Газификация угля

Способ газификации Rummel-Otto

При этом способе пылевидное топливо и газифицирующий агент подают в газогенератор сверху, тангенциально к поверхно­сти вращающегося расплава шлака. Шлак при этом является пе­редатчиком тепла, необходимого для реакции [29, 30]. Первые эксперименты  (1950 г.) показали, что из зоны расплава выходят в весьма больших количествах не подвергшееся газификации топ­ливо и газифицирующий агент. Поэтому способ изменяли таким образом, чтобы реакции протекали в основном выше зоны рас­плава.

На заводе фирмы UK в Весселинге в 1950—1954 гг. эксплуатировалась пилотная установка с шахтой диаметром 0,9 м для получения 3600 м3 водяного газа в час. Кроме бурого угля на установке перерабатывали каменный уголь, тяжелую нефть и нефтяные остатки. Первая промышленная установка (опро­бована фирмой UK в 1956—1960 гг.) имела шахту диаметром 1,8 м; проектная производительность по газу составляла 1600 м3/ч. Из-за производственных труд­ностей эта установка была демонтирована и заменена установкой такой же производительности, которая эксплуатировалась в 1961—1964 гг. С 1964 г. все установки по газификации угля фирмы UK в Весселинге были остановлены по причинам экономического характера [31].

На рис. 71 показан газогенератор с последовательно располо­женными циклоном и котлом-утилизатором. Для процесса при­годны угли различного зернения (зависит от их реакционной спо­собности), вплоть до 3 мм. В принципе любые топлива можно газифицировать здесь кислородом или воздухом. Бурые угли под­сушивают до остаточного содержания влаги 10—15%, каменный — до 2%. Смесь угля и СО2 (транспортирующий агент) подают че­рез большое число форсунок, направленных наклонно вниз, тан­генциально к расплаву шлака, покрывающего днище газогенера­тора. При этом расплав приходит во вращение.

Футерованный газогенератор, стенки которого дополнительно охлаждают водой, может быть разделен на три части. В нижней части располагается основная реакционная зона с расплавленным шлаком; температура выше 1500°С. Неполностью прогазифицированные кусочки угля и жид­кие капельки шлака за счет вра­щения оседают на стенках газо­генератора и снова возвращают­ся на поверхность расплава. По­ток поднимающегося газа прохо­дит суженный участок, в котором теряет вращательную энергию, и попадает в среднюю реакцион­ную зону (1200°С). Верхняя зона является зоной охлаждения, в нее подают холодный газ или па­рогазовую смесь. Сырой газ уходит

 

Газогенератор   фирмы  Rummel — Otto  с  последовательно  подключен­ными циклоном и котлом-утилизатором

Рис. 71.   Газогенератор   фирмы  RummelOtto  с  последовательно  подключен­ными циклоном и котлом-утилизатором: 1—газогенератор; 2—циклон; 3—котел-утилизатор.

из этой зоны при ≈800°С. Газ содержит твердые частички кокса и шлака. Их отделяют в пылеотделителе и охлаждают до 250°С. Затем частички возвращают в нижнюю зону с расплав­ленным шлаком. Обеспыленный поток сырого газа подают в котел-утилизатор и холодильник, а затем в отделение подготовки газа. Процесс ведут при небольшом избыточном давлении ≈0,005 МПа).

При  переработке сухого рейнского бурого угля ТВК*-11  по­лучается газ такого состава (% об.):

 

СО

56,8

Н2 

28,0

СО2

14,0

СН4

0,2

H2S + COS

360+40 (мг/м3)

Другие

1,0

 

Его теплота сгорания составляет QB=10,8 МДж/м3. Степень пре­вращения углерода доходит до 98,5%. Для производства 1 м3 сы­рого    таза     установлены     следующие расходные    показатели: 0,045  кДж электроэнергии,  0,67  кг  питательной  воды  и 1,5  кг свежей воды.

В дальнейшем для промышленности этот способ следует раз­работать применительно к более высокому давлению. Для этого планируется сооружение демонстрационной установки (Saarbergwerke), которая должна перерабатывать каменный уголь при 2,5МПа.

  ----------

• Trocken Braun Kohle — сухой бурый уголь.