Газификация в псевдоожиженном слое. Способ Winkler.

В 1926 г. Фрицем Винклером (концерн BASF) был разработан газогенератор с кипящим слоем /4/. Эта технология послужила основой современных процессов HTW (Hoch-Temperatur Winkler) и KRW (Kellogg-Rust-Westinghouse) и др.

Процесс Winkler основан на использовании псевдоожиженного топлива. Принцип газификации мелкозернистого топлива в кипящем слое заключается в том, что при определенной скорости дутья и крупности топлива лежащий на решетке слой топлива приходит в движение. Газогенератор показан на рис. 5.

В таких аппаратах газифицируют молодые высокореакционные угли, применяя в качестве газифицирующего агента пар в смеси с чистым кислородом, обогащенный кислородом воздух или просто воздух в зависимости от требований к конечному составу газа.

Газогенератор представляет coбой вертикальный цилиндрический (шахтный) аппарат, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом. Внизу газогенератора расположена колосниковая решетка с движущимся гребком для распределения дутья, она же служит для непрерывного удаления из газогенератора зольной части угля. Уголь поступает вниз шахты газогенератора. Туда же подается дутье (кислород, воздух) и пар. Это дутье и создает "кипящий» слой угля, который занимает 1/3 объема газогенератора. Температура газификации составляет 850 -1100 0С. В современных аппаратах давление 20—30 атм. Повышение температуры увеличивает скорость процесса газифика­ции топлива, способствует его полноте. Газификация в псевдоожиженном слое осуществляется по схеме, показанной на рис. 6.

Рис. 6. Схема газификации Winkler в псевдоожиженном слое:

1 -сырьевой бункер; 2 - газогенератор; 3- котед-утилизатор; 4- подогреватель;

5- мультициклон; 6- конденсотор-холодильник; 7 - дезинтегратор; 8 - каплеуловитель;

9 - отстойник; 10 - емкость для подсушивания пыли.

Дробленый и подсушенный, но не отсортированный уголь (преимущественно бурый, но также реакционноспособный камен­ный, буроугольный кокс или полукокс с концентрацией золы до 40%

и высоким содержанием пыли) вводят шнеком в псевдоожиженный

слой газогенератора. Золу, температура плавления кото­рой должна быть выше температуры газификации, выводят снизу через футерованную шахту, сужающуюся книзу. Полученный син­тез-газ для удаления основной части захваченной им пыли по­вторно газифицируют в верхней части газогенератора, а затем подвергают обработке в котле-утилизаторе, мультициклоне, кон­денсаторе-холодильнике и каплеуловителе. Степень газификации углерода достигает 90%, к. п. д. равен 82%. Состав сырого газа, получаемого в газогенераторе Winkler:

СО 30-50 (48,2)

Н2 36-46 (35,2)

CO2 13-25 (13,8)

СН4 1-2 (1,8)

N2 0,5-1,5 (0,9)

Преимущества способа Winkler определяются менее жесткими требованиями к исходному углю (в частности, можно газифицировать высокозольные и спекающиеся угли, хотя и с меньшей производительностью), а также большей гибкостью выработки заданного количества синтез-газа. Недостатки способа проистекают прежде всего из-за ограничений, обусловленных невысокой температурой газификации при атмосферном и слегка повышенно давлении, а также из-за наличия пыли в получаемом газе, который поэтому приходится очищать.

Ограничение по температуре газификации в способе Winkler (оно обусловлено низкой температурой плавления золы) может быть снято, если, непрерывно вводить в газогенератор инертную добавку. Благодаря этому температура плавления золы должна повыситься настолько, что станет возможна газификация при 1500°С. Классический способ Winkler реализован только при атмосфер­ном давлении, что является невыгодным для промышленных уста­новок. После того, как стало ясно, что современный процесс гази­фикации может быть экономичен лишь при повышенном давлении, была осуществлена дальнейшая разработка газификации но метолу Winkler

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru