ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Газификация твердых природных энергоносителей из "Переработка твердых природных энергоносителей" В сложившейся структуре потребления твердых природных энергоносителей 75-80% добываемого угля направляются на производство энергии прямым сжиганием на электростанциях и для отопления 15-20% специальных углей и шихт требует металлургическая промышленность и лишь около 5% - химическая промышленность. За последние 10 лет потребление таЭ в энергетике снизилось с 30% до 18%, при этом неуклонно возрастает доля природного газа. [c.84] Ближайшие годы явились важным этапом изменения структуры энергопроизводства в нашей стране в направлении снижения доли нефти и угля и замены их на газ, где это экономически оправдано. К тому же добыча, транспортировка ТПЭ на современном этапе требует значительно больших усилий и затрат в силу того, что основная часть их удалена от центров энергопотребления и распологается в суровых климатических условиях. Интенсификация процессов добычи и переработки ТПЭ приводит к возрастанию количества мелких классов. Обостряются проблемы переработки низкосортных углей, в первую очередь высокосернистых. [c.84] Однако проблема предотвращения вредных выбросов тепловых электростанций в окружающую среду требует не только увеличения темпов перевода электростанций на газ, но и внедрения многоступенчатого сжигания топлив с их предварительной газификацией в первой ступени. Этот метод позволяет комплексно снизить более чем в 10 раз выбросы окислов серы и азота, СО2 и НгЗ, а летучей золы - на 99%, в том числе тяжелых и редких металлов. [c.84] Газификация - это процесс превращения ТПЭ в смесь горючих газов газифицирующими агентами (преимущественно окислителями) при высоких температурах. Основная цель процесса наиболее полно перевести органическую массу в так называемые восстановительные газы - СО, и СН4. [c.84] В СССР в 50-е годы было установлено 2500 газогенераторов, работавших на угле и сланце. Приоритетность добычи и потребления нефти и газа, преимущество их транспортировки привели к резкому сокращению переработки углей газификацией, уменьшению до десятков газогенераторных станций. [c.84] Практически все ТПЭ, многие органические материалы, в том числе и отходы производств (некоторые с предварительной подготовкой) могут служить сырьем для процесса газификации. Принципиально к сырью газификации нет особых требований и сырьевая база на перспективу неограничена, а программу развития технологии газификации по современным оценкам можно считать уникально долгосрочной. [c.84] В основе процесса газификации ТПЭ лежат реакции преимущественно углерода с газами. Процесс газификации ТПЭ состоит из основных трех стадий термической деструкции органической массы с образованием летучих и кокса, горения кокса и его взаимодействия с газифицирующими агентами, в роли которых выступают кислород, воздух, водяной пар, диоксид углерода и их смеси. Минеральные составляющие ТПЭ в высокотемпературном процессе переходят в шлак. [c.85] Ниже приведены тепловые эффекты некоторых реакций, протекающих в процессе газификации ТПЭ (кДж/моль). [c.85] Параллельно основным (1-4) может протекать и ряд вторичных реакций (5-12), существенно изменяющих состав продуктов. [c.85] Реакции образования важных целевых продуктов - СО и Н2 являются эндотермическими и с повышением температуры вероятность образования этих продуктов увеличивается, что наглядно демонстрируют известные кривые Будуара (рис. 6.1). [c.85] Описание процесса сложно вследствии его неизотермичности и зависимости скорости от размера частиц сырья, их свойств, сложного определения области протекания реакции (диффузионной или кинетической). [c.85] Каждый из этих двух принципов классификации, естественно, характеризуется дополнительно и по выше указанным показателям, существенно увеличивая варианты конструирования газогенераторов и проектирования технологии газификации в целом. [c.86] Выбор технологии газификации таким образом основывается на составе сырья, его свойствах, крупности частиц и определяется также подводом тепла, давлением, газифицирующим агентом, типом выведения зольной части. [c.86] При паровоздушном дутье получают воздушный газ - с высоким содержанием N2 и СО. Газификация паром приводит к получению водяного газа , содержащего СО и Н2, наиболее приближенного к получению синтез-газа. Введение кислорода (парокислородное дутье) снижает содержание СО2 в сравнении с воздушным газом - оксиводяной газ . Наиболее сложный состав имеет полуводяной газ при паровоздушном дутье, который как правило, используют как заменитель природного газа. [c.86] Наиболее распространен и до сегодняшнего дня находится в эксплуатации модифицированный способ газификации стационарного (слабо-движущегося) слоя сырья различньа1и газифицирующими агентами под давлением. [c.87] Газификация в плотном слое топлива при атмосферном давлении в настоящее время практически утратила свое значение. [c.87] Газификация крупнозернистого (кускового) топлива в плотном слое при повьппенном давлении осуществляется в газогенераторе Лурги (рис. 6.2). [c.87] Газогенератор Лурги представляет собой колонный аппарат с рубашкой водяного охлаждения. Исходный уголь из бункера (2) периодически загружают в шахту (7) газогенератора, снабженную водяной рубашкой (12). При помощи охлаждаемого вращающегося распределителя угля (5) и перемешивающего устройства (6) топливо равномерно распределяется по сечению аппарата. Парокислородное дутье подают под вращающуюся колосниковую решетку (11), на которой находится слой золы. Этот слой способствует равномерному распределению газифицирующего агента. При вращении колосниковой решетки избыточное количество золы с помощью ножей (8) сбрасывают в бункер (14). Образующийся в аппарате газ проходит скруббер (10), где предварительно очищается от угольной пыли и смолы (в случае необходимости смолу можно возвратить в шахту газогенератора (7). Вращение распределителя (5) и колосниковой решетки (И) осуществляется от приводов (4 и 9). [c.87] В шахте газогенератора поддерживают давление 3 МПа, поэтому, чтобы обеспечить безопасную загрузку топлива и выгрузку золы, каждый из бункеров (2) и (14) снабжают двумя конусообразными затворами (I, 3, 13 и 15). [c.88] При загрузке топлива в бункер (2) затвор (1) открыт, а затвор (3) закрыт. Дд1я передачи топлива в шахту затвор (1) закрывают, по обводной газовой линии соединяют бункер с шахтой газогенератора для выравнивания давления и открывают затвор (3). Перед следуюшей загрузкой топлива в бункер (2) закрывают затвор (3), сбрасывают газ в линию низкого давления, продувают бункер азотом или водяным паром, а затем открывают захвф (1). Аналогично осуществляют выгрузку золы из бункера (14). Типичный газогенератор Лурги имеет диаметр 4-5 м, высоту 7-8 м (без бункеров) и производительность по углю 600-1000 т в сутки. [c.88] Вернуться к основной статье