Способ газификации пылевидных топлив под давлением и устройство для его осуществления — SU 1167194 (original) (raw)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК у 14 С 10 3 3/30 ЕТ И К 64 ПЫЛЕ ВИДНЫ ТРОЙСТВО ем ае- ок ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ ТОРСКОМУСВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ Х ТОПЛИВ ПОЛ ДАВЛЕНИЕМ И УС ДЛЯ ЕГО ОСУГ 1 ЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ газификации пылевидных топлив под давлением, предпочтительно под давлением 5-50 бар . парциальным окислением с кислородом или с гаэификационной средой, содержащей свободный кислород в летучем облаке, причем пылевидное топливо с помощью шлюзового сосуда высокого давления набором давления посредством газообразной вспомогательной среды доводится до давления гаэификационной системы и подводится ,к доватору,в нижнюю часть которого "течет" пыпевидное топливо в видеквазиспокойной сыпучей массы, где она путем вдувания газообразной среды, например газа-носителя, разрыхляется и через выступающий в нижнюю часть доэатора транспортирующий трубопровод с помощью потока газа-носителя подводится к горелке или горелкам реактора газификации, о т л ич а ю щ и й с я тем, что подав мый в нижнюю часть дозатора пот газа-носителя после ограниченного ЯО 11671 4 в отдельных местах разрыхления находящегося в нижней части пыле- видного топлива нли образования парциального кипящего слоя разделяет на первый частичный поток, насыщенный пылевидными топливами и притекающий к горелке или горелкам через транспортирующий тру=бопровод реактора газификации, и второй частичный поток, протекающий всю высоту сыпучей массы пылевидного топлива в доэаторе, причем отношение насыщенности пылевидного топлива к объему названного первого частичного потока в рабочем состоянии в транспортирующем трубопроводе больше, чем 300 кг/м, объем второго частичного потокаФсоответствует объему твердых частиц отведенного иэ дозатора через транспортирующий трубопровод количества пыли, отношение поперечного, сечения в свету транспортирующего трубопровода к свободному попе.речному сечению разрыхленной части сыпучей массы или парциального кипящего слоя выбирается (1:50)- (1:300), регулирование притекающего к горелке реактора газификации потока пыли осуществляется пут изменения количества подаваемого для разрыхления или завихрения в нижнюю часть дозатора потока газа- носителя, причем импульс для регулирования притекающего к горелке .потока пыли получают прямым замером притекающего к горелке потока пыли или замером устанавливающейся в реакторе газификации величины зависимой от потока пыли или от отно 15 1сфиг. 1 и 2) подводится в запаснойбункер 2. Запасной бункер "2 черезтрубопровод и за:",.орный орган 4 связан со шлюзовым сосудом 5 высокогодавления и через другой трубопроводи запорный орган 20 связан со шлюзовым сосудом 21 высокого давления.При закрытом запорном органе 20сначала, как и при варианте 1,производится снижение давления вшлюзовом сосуде 5, последний заполняется буроугольной пылью иэ запасного бункера 2 и через регулирующий вентиль 14 инертным газом через трубопровод 28 доводится до давления, равного давлению в дозаторе 7Во время этих процессов шлюзовой сосуд 21 высокого давления через открытую запорную арматуру 22 и устройство грубой дозировки 23, находящееся под давлением и выполненноев виде ячейкового барабана с регулируемым числом оборотов, связан сдозатором 7. При этом содержимоешлюзового сосуда 21 высокого давления через устройство 23 грубойдозировки поступает в дозатор 7,причем устройство 23 управляетсяуровнемером 17 так, что в заданных пределах уровень в дозаторе 7поддерживается постоянным, 0 20 Два шлюзовых сосуда высокого давления позволяют уменьшить пределы колебания уровня в дозаторе . Это повышает точность дозировки и уменьшает размер, особе.;но диаметр. доэатора. Поэтому такое исполнение целесообразно особенно при высокихмощностях установки.111. Вариант устройства (фиг.4и 5) с применением только одногодозатора, пылевидным топливом снабжаются некоторые отдельные и регул .- руемые горелки одного реактора газификации.Нижняя часть 8 дозатора 7 разделена тремя звездообразно расположенными разделительными перегорадками 38 на три одинаковых секторных участка. Эти участки по отношению к верхней части дозатора открыты, так что пылевидное топливо из верх ней части может свободно поступать в нижнюю. Разделительные перегородки разделяют также проточное дн".ще 24 и промежуточное пространство между проточным днищем и наружной стенкой днища нижней части. Каждый образовавшийся за счет разделите.;"аной перегородки участок нижней частиЗ 0 под проточным,днищем имеет подводдля сепаратно регулируемого ввода40 55 Если шлюзовой сосуд 21 высокогодавления опорожнен, уровнемер 27дает сигнал, который вызывает открытие запорного органа 6 и закрытие запорного органа 22. Затем буроугольная пыль из шлюзового сосуда5 высокого давления подается в дозатор 7, в то время как в сосуде21 высокого давления через регулирующий вентиль 26 снижается давление. После открытия запорногооргана 20 сосуд 21 высокого давления заполняется буроугольной пылью.После получения сигнала максимального значения уровнемера 27 запорный орган 20 закрывается, черезрегулирующий вентиль 25 инертным газом сосуд высокого давления 21 доводится до давления, равного дав-лению в доэаторе 7, и, следователь но, уровнемер 18 на сосуде 21 высокого давления готов для следующей разгрузки в дозатор 7. Работа дозатора и подвод потока пыли к реактору газификации по вариантам 1 и 11 аналогичны. газа-носителя который поступает через проточное днище сквозь им:ащуюся сыпучую массу "в соответствую= щем участке нижней части и разрыхляет ее с образованием парциальных кипящих слоев. В каждом из этих участков заканчивается вертикально подведенный сверху трубопровод 9 для отвода газа-носителя и потока пыли к каждой соответственно прикрепленной горелке 30 реактора 31,Регулирование потока пыли в этом варианте производится преимущественно с помощью точек 16 замера потокапыли в отдельных транспортирующихтрубопроводах 9, показания которыхвоздействуют на установочные вентили 10 в соответственных линиях подвода газа-носителя,Подвод пыли в дозатор идальнейший ходпроцесса в реакторе газификациианалогичны описанным. Применение предлагаемой установки для газификации буроугольной пыли обеспечивает следующие производственные показатели;Топливо-буроугольная пыль1167194 10 10 10 Газ-носитель Азот Неочищенныйгаз собствен 4950 Показатели НОГО ПРОИЗВОДства 10 0 17 Измельченность, Х остатка на сите 0,2 ммСодержание влаги, ХСодержание золы,Х Теплотворность, ккал/кгРасход топлива, т/чРабочее давление,18В таблице приведены показатели теплотворности и выхода газа-носителя в нормальном состоянии.инертном газе дл шлюзовом сосуде 6 Потребность в техническом кислородедля газификации(963 О,) м /ч в нормальком состоянииПотребность в паредля газиФикации,т/ч 680 1,85 Потребность вбора давления всокого давленияДавление,бар 35Количество газа,м/ч в нормальномсостоянии 750Потребность в газе-носителеДавление,бар 35Количество газа,м /ч в нормальномсостоянии 50Теппотворность,ккал/и 00 2500 Производствонеочищенногогаза (нетто),м /ч 14000 1320 52,2 54,5 31,0 32,3 11,3 11,8 0,4 . 0,4 5,1 11 етением по резуль-ф осуществленной бретательству.Тереской Республики. СО Признано изобр татам экспертизы, ВЕДОМСтном по ИЗо манской Демократич Состав неочищенного газа (сухого), Ж:3167194 Составитель Н, Стрижоваелинская Техред М,Пароцай Корректор Г.Решетиика Редактор Заказ 4389 2 филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная,4 Тираа 546 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Раушскщения потока пыли к количеству кис"лорода, притекающему эа единицувремени к горелке.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что производится попеременная работа подключенных перед дозатором нескольких, предпочтительно двух, шлюзовых сосудоввысокого давления таким образом,что постоянно или, исключая короткие периоды переключения, максимально до 107. всего времени как минимум один шлюзовый сосуд высокогодавления для обеспечения разгрузкисоединен с дозатором,3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что разгрузкашлюзового сосуда или сосудоввысокого давления в дозатор производится через устройство грубойдозировки или через регулируемоедроссельное устройство для потокапыли, причем в качестве устройствагрубой дозировки или регулируемогодроссельного устройства применяется,например, прочный при сжатии капсюлированный ячейковый барабан, дозирующий шнек для грубой дозировкиили шибер и при помощи известногоспособа замера уровня заполненияв доэаторе путем подачи импульсауправления устройством грубой дозировки или дроссельным устройствомпроизводится так, что в определенных пределах уровень в доэатореостается постоянным.4. Способ по пп, 1-3, о т л и"ч а ю щ и й с я тем, что для набора давления в шлюзовом сосудеили сосудах высокого давления и вкачестве газа-носителя применяютсятехнический азот или смесь азотас воздухом с содержанием кислорода менее 67, технический углекислый гаэ, горючий газ чужого производства, обратный горючий газ собственного производства, полученныйэтим способом, или его смесь. 5. Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что набор давления в шлюзовом сосуде или сосудах высокого давления осуществляется инертным газом, таким как азот, с максимальным содержанием кислорода 67. и/или техническим угле-" кислым газом, в качестве газа-носителя применяется горючий газ,6. Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что набор давления в шлюзовом сосуде или сосудах высокого давления осуществляется инертным газом, таким как азот, с максимальным содержанием кислорода 67 и/или техническим углекислым газом, в качестве газа-носителяприменяются воздух или смеси кислорода с инертным газом с максимальным содержанием кислорода до 213, 7, Способ по пп. 1-6, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качестве пылевидного топлива применяетсявысушенный, измельченный до крупности зерен предпочтительно менее 0,5 мм и с содержанием влаги до 127. бурый уголь, скорость газа-носителя в свободном сечении в нижнейчасти дозатора, составляет 0,005-.0,025 м/с, а скорость смеси пыль -гаэ-носитель в транспортирующемтрубопроводе от нижней части дозатора к горелке 1,0-7,0 м/с,8. Устройство для газификациипылевидных топлив под давлиниемо т л и ч а ю щ е е с я тем, чтодозатор состоит из шахтообразнойверхней части предпочтительно круг,лого сечения и иэ нижней части,открытой по отношению к шахтообразной верхней части, или несколькихнижних частей открытых по отношению к верхней шахтообраэной частиили из одной открытой по отношениюк верхней шахтообраэной части ина несколько участков разделеннойнижней части, причем нижняя частьили каждая иэ нижних. частей, иликаждый участок нижней части имеетпроточное днище, которое имеет неменее чем одно присоединение дляпотокорегулируемого ввода однойгазообразной среды, при этом вего или в их внутреннее пространствочерез боковую стенку или через проточное днище или шахтообразнуюверхнюю часть доэатора выступает одна или соответственно несколько служащих транспортирующим трубопрово:,дом труб, которые связаны с горелкой илигорелками реактора газификации,9. Устройство по п. 8, о т л ич а ю щ е е с я тем, что нижняячасть доэатора имеет меньшее сечение, чем шахтообразная верхняя часть, подгонка сечения верхней части к сечению нижней части или час-.тей, или к сечению разделенныхучастков нижней части осуществляется так, .что находящаяся в верхней части дозатора сыпучая массапылевидного топлива сползает внизпо сечению равномерно и беэ образования воронок в нижнюю часть иличасти, или в разделенные участкинижней части дозатора.10, Устройство по пп. 8 и 9о т л и ч а ю щ е е с я тем,что проточное днище при предусмотренных для газа-носителя температурных условиях и напорных скоростяхот 0,005 до 0,025 м/с имеет навсем поперечном сечении днищаотнесенную потерю давления, одинаковую или большую, чем величинапроизведения насыпного веса и высоты сыпучей массы пылевидного топлива в дозаторе.11. Устройство по пп. 8-10,о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтов линии подвода пылевидного топливак дозатору для потока пыли установлено известное устройство грубойдозировки или регулируемое дроссельное устройство и подвод над этим,устройством грубой дозировки илинад регулируемым дроссельным устройством разветвляется так, что в дозатор могут попеременно разгружатьсядва или больше шлюзовых сосуда высокого давления, верхняя часть дозатора оснащена известным устройствомдля замера уровня, которое черезсоответствующий регулятор связанос устройством грубой дозировки илидроссельным устройством, величинаи время циклов для снижения давления,заполнения, набора давления и разгрузки шлюзовых сосудов высокогодавления согласованы друг с другом,так что постоянно или, исключаякороткие периоды переключения, максимально 103 всего времени по меньшей мере один шлюзовой сосуд высоко 116794го давления через устройство грубойдозировки или регулируемое дроссельное устройство соединен с до затором для обеспечения разгрузки.12, Устройство по п.11, о т л ич а ю щ е е с я тем, что шлюзовыесосуды высокого давления имеют соответствующие известные приборы замера уровня заполнения, которые воздействуют на регулировку арматуршлюзовых сосудов высокого давления,так что при показании минимальногоуровня заполнения и нулевого уровня"Пусто" в одном соединенном дляразгрузки с дозатором шлюзовом сосуде высокого давления обеспечивается переключение на другой заполненный пылевидным топливом и находящийся под давлением шлюзовой сосуд.13. Устройство по пп. 8-12, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что втранспортирующем трубопроводе илитрубопроводах, идущих от нижнейчасти или нижних частей, или отразделенных участков нижней частидозатора к горелке или горелкам реактора газификации, установлены известные измерительные устройства потокапыли к горелке, которые через ре 1 гулятор воздействуют на установочную арматуру или арматуры в подводеили подводах газа-,носителя к проточному днищу или проточным днищам.14. Устройство по пн. 8"12, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что измерительный прибор устанавливающейсяв реакторе газификации величины, зависящей от потока пыли или от отношения потока пыли к поступающемук горелке эа единицу времени количеству кислорода, предпочтительнотемпературы в реакционном пространстве реактора, воздействует черезрегулятор на установочную арматуруили арматуры в.подводе или подводах,для газа-носителя к проточному днищу или проточным днищам, 1 Изобретение относится к способам и устройствам для газификации под2давлением пылевидных топлив для производства газов, содержащих СО и Н, 1167194которые непосредственно или последальнейшей очистки могут быть применены как горючий газ, синтез-газ,восстановительный газ, смесительныйкомпонент для городского газа и т.д,В качестве пылевидного топлива применяют измельченные до тонкой пылибурый и каменный уголь, а такжетонкоизмельченные твердые углеродсодержащие остатки обработки угляи нефти и твердые углеродсодержащиеорганические материалы другого происхождения, соответственно измельченные,(например, древесные опилки,старые покрышки, отходы синтетических материалов),Возможность проведения газификациипылевидных топлив с окислительным средством, содержащим свободныйкислород, в форме пламенной реакции,позволит больше разнообразить топлива. Особо важное значение при этомимеет обеспечение надежной подачипылевидного топлива и систему поддавлением и его равномерной дозировки.Для получения пульпы пылевидноетопливо необходимо смешать с жидкостью и с помощью насосов податьдозированно в систему под давлением,Жидкость - жидкий углеводород, например мазут или деготь, которыегаэифицируются вместе с пылевиднымтопливом. Для обеспечения перекачиваемости и максимального соотношениятвердое/жидкость (в зависимости отструктуры и теплотворности пылевидного твердого топлива), как правило,только 30-407 общей подведенной стопливом энергии можно покрыть пылевидным твердым топливом, в то времякак. большая часть энергии исходит отпримененного для получения пульпыжидкого углеводорода. Дпя полученияпульпы может быть применена и водав этом случае с помощью соответствующих насосов доведенная до давления системы газификации смесьпыль - вода проходит через подогреватель, в котором вода испаряется и перегревается так, что в самреактор газификации подводитсясмесь пыль - пар. Особенно при пористых, гигроскопических топливах,например мягкий бурый уголь, необходимая для его надежной перекачиваемости доля воды настолько высока, что после испарения и перегре 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ва части воды соотношение водянойпар - пыль во много раз превосходитнеобходимое для процесса газификацииоптимальное значение. Поэтому необходимо отделить часть водяногопара или воды от суспензии внутрисистемы под давлением или использовать дополнительные затраты на кислород в процессе газификации длятого, чтобы несмотря на высокийизбыток водяного пара обеспечитьдля переработки пыли достаточнуютемпературу в реакторе. Подобныенедостатки характерны при смешивании одной части пыли с водой идругой части пыли с жидким углеводородом, как это описано в РЕ - ОЯ2536 249.Известны способы газификациипыпевидных топлив под давлением,согласно которым пыль подается через периодически работающий шлюзовой сосуд высокого давления внаходящийся под давлением газификации промежуточный сосуд. Из этогососуда пылевидное топливо с помощью механического дозировочногоустройства, например шнека с регулируемым числом оборотов, подается в поток газа-носителя, которыйтранспортирует пылевидное топливок горелке реактора, В качествегазообразной среды-носителя используют кислород, водяной пар и/илиСО , азот, горючие газы другогопроисхождения или обратный охлажденный и очищенный газ, полученныйв самом процессе.Для обеспечения удовлетворительного поступления пыпевидного топливак горелке необходимы относительновысокие скорости в транспортирующемтрубопроводе от механического дозировочного устройства к горелке ипри высоком давлении газификациибольшое количество газообразныхсред-носителей. Это ведет в зависимости от вида применяемого длятранспортировки газа к повышеннымудельному потреблению кислорода иуровню инертных газов (И,) в полученном газе, трудоемкой связаннойс потерями рекомпрессии и обратнойподаче больших долей производственного газа,В случае применения в горелкетехнического кислорода в качествегаза-носителя с нормальным давлениемвозрастают опасность образования взрывоопасных смесей пыль - кисло род в подводе к горелке и в горелке, а также опасность обратного удара пламени с возрастающим технологическим давлением. Поэтому этот вариант в процессах газификации под давлением неприемлем. Зта группа способов характеризуется также неудовлетворительной работой механического дозировочного устройства в системе под давлением, так как высокая точность дозировки зависит от чувствительности к помехам или частых ремонтных работ.Такие же проблемы характерны в группе способов, согласно которым подвод пыли в систему под давлением происходит через непрерыв но или квазинепрерывнс работающий пылевой насос по принципу центробежной силы (Патент ЭЕ - 2617490) или по принципу вытеснения (Патенты РЕ - 1252839 и ПЕ - 1262494).Для подачи и дозировки угольной пыли в реактор газификации используется система кипящего слоя,состоящая из шлюзового сосуда высокого давления, в котором пылевидное топливо в переменном процессе путем ввода инертного газа доводится до давления системы газификации и сосуда под давлением, в который пылевидное топливо перепускается из шлюзового сосуда высокого давления и в котором путем поддувки инертного газа происходит псевдоожижение топлива. Иэ этого сосуда поток пыливместе с частью инертного газа,применяемого для псевдоожижения, посту-. ,пает к горелке реактора газификации, Величина потока определяется плотностью кипящего слоя и разницей давлений между указанным сосудом поддавлением и реактором газификации, В таком устройстве системы (Знциклопедия технических газов Ульмана, т. 10. - "Газификация угля") достигается очень большое отношение твердого вещества к газу (около 300 кг/м газа-носителя). Однако подцержание кипящего слоя требует циркуляционной линии псевдоожижающего инертного газа с трудоемкими установками обеспыливания и компрессией, так что известное решение также неприемлемо. (Меуниер, "Газификация и окислительное превращение топлив", Вейнгейм, 1962),Цель изобретения - создание способа и устройства для газификации пылевидных топлив под более высоким давлением с высокими равномерностью и надежностью и низким расходом газ-носителя в системе для подачи, дозировки и подвода пыли к горелке реактора газификации аЗадача изобретения - создание способа для газификации пылевидных топлив под более высоким давлением, предпочтительно при давлениях 5- 50 бар, при котором подача пыле- видного топлива в систему под давлением, его дозировка и подвод к горелке реактора газификации пооисходит с помощью газа-носителя.Согласно предлагаемому способу достигаются высокие загрузочные отношения твердого вещества к гаэуносителю (в рабочем состоянии ) 300 кг/м газа-носителя) и высокие удельные мощности подачи в подводе к горелке и, кроме того, высокая точность дозировки потока пьши к горелке, уменьшается расходгаза-носителя для поддержания кипящих слоев и обеспечивается высокая эксплуатационная надежность.Способ осуществляется следующим образом.Используемое для газификации пылевидное топливо из запасного бункера поц атмосферным давлением подается в шлюзовой сосуд высокого давления. Вводом, сжатого инертного газа., например азота или углекислого газа, давление в этом шлюзовом сосуде доводится до давления, которое немного превышает давление в реакторе газификации. Находящееся под давлением пыпевидноетопливо подается в следующий сосуд под давлением - дозатор, В нижней части дозатора путем подачи газообразной среды сыпучая масса пылиразрыхляется так, что пылевидное топливо вместе с газом-носителем подаваемым, через транспортирующий трубопровод, начинающийся в нижней части дозатора и выступающий в нижнюю часть дозатора, поступает к горелке реактора газификации,Отношение свободного сечениятранспортирующего трубопровода к7 116 У 194 всвободному сечению нижней части до- результате этого взатора составляет (1:50)"(1;300). , расположение дозатоПыпевидное топливо в нижней час- Кроме того, в отделти дозатора разрыхляется до парциаль- трубопровода можноного (ограниченного нижней частью) 5 подвести очень малыкипящего слоя. газа-носителя, дляСыпучая масса пылевидного топлива, прерывности трансполежащая над нижней частью дозатора, Точность дозировимеет характер "спокойной массы", топлива, т.е. обраткоторая в соответствии с отбором пы приведенного к средлевидного топлива к реактору гази- ли диапазона колебаВикации медленно сползает вниз и, значений "текучестикак правило, омывается только газом чем меньше подверже(относительно небольшим), количест- дозаторе уровень сыво которого соответствует объему 15 . Если дозатор скотвердого вещества в отобранной иэ шлюзовым сосудом выдозатора пыли, то он должен быть о 35 40 45 Поток газа-носителя насыщается пылевидным топливом, например 500 кг пыли на 1.м газа-носителя в рабочем процессе при чистой плотности пыли 1,4 г/см . Изменяя подведенное в нижнюю часть дозатора ко. личество газа-носителя, можно регулировать поступающий в реактор поток пыли (кг пылевидного топлива на единицу времени), причем в широком диапазоне соотношение насыщен. ности пыль - газ-носитель остается постоянным. Поэтому регулировка подвода топлива к реактору газификации производится соответствующим изменением потока газа-носителя в нижнюю часть дозатора.В качестве регулирующего импульса, например, может применяться непосредственное измерение потока пыли в линии подвода к горелке, дифференциальное измерение заполнения дозатора или зависящая от подвода пыли или соотношения пыль - кислород измеримая в реакторе газификации величина, например установившаяся в реакционном пространстве реактора температура.Служащий для отвода потокапыль - газ-носитель выступающий в нижнюю часть дозатора транспортирующий трубопровод может. быть подведен в разрыхленную часть сыпучей .массы горизонтально или вертикально снизу .или сверху. Непрерывность транспорта иэ-за изменений направлений подвода транспортирующего трубопровода к горелке не оказывает отрицательного влияния при достаточно больших радиусах колен. В озможно любое ра и реактора.ьных точках дополнительно е количества обеспечения нертировки.ки пылевидного ное значение нему потоку пыний моментальныхпыли тем вышее, н колебаниям в лучей массы.мпонован со сокого давления, тносительно большим, в особенности иметь относительно большое сечение в верхней части, с тем, чтобы можно было под. держивать достаточно низкими относительные колебания уровня сыпучей массы в доэаторе во время циклов заполнения, набора давления, отбора и снижения давления в шлюзовом сосуде высокого давления, Поэтому ко другому варианту в предлагаемом устройстве предусмотрена компоновка двух или более параллельно работающих шлюзовых сосудов высокого давления, которые заполняются и разгружаются в дозаторе попеременно.В результате действия силы тяжести разгрузка шлюзового сосуда высокого давления в дозатор происходит "вытеканием" через установленный над дозатором регулируемый дроссельный орган для потока пьци, управляемый с помощью замера уровня сыпучей массы в дозаторе.Известные измерительные приборы для замера уровня заполнения в шлюзовых сосудах высокого давления после разгрузки первого шлюза обеспечивают приток пыли из второго шлюза, снижение давления, новое заполнение и набор давления первого шлюза и наоборот. Так как необходимая точность регулировки притока пыли к дозатору меньше на порядки величин, чем при,дозировке потока пыли к горелке, в регулируемом дроссельном органе используются малоизнашивающиеся и нетребующие особого ухода устройства, например ячейковые барабаны или шиберы.9 11671Предлагаемое устройство наиболееэффективно если количество и размер шлюзовых сосудов высокого давления и также время циклов заполнения для снижения давления, набора давления и разгрузки сосуда и ритм включения отдельных сосудов согла.г , сованы между собой так, что в каждый момент времени по меньшей мере один сосуд связан с дозатором для 1 О разгрузки или имеетсятолько короткая пауза переключения (до около 10 всего времени) между отключением опорожненного сосуда и подключением наполненного и находящего ся под давлением сосуда.1 Впозовой сосуд высокого давления может быть оснащен известными устройствами для замера уровня заполнения, которые сигнализируют 20 минимальный или нулевой уровень сосуда и одновременно переключаются на заполненный находящийся под давлением другой сосуд.Нижняя часть доэатора, где под держивается парциальиый кипящий слой, выполнена меньшего диаметра, чем верхняя. Поэтому предусмотрено сужение верхней части до диаметра нижней части, например, с помощью конических промежуточных деталей, причем это сужение в зависимости от текучей способности пылевидного топлива должно обеспечить равномерное понижение уровня сыпучей массы беэ образования воронок.Для обеспечения очень высоких отношений насыщенности пылевидноготоплива к газу-носителю (более 400 кг/м в рабочем состоянии) и 40 высоких потоков количества пыли должен поддерживаться оптимальным диаметр в свету подводящего к горелке трубопровода. Соотношение поперечного сечения транспортирующего тру бопровода к сечению нижней части дозатора зависит от,мощности установки и от текучих свойств пьцти и находится в диапазоне (1:50)- (1:300). 50Однородность суспензии пыль -газ-носитель, подаваемой к горелке, и точность регулирования потока пьщи достигаются, если через все поперечное сечение обеспечивается 55значительное гомогенное распределение подаваемого газа-носителя в нижней части дозатора. Поэтому 94 10газ-носитель подается в сыпучую массу пыли через проточные днища из пористого материала, при нормальной работе имеющие потерю давления, которая соответствует весу сыпучей массы на единицу площади поперечного сечения, В качестве материала для проточных днищ могут применяться, например, плиты из металлокерамики, войлочные плиты и др.Для достижения оптимальной производительности высокой надежности против опасности прорывов кислорода в подключенные после реактора холодные участки установки при нарушениях и повреждениях горелки реактор газификации оснащают двумя ига несколькими независимо друг от друга работающими горелками.В таком случае соответственно числу горелок монтируют несколько дозаторов с относящимися к ним шлюзовыми сосудами высокого давления и другими устройствами.Дозатор может иметь несколько нижних частей или разделенную на несколько отдельных участков нижнюю часть, Б каждой из этих нижних частей или в каждом отдельном участке нижней части путем подачи сепаратного потока газа-носителя может воспроизводиться парциальный кипящий слой и пыль через погружающийся в соответственную нижнюю часть трубопровода или его участок подводится к одной из сепаратных горелок, При этом пычевидное топливо из общей верхней части дозатора сползает в отдельные нижние частя или в отдельные участки нижней части.Для набора давления в одном или нескольких шлюзовых сосудах высокого давления в качестве газа-носителя может применяться одна и та же газообразная среда, например азот, углекислый газ, обратный и вновь сжатый горючий газ собственного производства, горючие газы другого происхождения или смеси этих газов.Во избежание образования воспламеняющихся и взрывоопасных смесей угольной пыли, инертного газа и кислорода в шлюзовом сосуде высокого давления в зависимости от вида и подготовки пылевидного топлива необ11671 ходимо ограничить содержание кислорода до значений ниже 67.Можно также использовать водяной пар, однако в этом случае необходим высокий перегрев этого пара и/или 5 высокий подогрев пылевидного топлива для исключения конденсации водяного пара на пылевидном топливе, вследствие чего применение пара нерационально, 1 ОДля набора давления в шлюзовом сосуде (сосудах) высокого давления в качестве газа-носителя можно использовать воздух или смесь инертного газа с кислородом с содержанием 15 кислорода до 213, так как концентрация пыли смесей пыль - газ-носитель в каждой Фазе производственного процесса лежит выше предела взрыва. В этом случае кислород, 20 содержащийся в газе-носителе, используется в процессе газификации, таким образом снижается потребность в кислороде для газификации и одновременно уменьшается уровень 25 инертного газа в неочищенном газе приблизительно на 20 Ж.Возможен вариант применения для набора давления в шлюзовом сосуде инертного газа, преимущественно 30 азота и в качестве газа-носителя горючего газа собственного или другого производства. В этом случае горючий газ притекает в полном объеме к реактору газификации так, что имеющаяся в этом газе теплотворность используется в процессе. В то же время этот газ является дешевым инертным газом, который после обеспыливания может беэ значительно го загрязнения и опасности для окружающей среды выделяться в атмосферу. На фиг,1 приведена схема реализации способа газификации под давлением пылевидных топлив на Фиг.2 - 45 схема системы подвода и дозировки пылевидного .топлива, вариант исполнения с одним шлюзовым сосудом высокого давления, на Фиг.3 - то же, вариант исполнения с попеременной 50 работой двух шлюзовых сосудов высокого давления; на фиг.4 - схема доза- тора с одной разделенной на три участка нижней частью для снабжения трех сепаратных горелок реактора 55 газификации, на фиг.5 - .система подвода и дозировки пылевидного топлива по варианту с доватором соглас-. Дозатор 7 состоит из шахтообразной верхней части с цилиндрическим поперечным сечением, оснащенной уровнемером 17 и из нижней части 8 с меньшим диаметром, которая соединена с верхней частью конической промежуточной деталью.13 1167Лнище нижней части 8 двойное,причем внутренняя часть его оформлена в виде пористого проточного днища.Через регулирующий вентиль О впромежуточное пространство междувнешней частью днища и выполненнойв виде проточного днища внутреннейчастью вводится поток газа-носителя.В устройстве по варианту изображенному на фиг,2 через трубопровод 1 О28 подводится инертный тот же гаэноситель, что и для набора давления в шлюзовом сосуде, На фиг,1 показан случай, когда через трубопроводы 34.и 35 в шлюзовой сосуд высокого давления и нижнюю часть дозатора подают разные газы, Черезтрубопровод 34 в этом примереподводится технический азот, которыйполучают при производстве необходимо го для газификации кислорода, а через трубопровод 35 и циркуляционный компрессор 37 - газ собственного производства./Применяемая в качестве газаносителя газообразная среда проходит сквозь проточное днище в нижнюючасть дозатора и разрыхляет находящуюся в нижней части дозатора буроугольную пыль настолько, что возни- ЗОкает местный ограниченный (парциальный) кипящий слой. Разрыхленнаябуроугольная пыль в очень плотнойфазе уносится газом-носителем черезпогруженную свеРху в кипящий слой 35транспортирующую трубу 9 и этим самым буроугольная пыль и газ-носитель подводятся к горелке 30реактора 31 газификации.Поток масс буроугольной пыпи втранспортирующей трубе 9 в широкомдиапазоне почти пропорционаленколичеству протекающего газа-носителя. Регулирование потока буроугольной пыли к горелке производится регулированием потока газа-носителя с помощью регулирующего вентиля 10, который получает свой импульс (на примере фиг.2), от устройства 16 замера потока пыли на 5 Отрубопроводе 9,Можно использовать в качестверегулирующего импульса регулирующеговентиля 10 установившуюся в зонереакции реактора 31 и измеряемую 55в точке 13 замера температуру, которая обычно является функцией потокабуроугольной пыли к горелке (фиг.1) . йПри необходимости имеется возможность через вентиль 11 и одно илинесколько параллельных мест 12подвода ввести в трубопровод 9 небольшие количества дополнительногогаза-носителя. Это особенно в периодзапуска и при плохих текучих свойствах буроугольной пыли (например,из-за большой доли волокнистых древесковидных составных частей) стабилизирует поток пыли с газом-носителем и снижает возможность забивкитрубопровода в местах поворотов.Поток буроугольной пыли черезтрубопровод,9 попадает в горелку 30реактора 31. В горелке буроугольная пыль контактирует со смесью технического кислорода и водяного пара,которая подводится через трубопровод 36 к горелке.Буроугольная пыль и смесь технического кислорода и водяного парареагируют между собой в реакционномпространстве реактора 31 в виде пламени при температурах порядка 1500 Си давлении немного меньшем, чем вдозаторе 7 (около 29,5 бар), Полученный неочищенный газ проходитчерез последующие охладительные, конденсационные и газоочистные установки 32 и подается (отводом 33) длядальнейшего его использования,В нижнюю часть 8 доэатора 7подается 65 мз в нормальном состоянии газа"носителя, соответственнооколо 2,35 м в рабочем состояниина каждую тонну перерабатываемойбуроугольной пыли, Проточное днищевыполнено так, что при скоростигаза-носителя в 0,025 мс (нормальная нагрузка) в нижней части дозатора потери давления в днище составляют 0,2 бар.1 еЮТрубопроводом транспортируетсясмесь буроугольной пыли и гаэаносителя (500 кг буроугольной пылина каждый 1 м газа-носителя в рабочем состоянии или же 15,5 кг/мв нормальном состоянии). Трубопроводрассчитан на скорость смеси пылис газом-носителем в 3,4 м/с.11. По варианту изображенномуна фиг.1 и 3 для питания доэатора7 применяется два шлюзовых сосудаэ и 21 высокого давленич, работающихпопеременно.Буроугольная пыль (свойства аналогичны пыли по варианту, изображенному на

Смотреть

Способ газификации пылевидных топлив под давлением и устройство для его осуществления