91; , 27; A -9.00; Qg 6130 kcal / kg; QJ 5880 kcal / kg. Process temperature 1200s. The table presents comparative data on the oxidizer consumption / specific consumption of coal, oxygen, water vapor, electricity and efficiency. The table shows that the process of plasma gasification of solid carbon. 1 containing fuel in an oxidizer, consisting of a mixture of water vapor and oxygen, has the best performance before the process, where only water napfi is used, namely: When using an oxidant, consisting of mixtures and specific energy consumption per 1 nm synthesis gas are 2-7 times less than in the prototype. The energy efficiency of the process is also higher by 10.5-20 / 2% compared with the prototype.

Показатели этого процесса окислителем беэ учета Indicators of this process are an oxidizer without accounting

Claims

Claims of gasification of solid carbon: D-containing fuel by heat treatment with a plasma jet gasifying agent (characterized in that (in order to reduce EMERGENCY) / as a gasifying agent, a mixture of water vapor and oxygen is used as a component; the content of components per carbon mass, weight .%;

55 water vapor

15-45 55-85 Oxygen

Sources of information, taken into account in the examination of 60 LS Polak et al. Pyrolysis of sorrow | Sneeze shale in a plasma jet. High Energy Chemistry, Vol.8, 1974.

2. USSR author's certificate according to application No. 2194058 / 26., class B 01, 27.11.75 (prototype). relate ts to reacted coal from the breakthrough of components