Газификация угля

Способ Lurgi — Ruhrgas

Способ Lurgi — Ruhrgas (способ LR) испытан пока толь­ко на полупромышленной установке производительностью ≈ 300 кг подсушенного бурого угля в час.

В этом процессе тепло вводится извне с помощью шариков (гранулы из оксида алюминия), которые в отдельной степени на­гревают дымовыми газами, образующимися в особом газогенера­торе. Горячие гранулы и угольная пыль движутся противотоком (рис. 75) [52, 53]. Гранулы оксида алюминия выводят с низа реак­тора через затвор (чтобы уловить водяной пар, используемый в качестве газифицирующего агента) и возвращают в верхнюю часть подогревателя. Технические подробности приведены в рабо­те [53].

На упомянутой установке была достигнута исключительно высо­кая производительность — 3200 м3 газа на 1 м2 поперечного сече­ния реактора в час; газ имел теплоту сгорания QH12 570 кДж/м3. Варьируя исходное топливо (предпочтительнее применять бурый уголь, буроугольный кокс или торф) или условия процесса, можно изменять состав газа в широких пределах. Это подтверждается данными табл. 21.

Схема способа Lurgi — Ruhrgas (LR)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис. 75. Схема способа Lurgi — Ruhrgas (LR):

1 — маятниковый ковшовый элеватор для транспортирования теплоносителя; 2 — паровой затвор.

Схема   модифицированного  способа LR с использованием кокса в ка­честве теплоносителя

Рис. 76.   Схема   модифицированного  способа LR с использованием кокса в ка­честве теплоносителя:

1 — сборный бункер; 2—шахта газогенератора; 3—нагнетательный трубопровод.

Из-за небольшой теплоемкости и недостаточно высокого допу­стимого нагревания шариков А12О3 способ LR используют для ре-акционноспособных топлив. Их газифицируют настолько глубоко, чтобы из остатка газификации можно было получать достаточное количество дымового газа, применяемого для нагревания тепло­носителя. Инертные топлива (каменные угли) газифицируются в малой степени, и при этом получается слишком много остатка.

В измененной форме процесс LR можно применять как предва­рительную ступень газификации или для газификации каменного угля с целью" производства высококалорийных газов. На рис. 76 изображена схема модифицированного способа. Кокс, который об­разуется в так называемой шахте газогенератора при газификации угля, попадает в нижнюю часть нагнетательного трубопровода. Туда же подают воздух в таком количестве, чтобы обеспечить транспортирование кокса вверх в бункер. Часть кокса сгорает во время транспортирования по трубопроводу, вследствие чего тем­пература остаточного кокса поднимается до ≈1000 оС. Этот го­рячий кокс является теплоносителем, а часть его (совместно с дымовыми газами) передают, например, в паровой котел или для горячего брикетирования. Свежий уголь смешивают с коксом пе­ред шахтой для газификации.

В соответствии с температурой циркулирующего кокса-тепло­носителя, которая может изменяться от 600 до 1000°С, изме­няются количество и теплота сгорания газа и количество получае­мых смолы и масла. На заводе в г. Дорстен на опытной установке перерабатывали 10 т сырого угля в час. При максимальной тем-пературе 1050°С из 1 т ОМУ можно было производить 400 м3 газа с теплотой сгорания 19274 кДж/м3. При более низких температу­рах получается меньше газа, но больше масла, которое может служить сырьем для химической промышленности. Однако воз­можности использования масла и смолы еще не совсем ясны.

 

Таблица 21. Состав и теплота сгорания газа, получаемого газификацией различного сырья по способу Lurgi — Ruhrgas [531

 

Показатели

Газ из торфа

Газ из рейнского бурого угля

Газ из газопламен­ного угля Рурской

обл.

Состав,   %   (об.)

 

 

 

СО

37,0

32,2

24,3

H2

44,8

53,4

57,4

CO2

8,4

10,0

1,2

СnН2n

1,1

0,4

2,1

СН4

7,7

3,5

12,0

N2

1,0   

0,5

3,0

Qн, МДж/м3.

14,6

12,7

17,3