Файл: Методы газификации.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.01.2024

Просмотров: 68

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Методы газификацииК настоящему времени освоены различные модификации промышленных процессов газификации углей, наиболее распространенными из которых являются технологии: Лурги (стационарный слой кускового угля); Винклера (кипящий слой угольных частиц); Копперс–Тотцека (пылеугольный поток); Тексако (водоугольная суспензия) и их различные модификации. На опытно-промышленном уровне сейчас отрабатывается около 20 технологий газификации угля нового поколения. Эффективность процессов газификации может существенно повышаться при использовании соответствующих катализаторов, позволяющих снижать температуру при сохранении высокой скорости процесса и регулировать состав продуктов.Воздействие катализатора на процесс газификации твердого топлива иллюстрируется схемой (рисунок 3). Рисунок 3 – Процесс газификации угляКатализатор может ускорять как реакции прямого превращения углерода в газообразные соединения (маршрут 1), так и газофазные реакции продуктов термического превращения угля (маршрут 2). До настоящего времени преимущественно разрабатывали процессы каталитической газификации, основанные на ускорении реакции прямого превращения угля в газообразные соединения. В этих случаях для эффективного воздействия катализатора необходимо обеспечить его хороший контакт с твердым сырьем. Для этого используют катализаторы, наносимые на поверхность угля, а также способные плавиться или возгоняться в условиях процесса, проникая в поры угля.Наиболее распространенными катализатороми процесса газификации углей являются соединения щелочных, щелочноземельных и некоторых переходных (Ni, Fe, Co) металлов.Среди технологий, проходящих опытно-промышленную отработку, следует выделить в качестве наиболее перспективных:1 процесс ЭКСОН – каталитическая газификация угля водяным паром в кипящем слое;2 процесс МОЛТЕН СОЛТ – парокислородная газификация при повышенном давлении и расплаве соды;3 процесс ПАТГАЗ – газификация при атмосферном давлении в расплаве железа. Применяемые расплавы играют роль теплоносителя и катализатора.Вспомним кратко классификацию газогенераторов:По роду процесса – газогенераторы для получения: а) воздушного газа; б) водяного газа; в) смешанного газа.По характеру слоя: а) с плотным слоем; б) со взвешенным слоем; в) с «кипящим» слоем.По давлению, при котором протекает процесс: а) атмосферные; б) высокого давления.По степени механизации процесса: а) немеханизированные; б) полумеханизированные; в) механизированные.Технология ЛургиНаиболее перспективной в настоящее время представляется газификация крупнозернистого топлива в плотном слое методом Lurgi, осуществляемым при повышенном давлении. Этот метод применяется на 16 заводах разных стран мира, на которых эксплуатируется более 60 газогенераторов Lurgi.В газогенераторе Lurgi (рисунок 3) исходный уголь (размер частиц 5–30 мм) из бункера 2 периодически загружают в шахту 7 газогенератора, снабженную водяной рубашкой 12. При помощи охлаждаемого вращающегося распределителя 5 и перемешивающего устройства 6 топливо равномерно распределяется по сечению аппарата. Парокислородное дутье подают под вращающуюся колосниковую решетку 11, на которой находится слой золы. Этот слой способствует равномерному распределению газифицирующего агента. При вращении колосниковой решетки избыточное количество золы с помощью ножей 8 сбрасывают в бункер 14. Образующийся в аппарате газ проходит скруббер 10, где предварительно очищается от угольной пыли и смолы (в случае необходимости смолу можно возвратить в шахту газогенератора). Вращение распределителя 5 и колосниковой решетки 11 осуществляется от приводов 4 и 9. 1, 3, 13, 15 – Затворы; 2, 14 – бункеры; 4, 9 – приводы; 5 – распределитель угля; 6 – перемешивающее устройство; 7 – шахта; 8 – ножи; 10 – скруббер; 11 – колосниковая решетка; 12 – водяная рубашка. Рисунок 3 - Газогенератор LurgiВ шахте газогенератора поддерживают давление 3 МПа, поэтому, чтобы обеспечить безопасную загрузку топлива и выгрузку золы, каждый из бункеров 2 и 14 снабжают двумя конусообразными затворами 1, 3, 13 и 15. При загрузке топлива в бункер 2 затвор 1 открыт, а затвор 3 закрыт. Для передачи топлива в шахту затвор 1 закрывают, по обводной газовой линии соединяют бункер с шахтой газогенератора (для выравнивания давления) и открывают затвор 5. Перед следующей загрузкой топлива в бункер 2 закрывают затвор 3, сбрасывают газ в линию низкого давления, продувают бункер азотом или водяным паром, а затем открывают затвор 1.Аналогично осуществляют выгрузку золы из бункера 14. Типичный газогенератор Lurgi имеет диаметр 4–5 м, высоту 7–8 м (без бункеров) и производительность по углю 600–1000 т/сутки.На рисунке 4 показана принципиальная технологическая схема газификации угля по методу Lurgi. В таблице 1 приведены основные показатели схемы газификации по методу Lurgi. А – производство газа; Б – конверсия оксида углерода; В – очистка газа от диоксида углерода метанолом; Г – извлечение фенолов из сточных водРисунок 4 – Схема газификации угля в плотном слое по методу LurgiУголь с размерами 5—30 мм подается через шлюз. Вращающийся питатель распределяет его по вращающейся решетке. Парокислородное дутье подается под решетку противотоком к реагирующему опускающемуся углю. Вначале смесь проходит сквозь слой горячего шлака, лежащего на решетке, и подогревается. Затем газы поступают в зону горения кокса, где температура достигает 1300—1500 К. Из этой зоны горячие газы попадают в зону газификации, где протекают эндотермические реакции, и Т газов снижается. При Т 1000— 1123 К реакции прекращаются и продукты газификации, продолжая подниматься, осуществляют термическое разложение сырого угля в верхней части слоя и уносят с собой его продукты. На выходе из слоя газы имеют Т 600— 800 К. Непосредственно к газификатору примыкает скруббер-холодильник, в котором полученный газ промывается водой и охлаждается. Шлак проваливается сквозь решетку и попадает в бункер, откуда периодически удаляется через шлюз.Таблица1 –Основные показатели методов газификации твердых топлив

Технология Винклера

Технология Копперс–Тотцека

Технология Тексако



Указанные процессы газификации очень материалоемкие, трудозатратные и дорогостоящие.

Смотрите также файлы