Способ Bi — Gas разработан фирмой Bituminous Coal Research [70, 72, 73]. Изучение всех известных способов газифика­ции угля привело к идее о способе, состоящем из двух ступеней с псевдоожиженным слоем [72], работающих при высоком давлении. Опыты в автоклавах на установке производительностью 45 кг угля в час и модельные эксперименты в потоке позволили получить ис­ходные данные для полупромышленной установки производитель­ностью 5 т/ч. Установка построена в штате Пасадена (США).

До сих пор для разработки процесса использовали только мо­дель второй ступени, обогреваемой снаружи. Вместо газа, обра­зующегося на первой ступени, использовали искусственную смесь требуемого состава. Сообразно с этим приведен ожидаемый состав газа (в % об.):  

Теплота сгорания такого газа составляет Q_B = 4,1 кДж/м³.

На рис. 84 показана поточная схема способа Bi—Gas. Уголь измельчают до пылевидного состояния (70% фракции < 0,074 мм), замешивают с водой в пасту с 60% твердых частиц и подают насо­сами на первую ступень газогенератора с рабочим давлением 7—10 МПа. После этого пасту сушат и подо­гревают циркулирующим горячим сырым га­зом. Затем поток газа и угля смешивают с водяным паром и вдувают во вторую ступень газогенератора. Там уголь реагирует с горя­чим газом из первой ступени, образуя метан и водяной газ.  

Газогенератор представлен на рис. 85. Обе форсунки, подающие угольную пасту (на рисунке дана одна), расположены друг про­тив друга и имеют наклон 30° к горизонту. Угольный

Рис. 84. Схема способа Bi—Gas:

1—вертикальная  сушилка  для угля;   2 — бункер для  кокса; 3—котел-утилизатор; 4—проме­жуточный бункер для свежего угля; 5—вторая ступень газификация; 6—первая ступень газификации.

поток получает небольшой импульс, чтобы избежать турбулентности реагентов и рециркуляции

частично прореагировавшей угле-газовой смеси в горячем газе с первой сту­пени. Иначе образовавшийся метан реагиро­вал бы в горячей зоне с водяным паром, обра­зуя СО и Н₂, что нежелательно для основной цели   американских   разработок — получения

Рис. 85. Газогенератор для способа Bi—Gas:

1 — вторая ступень газификации; 2 — первая ступень газифика­ции; 3—добавочная горелка; 4— форсунка для пасты; 5—основ­ные горелки; 6—ванна для гранулирования шлака.

газа SNG. Скорость части­чек угля при входе во вто­рую ступень составляет 6— 9 м/с. Образующийся кокс покидает вторую ступень со скоростью ≈2 м/с, что со­ответствует среднему вре­мени пребывания 8—10 с. Температура выходящего сырого газа   ≈900°С.

Сырой газ охлаждается за счет распыления в нем воды и освобождается в ци­клоне от увлеченного кокса. Кокс транспортируют рециркулирующим сырым га­зом и совместно с водяным паром и кислородом вводят в первую ступень через три горизонтально   расположенные горелки (на схеме даны две) и газифицируют при ≈1600°С. Входные отверстия горелок ориентированы несколько в сторону от середины реакционного пространства газогенератора. Благода­ря этому возникают завихрения, достаточные для транспортирова­ния тяжелых капель шлака к стенке аппарата, по которой они стекают через выпускное отверстие в ванну для гранулирования шлака. Дополнительная горелка необходима для поддержания шлака в жидком состоянии. Продолжительность газификации кокса в первой ступени ≈ 2 с. Полученный газ через сужение в газоге­нераторе поступает во вторую ступень.

Сужение в верхней части первой ступени должно препятство­вать попаданию увлеченного шлака во вторую ступень. Для этой цели предусмотрен также ввод некоторого количества водяного пара в место сужения. Типичные размеры установки производи­тельностью 5 т угля в час таковы: высота первой ступени 1,8 м, высота второй ступени 8 м, диаметр сужения между ступенями 230 мм, диаметр выходного отверстия для шлака 150 мм, диаметр ступени газификации 460 мм.

Важные достоинства процесса следующие:

1. возможность перерабатывать любые угли без предварительной подготовки (за исключением измельчения);
2. условия, имеющиеся на второй ступени газификации, препятствуют удалению смолы и масла с газом;
3. обе ступени объединены в одном газогенераторе с помощью относительно про­стой конструкции;
4. единственным   побочным   продуктом (кроме шлака) является сера;
5. сырой газ имеет столь высокую концентрацию метана, что для получения газа
   SNG   требуется   относительно   небольшая его последующая обработка.