Газификация топлива высокотемпературная

Самую многочисленную группу составляют химические процессы, из которых наиболее важными в технологии являются следующие процессы горение (сжигание жидкого, твердого и газообразного топлива с целью получения энергии, серы — для получения серной кислоты) пирогенные (коксование углей, пиролиз и крекинг нефтепродуктов) окислительно-восстановительные процессы (газификация твердых и жидких топлив, конверсия углеводородов) электрохимические (электролиз воды, растворов и расплавов солей, электрометаллургия, химические источники тока) электротермические (электровозгонка фосфора, получение карбида и цианамида кальция) плазмохимические (реакции в низкотемпературной плазме, включая окисление азота и пиролиз метана, получение ультрадисперсных порошкообразных продуктов) термическая диссоциация (получение извести, кальцинированной соды, глинозема и пигментов) обжиг и спекание (высокотемпературный синтез силикатов, получение цементного клинкера и керамических кислородсодержащих и бескислородных материалов со специальными функциями) гидрирование (синтез аммиака, метанола, гидрокрекинг и гидрогенизация жиров) комплексообразова-ние (разделение и рафинирование платиновых и драгоценных металлов, химическое обогащение руд, например путем хлорирующего или сульфатизирующего обжига для перевода металлов в летучие или способные к выщелачиванию водой соединения) химическое разложение сложных органических веществ (варка древесных отходов с растворами щелочей или бисульфита кальция с целью делигнизацми древесины в производстве целлюлозы) гидролиз (разложение целлюлозы из отходов сельскохозяйственного производства или деревообрабатывающей промышленности с по- [c.211]

Устройство газогенераторов, представляющих собой гетерогенные некаталитические высокотемпературные реакторы (система Г — Т), рассмотрено в ч. I, гл. VI. Конструкция газогенератора с кипящим слоем аналогична конструкции печи КС (см. ч. I, рис. 85). Конструкция газогенераторов с фильтрующим слоем кускового топлива аналогична конструкции шахтных печей (см. ч. I, рис. 83). При газификации дутье подается в нижнюю часть газогенератора, топливо загружается сверху реактора, а с его решетки отводятся шлаки (зола) в расплавленном или твердом состоянии. Из верхней части реактора отводится генераторный газ. Газогенераторы работают непрерывно. [c.53]

Газификация угля. Разработано несколько способов газификации угля с целью получения различных продуктов высокотемпературный пиролиз, пароводяная и парокислородная конверсия. Некоторые из этих способов могут быть использованы для подготовки топлива в электрохимических энергоустановках. Если рассматривать уголь как углерод, то реакция паровой конверсии протекает по уравнениям (2.58) и (2.36) и суммарно по (2.59). Как видно из табл. 2.7, реакции (2.58) и (259) -эндотермические и для их проведения необходим подвод тепла. Реакция парокислородной конверсии углерода [c.103]

Практическим подтверждением правомерности термодинамической оценки состава высокотемпературных газов служит работа установки газификации жидкого топлива при синтезе азота [1.3]. Так, при 1200 "С продукты газификации имели следующий объемный состав С0= =36,6% Нг=45,б% С0г=13,5% СН4=0,3%. [c.37]

Решение. Газификация каменного угля (любого твердого топлива)—высокотемпературный гетерогенный процесс, при котором органическая часть угля превращается в горючие газы при неполном окислении кислородом или водяным паром (см. гл. I, пример 6). Процесс газификации каменного угля водяным паром можно представить уравнением С + НгО СО Hj. [c.33]

Полукоксование, газификация углей и высокотемпературная смола как источник п моторного топлива [c.18]

Топливные элементы могут быть успешно использованы и в стационарной энергетике. Так, в настоящее время разрабатываются топливные элементы при использовании нефтяного топлива или природного газа. Ожидаемый коэффициент полезного действия—38%. Такие станции, работающие практически без выброса вредных веществ, могут располагаться вблизи потребителей энергии. Перспективно использование продуктов газификации угля в высокотемпературных топливных элементах с расплавленными электролитами. Повышение коэффициента полезного действия топливных элементов требует разработки новых эффективных катализаторов как для водороднокислородных элементов, так и для элементов, работающих на углеводородах, метаноле и других органических веществах. [c.379]

ГАЗИФИКАЦИЯ, превращение орг. части тв. горючих ископаемых (уголь, торф, сланцы) или жидких топлив (нефт. сырье) в горючие газы при высокотемпературном (1000—2000 °С) взаимод. с окислителем (Оз. воздух, водяной пар, СОг). Проводят в газогенераторах (поэтому получаемые газы наз. генераторными). Состав газов зависит от природы топлива, типа окислителя (дутья), т-ры процесса и его технол. оформления. Известны разл. способы Г. (напр., сжигание кускового топлива в слое, мелкозернистого — в кипящем слое, угольной пыли и жидкого топлива — в факеле), однако все они характеризуются однотипными хим. р-циями. Напр., при Г. твердых горючих ископаемых часть топлива сгорает (р-ции 1,2), обеспечивая весь процесс теплом, др. часть реагирует с СОг и НгО (3,4) нек-рые продукты конвертируются (5) [c.114]

Как во всяком конвейере, в этом многостадийном поточном процессе определяющей общую скорость является самая замедленная стадия — стадия газификации. Для ее ускорения мы по существу располагаем при данном давлении только двумя факторами повышением температуры и созданием среды с кислородсодержащими компонентами. Значительно облегчается процесс газификации -при наличии собственного кислорода топлива. В этом случае термическое разложение топливных составляющих может даже протекать без выделения твердого углерода молекулярного происхождения (сажи). Внешним признаком ее отсутствия в высокотемпературном процессе, который мы называем горением, является потеря яркой непрозрачной светимости пламени. При горении в воздухе пламя приобретает полупрозрачный синеватый характер, показывающий, что углерод не выделяется в твердом виде, а переходит в окись углерода, что хорошо видно на примере горения спирта, когда собственного кислорода топлива хватает для перевода углерода в СО. [c.15]

Огневая газификация твердого топлива как последняя стадия измельчения до полного молекулярного состояния, т. е. до полной подготовки всей массы топлива к образованию с вторичным воздухом истинной (газообразной) горючей смеси и окончательному ее сгоранию. Для активизации такого процесса необходимо высокотемпературное тепло, способное быстро прогреть всю газифицирующуюся топливную массу и массу участвующего в процессе первичного воздуха. Это тепло в первую очередь получается от вспомогательного начального огневого процесса, когда успевшее частично газифицироваться топливо находит в начальной кислородной зоне свободный кислород. Поскольку этого тепла может не хватить (факельные процессы), оно берется за счет обращенного потока тепла из центральной зоны пламенного процесса и раскалившейся футеровки. В баланс тепла входит лучеиспускание горячих зон пламени, отраженное и собственное излучение футеровки. По этой причине корневые участки пламени во многих случаях стараются утеплить такой футеровкой, избегая воздействия на первичную зону огневого процесса холодных 24 [c.24]

Генераторный газ, полученный при газификации на воздушном или паро-воздушном дутье, вследствие значительного содержания азота имеет низкую (3,5-6 МДж/м ) теплоту сгорания. Он обычно используется по месту получения в низкотемпературных технологических процессах. Газ паро-кислородной конверсии более калориен (до 16 МДж/м ), поэтому может применяться как технологическое топливо для высокотемпературных печей и транспортируется на значительные расстояния от газогенераторной станции. Он является также ценным химическим сырьем (содержание Н2 и СО доходит до 70%). [c.18]

Однако соответствующим сочетанием втекающих струй и профиля камеры можно локализовать вихревые движения газа в определенной части топочного объема, сделать их в той или иной степени управляемыми и заставить нести активную служебную роль в общем процессе. Примеры этого приводились ранее. В факельных процессах такие вихри садятся около корня факела, образуя обратные токи высокотемпературного газа сгорания, который, примешиваясь к эжектирующей его струе первичной смеси, обеспечивает ей начальную газификацию и своевременное воспламенение. В другом случае, при двойных очагах горения, вихревое движение может быть использовано для обеспечения многократной циркуляции сравнительно крупных твердых или жидких частиц топлива. [c.176]

Схемы воспламенения в вихревых топках. В топках вихревого типа первичное образование газовой горючей смеси и ее воспламенение должны возникать в корневой части завихренного потока, причем и в этом случае решающая роль принадлежит обратным потокам тепла, поступающим в эту зону вместе с высокотемпературными продуктами горения и газификации предыдущих порций топлива. [c.237]

Газификация — высокотемпературный процесс взаимодействия углерода топлива с окислителями, проводимый с целью получения горючих газов (Н2, СО, СН4). В качестве окислителей, которые иногда называют газифицирующими агентами, используют кислород (или обогащенный им воздух), водяной пар, диоксид углерода либо смеси указанных веществ. В зависимости от соотношения исходных реагентов, температуры, продолжительности реакции и других факторов можно получать газовые смеси самого разного состава. [c.96]

Этот приток тепла к корню первичного потока пылевоздушной смеси отчасти может быть получен за счет излучения топочного пространства, но с теми же ограничениями, о которых уже говорилось в гл. 10 в связи с условиями прогрева смеси воздуха с распыленным жидким топливом. Значительно более существенным и действительным становится приток тепла, необходимого для быстрой газификации и образования горючей смеси, когда удается вернуть часть высокотемпературного газа (продуктов сгорания) к факельному корневищу. Это сразу же сказывается [c.187]

Газификация угля проводится при 1200—1500 °С и давлении до 4 МПа. Равновесный состав генераторных газов зависит от условий процесса газификации температуры, давления и состава дутья (табл. 1.5). При газификации твердого топлива значение функционала очень низкое. В связи с этим дополнительна проводится конверсия оксида углерода с последующей очисткой газа от диоксида углерода. Состав газа, получаемого при газификации твердого топлива, аналогичен составу газа высокотемпературной конверсии природного газа (см. табл. 1.3). [c.20]

Влага — балласт, снижающий теплоту сгорания топлива, удорожающий транспортирование, затрудняющий его подготовку к переработке, хранение, выдачу из хранилищ и дозирование. Применение влажных топлив обычно сопряжено с возрастанием энергетических затрат и увеличением количества химически загрязненных сточных вод. Присутствие минеральных примесей существенно осложняет практически все процессы термической переработки и деструктивной гидрогенизации. При полукоксовании и высокотемпературном коксовании топлив с большим количеством золы получаемые твердые продукты (полукокс и кокс) имеют повышенную зольность, что ухудшает эффективность их последующего использования. При газификации твердых топлив минеральные включения образуют шлак, который зачастую нарушает нормальный ход генераторного процесса. Прн деструктивной гидрогенизации такого угля снижается выход жидких продуктов, возрастает количество отходов. [c.41]

Реакциями собственно газификации углерода твердого топлива являются сильно эндотермические реакции (4) и (6) в табл. П,28. Поэтому процесс газификации твердых топлив требует подвода значительного количества высокотемпературного тепла (промышленные процессы газификации протекают в основном при температуре выше 900 °С). Подвод тепла осуществляется либо косвенным путем (аллотермический процесс газификации), либо за [c.162]

Наиболее перспективным вариантом считается газификация мелкозернистого топлива (диаметр частиц —0,1 мм) при повышенном давлении в псевдоожиженном слое (ожижающий агент — водяной пар), в который погружен трубчатый теплообменник. По трубкам последнего циркулирует нагретый до г 950°С гелий, являющийся основным хладоагентом высокотемпературных ядерных реакторов. Ввиду того что повысить температуру гелия пока не представляется возможным, для газификации по рассматриваемому методу следует использовать топлива с высокой реакционной способностью — бурый уголь, торфяной кокс и т. п. [c.126]

Газификация угля лежит в основе многих технологических процессов, связанных с его применением. Наиболее старые процессы газификации разрабатывались с целью получения из угля горючих газов, которые применялись как бытовое топливо для уличного освещения, как промышленное топливо для различных высокотемпературных процессов. [c.176]

Жидкое топливо. Для деструктивной гидрогенизации с плавающим катализатором технически пригодны любые виды тяжелого жидкого сырья —смолы полукоксования бурых и каменных углей, смолы высокотемпературного коксования и газификации, а также любые тяжелые нефтяные остатки — мазуты, крекинг-остатки, тяжелые продукты, получаемые в процессах пиролиза и коксования. [c.7]

При рассмотрении результатов, полученных при экстрагировании углей растворителями, вакуумной перегонке, низко- и высокотемпературных перегонках, газификации и сожжении, а также результатов, полученных при окислении, гидрогенизации, галогенизации и гидролизе углей различных типов, выведено заключение, что азот в угле присутствует в гетероцикле молекулы большого молекулярного веса. Подобные связи весьма устойчивы к расщеплению. По мере повышения степени обуглероживания относительное количество азота неосновного характера увеличивается. При сильном термическом или химическом воздействии на топливо реакции протекают с образованием гетероциклических соединений более низкого молекулярного веса основной и ароматический характер этих гетероциклических соединений увеличивается с увеличением жесткости обработки. [c.141]

Газификация твердого топлива — гетерогенный высокотемпературный процесс, при котором органическая часть топлива превращается в горючие газы при неполном окислении кислородом воздуха, водяным паром или другими газами. Ход химических реакций газификации определяется свойствами топлива, составом реагирующего с топливом газа (дутья), температурой, давлением и т. п. [c.188]

Примечание. Каждая группа процессов может определяться несколькими основными классифицирующими признаками. Например, газификация пылевидного топлива может осуществляться как при низком, среднем, так и высоком давлении, протека-гь с жидким и сухим шлакоудалением. Это же относится и к слоевым процессам и к процессам в кипящем слое, а также к процессам с косвенным подводом тепла. Например, мелкозернистое, неспекающееся твердое топливо может подвергаться высокотемпературной газификации под давлением в кипящем слое с сухим шлакоудалением. [c.174]

Способы газификации жидких топлив можно разделить на каталитические и некаталитические (высокотемпературные). По технологическим признакам они делятся на циклические и непрерывные, под давлением и без давления (при 0,15—0,20 МН/м ). Проведение процесса газификации под давлением позволяет значительно сократить расходы электроэнергии на сжатие синтез-газа до рабочего давления синтеза аммиака, по сравнению с газификацией без давления. Это объясняется тем, что расход энергии на сжатие 1 кг жидкого топлива до рабочего давления значительно меньше, чем на [c.90]

Установка для высокотемпературной газификации жидкого топлива (без катализатора) непрерывным методом под давлением до 30 кгс/см2 (3,0 МН/м2) показана на рис. П-5. Необходимый для работы запас жидкого топлива хранится в расходном баке 1 при 40—60 °С. Из бака топливо перекачивается под давлением 35— 40 кгс/см2 (3,5—4,о МН/м ) в подогреватель 18, где нагревается паром до 200 °С. Затем мазут очищается в фильтрах 2 от твердых примесей и поступает в газогенератор 8. Здесь жидкое топливо распыливается форсунками 4 с помощью парокислородной смеси. Пар подводится из котла-утилизатора 5 при температуре 500 °С и давлении 4,0 МН/м2, кислород подается турбокомпрессором 15 под давлением 3,5—4,0 МН/м , В теплообменнике 17 кислород подогревается до 200 "С. Газификация протекает при 1450— 1500 °С и 3,0 МН/м2. [c.94]

Наличие таких холодных стен у пылеугольных камер не проходит безнаказанно для развития факельного процесса. Оно приводит к крайне неравномерному распределению температур по сечению камеры, которые оказываются очень высокими в центральных частях потока, удаленных от настенного холода, и сильно заниженными вблизи холодных стен, отнимающих у газа и частиц значительные количества тепла на прямую отдачу толки, т. е. на интенсивное лучевосприятие холодных экранных поверхностей нагрева. Та часть нылевоздушного потока, которая проходит через центральные, высокотемпературные зоны топки, вступает в раннее и быстрое газообразование сильно разогреваемых частиц. Остальные, краевые участки пылевоздушного потока, проходя через переохлажденные зоны, вяло участвуют в процессе газификации топлива, а иногда, при неудачных очертаниях топочной- камеры и нерациональном сочетании ее с пылеугольными горелками, эта часть ныли даже не успевает вступить в газификационный процесс и выносится в неиспользованном виде в газоходы. [c.186]

Особую группу разновидностей искусственного газового топлива составляют газы, получаемые путем газификации твердого топлива и тяжелых нефтяных остатков. Под газификацией подразумевают высокотемпературные процессы, главной (обычно единственной) целью которых является производство горючих газов. Аппараты, предназначенные для проведения таких процессов, называют газоге- [c.27]

В зону газификации подают высокотемпературную парогазовую смесь ( на 1/3 высоты печи снизу) с температурой 1100—1200°С. При взаимодействии водяного пара с углеродом образуется синтез-газ по реакции (8), который в конце реакционной зоны ( 1/2 высоты печи) с температурой 750—780°С частично выводится из печи и направляется в конденсационноохладительную систему. Оставшаяся часть парогазовой смеси (циркулирующий газ-теплоноситель) проходит в верхнюю часть печи (выше отвода синтез-газа), где за счет тепла парогазовой смеси происходят сухая перегонка и подсушка топлива. С верха печи с температурой 100—120°С выходит смесь синтез-газа и [c.45]

Схема промышленной установки высокотемпературной газификации фирмы Фест-Альпине представлена на рис. 51. В газогенератор подают предварительно нагретый воздух и топливо (мазут, отработанное масло, газ из хранилища или угольную пыль). Регулированием температуры воздуха и стехиометричес-кого соотношения компонентов в топочной камере устанавливается температура порядка 1600 °С, в результате чего шлак вытекает в жидком виде через шлаковый спуск в расположенную под ним ванну с водой, где он застывает, образуя мелкозернистую, стекловидную массу. Твердые отходы измельчают роторными ножницами и загружают в газогенератор через дозатор постоянного действия. Пастообразные отходы загружают шламовым насосом. [c.129]

Проводимые в настоящее время работы по совершенствованию автотермических процессов направлены в основном на повышение давления газификации, увеличение единичной мощности и термического к. п. д. реакторов, максимальное сокращение образования побочных продуктов. В автотермических процессах газификации до 30% угля расходуется не на образование газа, а на получение необходимого тепла. Это отрицательно сказывается на экономике процессов, особенно при высокой стоимости добычи угля. Поэтому значительное внимание уделяется в последнее время разработке схем аллотер-мической газификации твердого топлива с использованием тепла, получаемого от расплавов металлов или от высокотемпературных ядерных реакторов. [c.97]

Есть и другой тип — высокотемпературные элементы. В них вместо водного раствора электролитом служит расплавленный или твердый проводник, в котором ток переносят не электроны, а заряженные атомы или группы атомов. Подобные элементы рассчитаны на работу при 600—900 °С. При таких относительно высоких температурах электрохимические реакции идут быстрее и по1до брать материал электродов довольно просто. У высокотемпературных элементов есть важное преимущество. В них можно использовать более широкий круг горючих, в том числе особенно перспективное. горючее — окись углерода в виде генераторного газа. Он будет окисляться на отрицательном электроде в углекислоту, которую можно затем сиользовать для газификации твердого топлива и получения из него новых порций генераторного газа. Топливо при этом подогревается избыточным теплом, выделяющимся три работе элемента. Такой круговой процесс позволяет использовать в топливном элементе, [c.140]

Я. р. могут найти примен. для осуществления эндотермич. р-ций, требующих большого кол-ва энергии, напр, для конверсии СН4 синтеза ЫНз, получ. восстановит, газов в металлургии, газификации угля, крекинга нефти, получ. Нг при термохим. разложении воды. Высокопотенциальное тепло (1000°С) м. б. получено с помощью спец. высокотемпературных реакторов двух типов — с циркулирующим ядерным горючим в виде расплавов солей и с тв. топливом в графитовой матрице, охлаждаемой гелием. Для получ. низкоиотеицпального тепла могут использ. Я. р. атомных электростанций, А. Н. Проценко. [c.725]

Процесс газификации угля включает высокотемпературные реакции угля с кислородсодержащим газом и водяным паром, в результате чего образуется газ, состоящий в основном из СО и На, который может быть использован в качестве топлива. Побочньм продуктом газификации является зольный шлак, который необходимо удалять из системы. Проблема удаления связана с тем, что шлак имеет ограниченное применение в качестве строительного материала, а количества образующегося шлака очень велики. В зависимости от типа и происхождения угля количество зольного шлака может составлять 5— [c.291]

Кроме жидких продуктов, образуется швель-газ, состав которого примерно следующий (в %) СО2—18 СО—30 СН4—10 СпНп, —2 На—40. Швель-газ смешивается с газом зоны собственно газификации. Выход жидких продуктов, образующихся при газификации, зависит от полноты завершения процесса термического разложения отдельных кусков древесины до того, как они достигнут высокотемпературных слоев топлива в шахте [c.110]

Таким образом, согласно теории, разработанной научным коллективом под руководством проф. Г. Ф. Кнорре (Л. 60], циклонный метод сжигания характеризуется газификацией основной массы топлива в периферийной зоне с последующим сгоранием продуктов газификации и недогоревшего кокса в условиях интенсивного смесеобразования в высокотемпературном потоке. [c.465]

Для получения водяного газа в генераторах периодического действия основным видом топлива является высокотемпературный кокс, в частности кокс с размером кусков 40— 120 Л1М. Различные битуминозные угли после коксования дают кокс с гораздо более равномерными свойствами, чем свойства исходных углей, вследствие этого высокотемпературный кокс наиболее пригоден для газификации. Высокотемпературный кокс, применяемый в металлургии, получается коксованием спекающегося битухминозного угля, запасы которого составляют лишь незначительную долю разведанных угольных запасов. Такой кокс является более дорогостоящим топливом по сравнению с другими сортами твердых топлив. [c.68]

Влияние неорганических добавок к коксу. История добавления к топливам неорганических материалов с целью улучшения их горючести почти так же стара, как и история искусства сжигания топлива, причем патенты, заявленные Тэйлором и Но-виллем [190], относятся к столь далекому прошлому, как 1867 г. Хотя некоторые из добавок имели несомненное влияние на реакционную способность высокотемпературного кокса, измеренную по скоростям реакции с окисляющими газами, однако не было показано, каким образом влияние на реакционную способность кокса отражается на характеристиках горения его в печах или горнах [191]. Этого, конечно, и следовало ожидать, так как при толстом слое топлива почти весь кислород, выходящий из слоя, находится в нем в виде окиси углерода и даже безграничная реакционная способность топлива не могла бы сильно повысить скорость горения. Дан е в случае сравнительно тонкого слоя топлива увеличение скорости горения с возрастанием реакционной способности пропорционально увеличению значения х в выражении (1—е ), когда а относительно большая величина. Таким образом, только в тех случаях, когда реакционная сиособ иость топлива повышается путем использования специальных добавок или каким-либо другим способом, можно ожидать, что эта способность будет иметь значение для низкотемпературных реакций, имеющих место прп воспламенении топлива, а также когда зона газификации, т ак в транспортных газогенераторах, должна иметь ограниченную величину и.лп скорость требуемого дутья должна быть чрезвычайно большой, как это имеет место в мощных генераторах водяного газа. Это подтверждается наблюдением Николльса [191], показавшего, что скорость воспламенепия при сжигании с нижним питанием увеличивается при добавке 0,2% соды, хотя более крупные добавки ее вызывали уменьшение скорости воснламенсгогя, потому что на поверхности кокса, используемого с такой добавкой, в этом случае образуется изолирующи слой. Кокс с добавками производится в промышленном масштабе [192[ фактически только в качестве домашнего [c.424]

Для газификации жидкого топлива существует много различных <Я10Собов, нашедших широкое промышлетаое применение. Здесь будут рассмотрены установка для газификации каталитическим методом и установка для высокотемпературной газификации. [c.92]