Процессы, описанные выше, имеют в своей схеме один из следующих ап­паратов, в который непосредственно подводится тепло:

1. аллотермический генератор газификации угля водяным паром;
2. печь конверсии метана или нагреватель водородсодержащего газа для гидрогазификации.

 Ниже рассмотрено сочетание атомного реактора и установки для газификации угля на примере подробной схемы процесса (рис. 102). Здесь высокотемпературный атомный реактор скомби­нирован с блоком паровой конверсии метана и с установкой гидро­газификации угля, расположенной непосредственно за этим бло­ком [15]. Уголь после соответствующей подготовки и измельчения (в случае подачи сырого бурого угля его подсушивают от 60 до -4%-ной влажности) газифицируют в газогенераторе 6 в псевдо-ожиженном слое при 850°С и 6 МПа; получаемый остаточный

Рис. 102. Схема гидрогазификации угля в метан в сочетании со ступенью кон­версии метана, в которой используется тепло высокотемпературного атомного реактора (ВТР):

1 — ВТР; 2—парогенератор; 3—трубчатая печь конверсии метана; 4— агрегат для превраще­ния СО в СО₂ ; 5 — блок разделения газа; 6 — газогенератор; 7 — агрегат промывки газа.

кокс охлаждают и удаляют через шлюз. Сырой газ проходит тепло­обменник (на схеме его нет) для рекуперации тепла, а потом газ промывают для очистки от пыли, смолы, диоксида углерода и сероводорода. В ступени 5 низкотемпературного разделения полу­чают различные фракции (метан, водород, оксид углерода), причем водород возвращают в газогенератор в качестве газифицирующего агента. Часть полученного метана превращают при подводе тепла в СО и Н₂ с целью покрытия потребности в водороде для гидрога­зификации. Совместно с фракцией СО из ступени низкотемператур­ного разделения газ, получаемый при конверсии метана, подают в агрегат 4 для превращения СО в СО₂. После отмывки от СО₂ газ направляют в ступень низкотемпературного разделения.

При гидрогазификации угля передача тепла, выделяющегося в атомном реакторе, осуществляется исключительно с помощью теплообменника типа газ — газ; в противоположность этому, при газификации, где нужен водяной газ, тепло из реактора нужно передавать непосредственно газифицируемому углю. Расчеты всей установки зависят от принципа, положенного в основу ее промыш­ленного осуществления. К началу исследовательских и опытно-кон­структорских работ были проанализированы [19] и частично иссле­дованы экспериментально [20—22] три метода передачи тепла от циркулирующего гелия в газогенератор:

1. путем нагревания газифицирующего агента (водяной пар) до температуры, значительно превышающей температуру газификации;
2. с помощью твердого циркулирующего теплоносителя — кокса или другого инертного материала, стабильного к высоким темпе­ратурам;
3. с помощью трубчатого теплообменника (через который про­текает горячий гелий), погруженного в псевдоожиженный слой газогенератора.

Первый способ, по-видимому, не осуществим из-за того, что тем­пература, которая может быть обеспечена атомным реактором, ограничена, и вследствие этого необходимо столь большое количе­ство водяного пара для доставки тепла в реактор газификации, что скорость потока в газогенераторе становится недопустимо высокой. Второй способ представляет собой весьма дорогостоящую и гро­моздкую систему циркуляции твердого теплоносителя, так что с учетом габаритов газогенератора и его конструктивных особенно­стей, безусловно, предпочтителен третий метод. Однако его приме­нение ограничено необходимыми материалами для трубчатого теп­лообменника. Только после интенсивной проработки этой проб­лемы стало возможным использовать указанный принцип передачи тепла.