Газификация угля

Процессы с непрерывной подачей газифицирующего агента

Процессы, осуществляемые при непрерывной подаче газифицирующего агента и газифицируемого твердого топлива, весьма существенно различаются в зависимости от размера частиц топ­лива: процессы, в которых используют пылевидное топливо (ча­стицы менее 1 мм); процессы с псевдоожиженным слоем, где крупность зерна доходит до 3 мм*; процессы в стационарном слое, где используют зерна более 3 мм.

Следует учитывать, что пространство в газогенераторе ограни­чено по высоте, и, чтобы обеспечить достаточно высокую произ­водительность аппарата, необходимо выдерживать размер частиц в определенном интервале. Считается еще допустимым соотноше­ние 1:10 между самыми мелкими и самыми крупными частицами; это означает, что исходный уголь может иметь частицы, например, от 3 до 30 мм. Естественно, что при этом допускается неко­торое количество мелочи (частицы <3мм), но, во всяком случае, не более 10%- Существующая технология позволяет перерабаты­вать топлива более широкого ситового состава, но при понижен­ной производительности. Допустимое снижение производительно­сти в значительной степени зависит от вида перерабатываемого угля [3].

Еще одним существенным отличительным признаком процесса являются поддерживаемые температура горения топлива и температура его газификации; от этого зависит, соответственно, тип удаления золы — в жидком состоянии (в виде шлака) или как твердое вещество. Применение того или иного варианта очень сильно сказывается на составе производимого сырого газа.

Путем последующей переработки можно изменить состав газа (прежде всего, соотношение СО:Н2, важное для последующих синтезов). Это достигается применением других процессов,напри­мер, конверсии. В этом случае оксид углерода и водяной пар кон­вертируются в диоксид углерода и водород: СО + Н2О =  CO2 + H2

Этим путем можно увеличить в газе только содержание водо­рода. Если же в получаемом газе необходимо повысить содержа­ние СО, состав газа можно отрегулировать уже в процессе гази­фикации, например повышая температуру реакции (в случае гази­фикации пылевидного топлива) или подавая рециркулирующий диоксид углерода в реакционную шахту (при противоточной гази­фикации кускового топлива).

Реакция конверсии является экзотермической, поэтому при адиабатическом осуществлении процесса равновесие сдвигается влево. Если требуется получать газ с низким содержанием СО, следует осуществлять реакцию в изотермических условиях с соот­ветствующим охлаждением.

Общая схема производства синтез-газа из топлив разного фазо­вого состава показана на рис. 54.

 

Общая схема производства синтез-газа из топлив разного фазо­вого состава

 

Рис. 54. Общая схема производства синтез-газа.

 

-------------------

 

* Технология псевдоожижеиного слоя позволяет применять топливо с круп­ностью зерна и выше 3 мм; для этого необходим лишь соответствующий гидро­динамический . режим псевдоожижения. Например, в газогенераторах системы ГИАП используют уголь с частицами до 10 мм.