UA52726C2 - Спосіб газифікації вуглецевмісних речовин з попередньою сухою перегонкою - Google Patents

Abstract

Спосіб газифікації з попередньою сухою перегонкою вуглецевмісних речовин, який відноситься до способів виробництва генераторного газу, водяного газу, синтез-газу або сумішей, які містять ці гази, з роздільним відводом продуктів попередньої сухої перегонки твердих палив, біомаси, міського сміття, будь-яких інших вуглецевмісних речовин. Камери в батареї через одну навперемінно і одночасно експлуатують в режимах сухої перегонки та газифікації-обігріву. Теплоту коксозольного залишку або золи, газоподібних продуктів сухої перегонки та газифікації утилізують, нагріваючи газифікуючі агенти. Реалізація способу дає можливість переробити будь-яку вуглецевмісну речовину в пальне - газ; цінну хімічну сировину - смолу, феноли, газовий бензин та первинний газ; сировину для будматеріалів або добрива - коксозольний залишок або золу.

Description

Винахід відноситься до способів виробництва генераторного газу, водяного газу, синтез-газу або сумішей, які містять ці гази, з роздільним відводом продуктів попередньої сухої перегонки твердих викопних палив, біомаси, міського сміття, будь-яких інших вуглевміщуючих речовин.

Відомий спосіб прямої шарової газифікації твердих пальних копалин |1). Недоліком цього способу є те, що всю органічну частину палива піддають частковому окисленню. Це в кінцевому підсумку знижує теплотворну спроможність продуктів газифікації.

Широко застосовують спосіб сухої перегонки вугілля для виробництва металургійного коксу. Його реалізують в батареях скомпонованих із реакційних камер, які мають форму паралелепіпеда |2). Істотною відмінністю цього способу є наявність між реакційними камерами обігрівальних каналів, в яких спалюють газ. Такий спосіб обігріву повністю розв'язує завдання коксохімічного виробництва, але він неприйнятний для технології в якій цільовими є газообразні продукти.

Метою способу, що заявляється, є виробництво газу та рідких вуглеводнів із будь-яких твердих вуглевміщуючих речовин: твердих пальних копалин, різноманітних низькосортних палив, біомаси, яка об'єднує відходи сільськогосподарських виробництв, целюлозно-паперової промисловості, деревообробки, палива рослинного походження, міського сміття тощо.

Поставлена мета досягається тим, що вихідну тверду вуглевміщуючу речовину піддають газифікації з попередньою сухою перегонкою в батареї, скомпонованій із реакційних камер, що мають форму паралелепіпеда.

До істотних відмінностей та новизни способу, що заявляється, треба віднести те, що в камери, які розділені між собою теплопередаючими стінками, через одну, умовно в непарні, завантажують вуглевміщуючу речовину, і після герметизації здійснюють в них процес сухої перегонки за рахунок теплоти, що передається через стінку, та утворюється в процесі прямої шарової газифікації продуктів сухої перегонки вуглевміщуючої речовини, яку здійснюють в суміжних парних камерах, шляхом подачі в них в якості газифікуючих агентів повітря, або кисню, або води, або їх сумішей. При цьому газоподібні продукти сухої перегонки та газифікації відводять окремо. Після завершення процесу газифікації, і припинення подачі газифікуючих агентів із парних камер вивантажують коксозольний залишок або золу, а в них завантажують вуглевміщуючу речовину, та герметизують їх. Після цього в непарні камери подають газифікуючі агенти для газифікації продуктів сухої перегонки. Таким чином цикл завершують, і повторюють в тому ж порядку, при цьому камери в батареї через одну навперемінно і одночасно експлуатують в режимах сухої перегонки та газифікації - обігріву.

З метою зниження теплових викидів в оточуюче середовище та підвищення енергоефективності процесу теплоту коксозольного залишку або золи, газообразних продуктів сухої перегонки та газифікації утилізують, нагріваючи газифікуючі агенти.

При необхідності в камери разом із сировиною завантажують сіркопоглинаючі речовини.

Робочу вологу, відведену з газообразними продуктами сухої перегонки, використовують в якості газифікуючого агента.

Спосіб, що заявляється, можна пояснити за допомогою фіг.1 і 2, на яких зображені фрагменти схеми компоновки батареї з поперечним перерізом реакційних камер, та, відповідно, перша і друга половини повного циклу газифікації з попередньою сухою перегонкою. Такий спосіб компоновки, за аналогією з коксохімічною батареєю, обраний для мінімізації теплових втрат. Але істотною відмінністю є те, що камери відокремлені одна від одної тільки теплопередаючими стінками без обігрівальних каналів. Це дозволяє використовувати надлишкову теплоту, що утворюється при газифікації твердих продуктів сухої перегонки, для нагріву сусідніх камер. Таким чином газообразні продукти не використовують для опалення батареї(як у коксохімічному виробництві), а відводять як цільовий продукт. Крім того, продуктивність такої батареї технологічно не обмежена і визначається тільки економічною доцільністю, так як чисельність камер може бути будь-якою, але не менше двох.

Сутність способу, що заявляється, полягає в наступному. В камери через одну, що умовно названі непарними, та позначені 3, 5, 7(фіг.1), завантажують вуглевміщуючу речовину. Після герметизації в них відбувається сушка, попередній нагрів або бертинування, напівкоксування(в залежності від кінцевого рівня температури) за рахунок теплоти, що передається через стінки із сусідніх парних камер, позначених 4, 6, 8.

Надлишкова теплота в парних камерах утворюється в результаті газифікації, або фактично внаслідок часткового окислення твердих продуктів сухої перегонки, утворених на попередній стадії процесу. Для цього в парні камери подають газифікуючі агенти. Газообразні продукти сухої перегонки, які мають високу теплову спроможність, і продукти газифікації відводять окремо для подальшої переробки з відділенням рідких продуктів або спалювання. Після завершення процесу газифікації, і припинення подачі газифікуючих агентів, із парних камер вивантажують коксозольний залишок або золу. Далі завантажують в них вуглевміщуючу речовину, та герметизують(фіг.2). Після цього тепер вже в непарні камери подають газифікуючі агенти для газифікації гарячих, та маючих високу реакційну спроможність продуктів сухої перегонки. Газифікуючі агенти теж мають високу температуру в наслідок регенерації теплоти коксозольного залишку або золи, газообразних продуктів сухої перегонки та газифікації. Високі температура та реакційна спроможність реагентів дозволяють переробляти низькосортну сировину з малим вмістом горючих речовин. А повторення у великій кількості камер циклічних процесів забезпечує неперервність роботи всієї батареї.

Якщо переробляють високосірчану сировину, а газ не очищують від сірки відомими методами, то сировину завантажують в камери разом із сіркопоглинаючими речовинами.

Через те, що високовологу сировину можна не піддавати сушці перед переробкою, то разом із газоподібними продуктами сухої перегонки відводять велику кількість води. Після відділення фенолів цю воду використовують в якості газифікуючого агенту для зниження шкідливих викидів в оточуюче середовище.

Реалізація способу, що заявляється, дає можливість переробити будь-яку вуглевміщуючу речовину в технічно-доскональне пальне - газ; цінну хімічну сировину - смолу, феноли, газовий бензин та первинний газ; сировину для будматеріалів або добрива - коксозольний залишок або золу. Крім того, утилізація величезної кількості антропогенних відходів, що накопичені в промислових регіонах, та використання поновлювальних палив рослинного походження допоможуть вирішити соціальні, енергетичні та екологічні проблеми.

Ї 5 ее з ;

КЕ - гЯ зн чн п Ї ій

Б. К т з Е ЇЇ | ще Я ге В

Е а ня БІВ ЕЕ нові ЩІК

Зв 8 Ве Б во Бе сі с КУ Я їз І

ЗА в Гу му Ен УЗ г ск

ЕЕ во ЕНІД їх вв

Кк врч В й ї и в п щу ОКУ лоти ВАЛ сет НА Ге а - ше ЕХ Гиккае ЖИ дети а злак лож ек Ж Ех ча три НА НО п БО ОКО Бл М зЖиї» Кам ТУ рих ни те сбіжвх Я НД і Уж и Фх ПАЯННЯ поЛК 8. ма и Ї и 5 й ре .: пе НИ ОНИ дриг. Що

АК. М ПА І в ик я Мене но а вла ли в Я ; йти Ци, ЧА СОЯ Вк ди

МАЕ Сом ЗОЛИ Оу У плати рт | и у р и ОБ в ЛА ма и АНЯ ВЕ р. й ск ух 4 й НЕ ди сах а ЗИ ж: а 7 /й , й й ще й чи Ка х хх рам й ой р В ВК ис в'я ша од я ня он о При жі нки НН пиши МИ КИ КА и Ми вух чи тв И пак жи ШИ а ії рими мн шани ИН Б Я Ши

В Є по Ми МАЛ Ам га байт м т

На же ши «у. ол М ай пи и рн

М: ск ГУСИ й ті «я 4 КИ зи чл ЩО «шви, й, , ; НИ Ка яки ф п ни А м и но я ня Но ИЙ

А Ми, р Б: НИ би а, У «І же. ж ; р В Вис ОА СА ШО ВЯ ре ВУ б ну зу АНІ ОА р ни ни Ма о вон вл ли МА т кі ЖИ, й рев ЗЛА ие шими мА Би;

Ко віру У й ч й Льв ик! я й й з. В З «я м з ще щі Х с НЕ БЕ

КІВ г СЕ: шк г й

Фіг.1

- - їв а Ко о т я чі я Е її - Я КЕ чт ра с ший геї т о

А в ок я вії ще

З Еш Віж вк У ер х й Кіз 5 як І г зи Еш ши ШЕ Ше

Я Вів 85 Я ВІ Я щі реве: вв ре пя окт ій тот у нан од м КДД БАН з як ниж с ан ки пла КА

С Я а я НН р и КЛЮЧ КА

Я ша М ОО Я ко ЕН в ря и ННІ Я НИ НЯ А, п; лий Яд Яд Ані МЕ при, щи

БЕ А ЛЕ ВОВК; але ура Іа и я ех ЧЕ пак пу Й ех е. чик, ря пе Сх пт. | гу - ж да а аа ВОЛІ МАЛО 2 «Й пи води ой Кол пат пат, «й, пли с ма ор наи и оса а ри пряма Я ИЙ м М НН СОДИ каси а У р я Я ВУХ

ШЕ щи РЕ ий й І МАЗІ ШІ ки з МК зд

КУ жи ке Ки Зх щ р а ІЗ бере р вки УК паїти і на хи ково мин ман ОНА МУ е У, зак й и би и, а шия св, ши -- І кі нан ВИРІ ИН их 1 щк м и йод бкду а бити й; - як не кожи аа ВТ т руни «. й не нн м а и и ни ре тя ба Аа яті ИЙ Ши була бий ше ВИ али у аа пря я па Кай 7 я ви Є ще с, ий МК, шк жи " «КК. и ЗК . г риччнаня миня м сг Гр що ПИжсйрих бу Уж, ша

Р: ВАМИ па жк пора ВАМ и МРІЙ

А сАсЯ ков БО КІ НО Я - Б или й кох влад лалає Вина ЗАЛИ вили ків сів І:

Ку Це в щ

ЧЕ - ДЕ їз вія Я

Фіг.2

Claims (4)

1. Спосіб газифікації вуглецевмісних речовин з попередньою сухою перегонкою в батареї, яка скомпонована із реакційних камер, що мають форму паралелепіпеда, який відрізняється тим, що в камери, які розділені між собою теплопередавальними стінками, через одну, умовно в непарні, завантажують вуглецевмісну речовину 1 після герметизації здійснюють в них процес сухої перегонки за рахунок теплоти, що передається через стінку, та утворюється в процесі прямої щшарової газифікації продуктів сухої перегонки вуглецевмісної речовини, яку здійснюють в суміжних парних камерах шляхом подачі в них як газифікуючих агентів повітря або кисню, або води, або їх сумішей, при цьому газоподібні продукти сухої перегонки та газифікації відводять окремо, а після завершення процесу газифікації і припинення подачі газифікуючих агентів, Із парних камер вивантажують коксозольний залишок або золу, а в них завантажують вуглецевмісну речовину, герметизують їх і після цього в непарні камери подають газифікуючі агенти для газифікації продуктів сухої перегонки, таким чином цикл завершують і повторюють в тому ж порядку, при цьому камери в батареї через одну навперемінно і одночасно експлуатують в режимах сухої перегонки та газифікації -обігріву.

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що теплоту коксозольного залишку або золи, газоподібних продуктів сухої перегонки та газифікації утилізують, нагріваючи газифікуючі агенти.

3. Спосіб за будь-яким з пп.! 1 2, який відрізняється тим, що в камери разом із вуглецевмісною речовиною завантажують сіркопоглинаючі речовини.

4. Спосіб за будь-яким з пп.1-3, який відрізняється тим, що воду, відведену разом з газоподібними продуктами сухої перегонки, використовують як газифікуючий агент.