Газификация пылевидного топлива

Способ Koppers—Totzek.

В 1944—1945 гг. Генрихом Копперсом и Фридрихом Тотцеком был разработан пылеугольный газогенератор с жидким шлакоудалением. Первый промышленный газогенератор этого типа был вве­ден в эксплуатацию в 1952 г. как первая попытка создать универ­сальный процесс для газификации твердого топлива любого типа – от молодых бурых углей до каменных углей и антрацитовой пыли /1/.

Способ Koppers-Totzek предъявляет мало требований к фи­зическим и химическим свойствам загружаемого топлива. Нужно, чтобы оно было измельчено до частиц менее 0,1 мм. причем в зависимости от вида топлива к нему добавляют определенное ко­личество более крупной фракции. По экономическим причинам желательно, чтобы содержание золы в топливе было ниже 40%, а остаточная влажность не превышала 6—8% (для бурых углей) или 1—2% (для каменных). Сушку и измельчение угля осуществ­ляют в одну операцию. Для сушки используют горячий дымовой газ, получаемый при сжигании угля. От­деление от угольной пыли более крупных частиц происходит в Циклоне; оставшуюся в газе пыль выделяют в электро­фильтре.

Газогенератор представляет собой горизонтальную камеру (рис.7), футерованную высокотермостойким материалом. Форсунки для подачи исходных веществ размещены в расположенных друг против друга торцевых поверхностях реакционной камеры.

Рис. 7. Газогенератор Koppers-Totzek:

1,3- бункеры-дозаторы; 2-газогенератор; 4- система удаления шлака.

Пылевидный уголь потоком азота подают в расходные бункеры газогенератора. Оттуда его забирают, тщательно перемешивают с кислородом и вводят смесь

в реакционную камеру.

Соотноше­ние кислорода, угольной пыли и водяного пара выбирают таким, чтобы была достигнута требуемая температура. Особенность этого процесса — отделение большей части золы в жидком виде. Тем­пература газификации составляет (в зависимости от т. пл. золы) от 1500 до 1600°С. При таком способе газификации достигается высокая степень превращения углерода. Образование газа с очень высоким содержанием СО свидетельствует о том, что топливо в пылевидном потоке прежде всего взаимодействует с кислоро­дом. Добавка водяного пара при газификации составляет на 1м3 кислорода примерно составляет 0,05 кг в случае бурых углей и 0,5 кг для ка­менных.

Состав сырого газа на выходе из газогенератора Koppers — Totzek, перерабатывающего угольную пыль, обычно бывает таким (в % об.):

СО 57,2

Н2 30,7

СО2 . 10,5

СН4 0,1

N2 1,2

H2S + COS 0,3

Полученный газ не настолько очищен, чтобы его подавать в компрессор. В газе для компрессора содержание твердых компо­нентов допускается 0,2—10 мг/м3. Поэтому газ подвергают повтор­ной водной промывке и в заключение освобождают в сепараторе от увлеченных капель воды; соответственно подключают еще элек­трофильтр. После этого газ компримируют до рабочего давления на следующей ступени газоподготовки.

Принцип газификации с увлеченным слоем был реализован в целом ряде промышленных аппаратов (Texaсo, Destec, Shell, Prenflo, и др.), разработанных на основе газогенераторов Koppers — Totzek.

Смотрите также

Химия кадмия
...

Платиновые металлы
...

Кинетическое и термодинамическое исследование физико-химических процессов
Сущность физико-химических методов анализа заключается в том, что на основании измерения величины, характеризующей какое-нибудь свойство раствора, определяют концентрацию в нем исследуемого ...