По способу «СО₂-акцептор» (фирма Consoli­dation Coal Development) до сих пор эксплуатируется опытная установка суточной производительностью до 1 т угля. Опытная установка производительностью 40 т бурого угля в сутки была принята к эксплуатации в конце 1972 г. в Рэпид-Сити (штат Юж­ная Дакота, США), однако на ней для упрощения эксплуатации в качестве исходного сырья до сих пор применяют буроугольный кокс. К настоящему времени опробованы конструкции и материалы и получены доказательства, что в результате взаимодействия ди­оксида углерода с твердым акцептором (доломит) высвобож­дается достаточно тепла для осуществления газификации бурого угля водяным паром *.

При этом способе, в отличие от эндотермических реакций га­зификации водяным паром, потребность в тепле покрывается за счет взаимодействия твердого акцептора  с диоксидом углерода:

Акцептор в отдельном ступени регенерируют, используя тепло, выделяемое при горении остаточного кокса с воздухом, и возвра­щают в процесс. Схема способа показана на рис. 79 [56—60]. В качестве сырья можно использовать только бурый уголь или очень   реакционноспособный   неспекающийся   каменный,   так   как температура газификации ограничена величиной 850 °С, т. е. уров­нем термической стабильности доломита.

Уголь сушат, измельчают и отсеивают, получая частицы раз­мером 0,15—1,2 мм. Другой предварительной подготовки угля не требуется. Отсортированный уголь через шлюзовые емкости при давлении в газогенераторе 1—2 МПа вводят в нижнюю часть псевдоожиженного слоя. Там уголь в первую очередь подвергается термическому разложению. Получаемые при этом летучие про­дукты успевают в зоне реакции при 800—850°С подвергнуться расщеплению под действием воды. Углерод кокса, прошедшего стадию термического разложения, подвергают дальнейшей гази­фикации водяным паром с образованием оксида углерода, водо­рода и некоторого количества метана. Остаточный кокс отделяют и пневматически транспортируют в регенератор. Там его сжигают с воздухом, а выделяющееся тепло используют для регенерации акцептора (кальцинирование). Зола из псевдоожижеиного слоя регенератора выносится с дымовыми газами и отделяется в цик­лоне. Она уносит менее 5% С, введенного в процесс с исходным углем.

Акцептор регенерируют при 1000—1050°С. Значительное ко­личество тепла дымовых газов, выделяющихся при регенерации, можно использовать для производства водяного пара. Регенери­рованный акцептор под действием силы тяжести поступает из верхней части регенератора в газогенератор поверх псевдоожи­женного слоя. С ним поставляется тепло, необходимое для терми­ческого разложения и газификации (собственное тепло, которое значительно,  и тепло, выделяющееся  при реагировании с СО)

Рис. 79. Схема способа «СО₂-акцептор»:

1 — зона подготовки угля; 2—загрузочный шлюз; 3—зона термического разложения; 4—газо­генератор с псевдоожиженным слоем; 5—система котел-утвлизатор + водный скруббер; 6— аппарат для очистки газа; 7—реактор метанирования; 8—регенератор с псевдоожиженним слоем.

Акцептор опускается вниз. В нижней части шахты газогенератора поперечное сечение уменьшается. Скорость псевдоожижения здесь настолько велика, что уголь и кокс выносятся наверх, а внизу собирается практически только акцептор. Его отделяют и пнев­матически подают в регенератор.

Чтобы сохранить активность акцептора, снижающуюся с уве­личением числа циклов СаО → СаСОз, в газогенератор непрерывно добавляют свежий акцептор (добавка 4% от циркулирующего ко­личества достаточна, чтобы сохранить активность). Истирание акцептора относительно мало, поэтому следует постоянно удалять соответствующее количество израсходованного акцептора. В ка­честве акцептора можно применять не только доломит, но и из­вестняк — у них одинаковая способность связывать диоксид угле­рода. Единственные критерии для выбора акцептора — прочность и возможно меньшее образование пыли.

Используемый уголь из-за низкой температуры газификации должен быть очень реакционноспособным. В нем допускается только небольшое содержание соды или пирита, иначе на стенках газогенератора могут образоваться отложения.

Типичный состав сырого газа (смесь газов полукоксования и газификации) показан ниже (в % об.):

Теплота сгорания газа равна Q_B = 14,8 МДж/м³.

Существенное преимущество способа «СО₂-акцептор» состоит и в том, что регенерация проводится в отдельном реакторе. По­этому можно применять воздух, не опасаясь повышения содержа­ния азота в полученном газе сверх допустимого. Количество цир­кулирующего теплоносителя значительно меньше, чем в других процессах с передачей тепла. При условии работы с акцептором, имеющим 40%-ную активность, и при разности температур между газогенератором и регенератором, равной 200°С, ≈ 75% переда­ваемого тепла подводится за счет экзотермического взаимодей­ствия СаО и СО₂ (стр. 202). Кроме того, поскольку акцептор реа­гирует и с сероводородом и диоксидом углерода, сырой газ со­держит относительно малые количества этих примесей, что упро­щает очистку и дальнейшую переработку газа.

  -------------

* Результаты 33 пробегов опытной установки в г. Рэпид-Сити, в том числе успешного 12-суточного пробега с использованием бурых углей опубликованы в «U. S. Dep. Commer. Nat. Bur. Stand. Spec. Publ.» 1977, № 468, p. 208.