CS258176B1 - Method of dry ash treatment in hydraulic medium - Google Patents

Abstract

Suchý popel vznikající při tlakovém zplyňování uhlí je odváděn z prostředí tlakového zplyňování do hydraulického chladicího prostředí, přičemž se řeší problém zpracování suchého popela na hydrosměs za tlaku vyrovnaného s tlakem v prostředí tlakového zplyňování, při minimalizaci energetické náročnosti procesu.Dry ash generated by pressure coal gasification is drained from the environment pressure gasification to hydraulic cooling environment, while being addressed problem of dry ash processing on hydrosurface under pressure equal to ambient pressure gasification, while minimizing energy intensity of the process.

Description

Vynález se týká zpracováni suchého popela v hydraulickém prostředí, kde popel je odváděn z prostředí tlakového zplyňováni tlakového generátoru.The invention relates to the treatment of dry ash in a hydraulic medium, wherein the ash is discharged from the pressure gasification environment of the pressure generator.

Popel se doposud odvádí z prostředí tlakového zplyňování v suchém stavu so odpopelňovací nádoby, natlakované párou o tlaku užívaném při zplyňování. Nádoba se naplní suchým popelem, odtlakuje se a poté se popel vysypává do plavícího kanálu, kde probíhá tvorba hydrosměsi.The ash has so far been discharged from the dry-pressure gasification environment of the ash-evacuation vessel pressurized with steam at the gasification pressure. The vessel is filled with dry ash, depressurized, and then the ash is discharged into a float duct where the formation of a hydro-mixture takes place.

Po vysypání popela se odpopelňovací nádoba znovu natlakuje parou a postup se opakuje. Tento způsob klade vysoké nároky na spotřebu vysokotlaké páry pro tlakování odpopelňovací nádoby. Zpracování popela na hydrosměs v plavícím kanálu je provázeno tvorbou obtížně splávitelných hromad popela. Další nevýhodou je úlet prachových částic při odtlakování odpopelňovací nádoby, vyžadující následné snížení emise prachových částic čištěním odtlakovaného media před vypouštěním do atmosféry. Vysoká teplota odpopelňovací nádoby je příčinou zhoršení pracovního prostředí.After the ash has been emptied, the ash container is again pressurized with steam and the process is repeated. This method places high demands on the consumption of high pressure steam for pressurizing the ash container. The processing of the ash into a hydro-mixture in the float canal is accompanied by the formation of difficult-to-ash piles of ash. A further disadvantage is the dust particles escaping during depressurization of the ash container, requiring the subsequent reduction of the emission of dust particles by cleaning the depressurized medium before discharge to the atmosphere. The high temperature of the ash container causes a deterioration of the working environment.

Dosavadní známé cyklicky pracující postupy nelze automatizovat v plném rozsahu zejména z důvodu nutnosti ručních zásahů ve fázi vysypávání popela do plavícího kanálu. Jiný způsob využívání ke zpracování popela hydraulického prostředí, avšak pracuje pouze za trvale nízkého tlaku a nelze jej využít při zpracování popela z tlakového zplyňováni uhlí. Jiný způsob je představován kontinuálním odváděním popela za tlaku přes rotační podavač do beztlakého prostoru. Tento způsob byl navržen pro zpracováni popela z procesu tlakového zplyňování, avšak jeho praktická realizace naráží na značnou abrazi podavače a riziko průniku tlakového plynu do okolního prostoru.The prior art known cycling processes cannot be fully automated, in particular because of the need for manual interventions in the ash-dump phase. Another use for the treatment of ash in a hydraulic environment, but it only works at a permanently low pressure and cannot be used in the treatment of ash from pressure coal gasification. Another method is the continuous evacuation of ash under pressure through a rotary feeder to a non-pressurized space. This method has been designed to process ash from a pressure gasification process, but its practical implementation encounters considerable abrasion of the feeder and the risk of pressurized gas penetration into the surrounding space.

Výše uvedené nevýhody stávajícího stavu techniky odstraňuje způsob zpracování popela v hydraulickém prostředí, kde popel je odváděn z prostředí tlakového zplyňování tlakového generátoru do hydraulického prostředí odpopelňovací nádoby podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že hydraulické prostředí pro sypání popela se v odpopelňovací nádobě vytváří plněním odpopelňovací nádoby kapalinou o tlaku nižším než je tlak v prostředí zplyňováni a současně vyšším než je tlak atmosférický, potom se provede dotlakování hydraulického prostředí nad hladinou kapaliny párou nebo plynem na tlak vyrovnaný s tlakem v prostředí zplyňování, načež se do hydraulického prostředí vsypává suchý popel v množství nejvýše do vytvoření hydrosměsi v celém objemu hydraulického prostředí, potom se odtlakuje prostor nad vzniklou hydrosměsi na tlak vyrovnaný s atmosférickým tlakem, načež následuje vypuštění hydrosměsi. Uvedený postup se opakuje cyklicky v závislosti na množství zpracovávaného popela.The above-mentioned disadvantages of the prior art overcome the method of treating ash in a hydraulic environment, wherein the ash is discharged from the pressure gasification environment of the pressure generator into the hydraulic environment of the ash container according to the invention. ash container with a liquid below the pressure in the gasification environment and at the same time higher than the atmospheric pressure, then pressurizing the hydraulic environment above the liquid level with steam or gas to a pressure equal to the pressure in the gasification environment is poured into the hydraulic environment the amount up to the formation of the hydro-mixture in the entire volume of the hydraulic medium, then the space above the resulting hydro-mixture is depressurized to a pressure equal to the atmospheric pressure, followed by discharge hydraulic mixtures. This process is repeated cyclically depending on the amount of ash to be treated.

Výhodou způsobu podle vynálezu je značná úspora tlakovaoího média, odstraněni prašných emisí při zpracování popela a snadné vyprazdňování odpopelňovací nádoby. Odstraňuje se tvoření nežádoucích, obtížně hydraulicky zpracovatelných hromad popela v plavících kanálech, protože výstupem z procesu je již hydrosměs. Zvyšuje se i bezpečnost provozu tlakového generátoru, neboř náplň kapaliny v odpopelňovací nádobě představuje vlastně kapalinový uzávěr mezi tlakovým generátorem a vnějším prostředím, čímž se snižuje riziko výronu plynu. Důsledkem snížení teplot v odpopelňovací nádobě je. značné zlepšení pracovního prostředí v prostoru generátorové stanice. Postup je možno snadno automatizovat, protože vypouštění hydrosměsi je podstatně snazší operace než manipulace se suchým popelem. Odpadá potřeba speciálních rotačních strojů, postačuje jednoduché stacionárně pracující zařízení.The advantages of the process according to the invention are considerable savings of the pressurizing medium, the elimination of dust emissions during the ash treatment and the easy emptying of the ash container. The formation of undesirable, difficult to hydraulically process piles of ash in the sewer canals is eliminated, since the output of the process is already a hydro-mix. The safety of the operation of the pressure generator is also increased, since the filling of the liquid in the ash container actually constitutes a liquid closure between the pressure generator and the external environment, thereby reducing the risk of gas discharge. The consequence of lowering temperatures in the ash container is. significant improvement of the working environment in the generator station area. The process is easy to automate, since discharging the hydro-mix is considerably easier to operate than dry ash handling. There is no need for special rotary machines, simple stationary equipment is sufficient.

Příkladem použití je zpracování suchého popela při tlakovém zplyňování uhlí kyslíkoparní směsí v sesuvném loži. Vznikající suchý popel se zpracovává v hydraulickém prostředí, kam je odváděn z prostředí tlakového zplyňování. V hydraulickém prostředí se za tlaku vyrovnaného s tlakem v prostředí zplyňování vytvoří hydrosměs. Následuje odtlakování hydrosměsi, její vypuštění a poté opakováni celého procesu. Hydraulické prostředí se vytvoří v odpopelfio3 3 vací nádobě o objemu 8 m naplněním 6 m vody. Jako plnicí voda se použije plavící voda, sloužící k hydraulickému transportu popelovin. Teplota plavící vody se pohybuje v optimálním rozmezí +5 °C až +30 °C. Vyšší teplota plnicí vody není nGtná, protože zpracováváním popela se voda ohřívá a ke snadnému odtlakování je vhodné, aby teplota vzniklá po ukončení tvorby hydrosměsi byla nižší než 100 °C. Objem hydraulického prostředí v odpopelňovací nádobě je omezen proto, aby ani při úplném naplnění odpopelňovací nádoby popelem nedošlo k jejímu přeplněni hydrosměsi. Tuto podmínku lze vyjádřit vztahem:An example of use is dry ash treatment during pressure gasification of coal with an oxygen-steam mixture in a sliding bed. The resulting dry ash is processed in a hydraulic environment where it is discharged from the pressure gasification environment. In a hydraulic environment, a hydraulic mixture is formed at a pressure equal to that in the gasification environment. This is followed by depressurization of the hydrofoil, discharging it and then repeating the entire process. The hydraulic environment is created in an 8 m tank with a 6 m water tank. Float water used for the hydraulic transport of ash is used as filling water. The temperature of the float water is in the optimum range of +5 ° C to +30 ° C. The higher temperature of the feed water is not low, since the water is heated by treating the ash, and for ease of depressurization, it is desirable that the temperature generated after the formation of the hydros mixture is less than 100 ° C. The volume of the hydraulic environment in the ash container is limited in order to prevent the ash mixture from being overfilled with the water mixture even when the ash container is completely filled with ash. This condition can be expressed as:

kdewhere

V_g - maximální objem zpracovaného suchého popelaIn _g - maximum volume of dry ash processed

V_Q - objem odpopelňovací nádobyV _Q - volume of ash container

Pak maximální možný a zároveň potřebný objem plnicí kapaliny V. bude vyjádřen vztahem:Then the maximum possible and at the same time necessary volume of the filling liquid V will be expressed by:

V,. = V, „ΛIN,. = V, „Λ

Pe kdePe kde

- objem plnicí kapaliny- filling liquid volume

- sypná hmotnost suchého popela (3p - střední hustota částic suchého popelabulk density of dry ash (3p - mean density of dry ash particles)

Pro = 700 kg.m”3,^ = 2 800 kg.m^-^, V_Q = 8 m³ vychází = 6 m³ plnicí vody.For = 700 kg.m ”3, ^ = 2 800 kg.m ^- ^, V _Q = 8 m ³ produces = 6 m ^{3 of} fill water.

Při tlaku 2,7 MPa v prostředí tlakového zplyňování je nejvhodnější tlak plnicí vody v rozmezí 1,0 MPa až 2,0 MPa. Při nižším tlaku by mohlo docházet k nedostatečnému objemovému vytvoření hydraulického prostředí. Horní hranice tlaku zabezpečuje proces proti vniknutí plnicí vody do prostředí tlakového zplyňování. Po ukončení plněni vodou je již tlak v odpopelňovací nádobě v důsledku komprese plynného prostředí nad hladinou vody zvýšen a dále se tento prostor dotlakuje párou o tlaku 3,3 MPa a teplotě 290 °C až 370 °C na tlak 2,7 MPa až 2,9 MPa, aby došlo k vyrovnáni tlaků mezi hydraulickým prostředím a prostředím tlakového zplyňování natolik, aby bylo možné přímé propojení hydraulického prostředí s prostředím tlakového zplyňování otevřením horního uzávěru odpopelňovací nádoby.At a pressure of 2.7 MPa in a pressure gasification environment, the feed water pressure is in the range of 1.0 MPa to 2.0 MPa. At a lower pressure, the hydraulic environment could be insufficiently formed. The upper pressure limit secures the process against the ingress of feed water into the pressure gasification environment. After completion of the water filling, the pressure in the ash container is increased due to the compression of the gaseous medium above the water level and this space is further pressurized with steam at a pressure of 3.3 MPa and a temperature of 290 ° C to 370 ° C to a pressure of 2.7 MPa to 2. 9 MPa in order to equalize the pressures between the hydraulic medium and the pressure gasification environment so as to allow direct connection of the hydraulic environment with the pressure gasification environment by opening the upper closure of the ash container.

Dotlakování je možno alternativně provádět plynem, například dusíkem o tlaku 3,0 MPa a teplotě 20 °C až 30 °C. Oproti dotlakování párou má dusík výhodu v rovnoměrnějším teplotním namáhání materiálu odpopelňovací nádoby. Výhodou páry je lepší dostupnost, protože je v daném procesu k dispozici jako zplyňovací pára. Poté se do připraveného hydraulického prostředí vsypává suchý popel vznikající v procesu tlakového zplyňováni a tím se vytváří hydrosměs. Množství zpracovaného popela se řídí technologickou potřebou odpopelňování generátoru, zpravidla 3 až 5 n? suchého popela. Maximálně lze zpracovat tolik popela, aby hydrosměs vznikla v celém objemu hydraulického prostředí a přitom aby nezůstal nezpracovaný zbytek suchého popela. Tuto podmínku lze vyjádřit vztahem:The pressurization may alternatively be carried out with a gas, for example nitrogen, at a pressure of 20 bar and a temperature of 20 ° C to 30 ° C. Compared to steam pressurization, nitrogen has the advantage of a more uniform thermal stress on the ash container material. The advantage of steam is better availability because it is available as gasification steam in the process. Then, dry ash formed in the pressure gasification process is poured into the prepared hydraulic environment, thereby forming a hydro-mixture. The amount of ash processed is governed by the technological need for ash removal of the generator, usually 3 to 5 n? dry ash. Maximum ash can be processed so that the hydro-mixture is formed in the entire hydraulic environment while leaving no unprocessed dry ash residue. This condition can be expressed as:

kdewhere

V - maximální zpracovatelný objem suchého popela (V^ v^)V - maximum workable dry ash volume (V ^ v ^)

Po ukončení plnění odpopelňovací nádoby popelem se oddělí prostředí tlakového zplyňování od hydraulického prostředí uzavřením horního uzávěru odpopelňovací nádoby. Prostor nad vytvořenou hydrosměsí se odtlakuje na tlak vyrovnaný s atmosférickým tlakem. Po vyrovnání tlaků natolik, že je možné přímo propojit hydraulické prostředí s prostorem plavícího kanálu se otevře spodní uzávěr odpopelňovací nádoby a hydrosměs se vypustí. Po vypuštění hydrosměsi se celý postup opakuje.After the ash container has been filled, the pressure gasification environment is separated from the hydraulic environment by closing the top of the ash container. The space above the formed hydro-mixture is depressurized to a pressure equal to atmospheric pressure. After equalizing the pressures to the extent that it is possible to directly connect the hydraulic environment to the space of the float channel, the bottom closure of the ash container is opened and the water mixture is discharged. After discharging the hydro-mixture, the whole procedure is repeated.

Claims (1)

Způsob zpracování suchého popela v hydraulickém prostředí, kde popel je odváděn z prostře dí tlakového zplyňování tlakového generátoru do hydraulického prostředí odpopelňovacl nádoby, vyznačený tím, že .hydraulické prostředí pro sypání popela se v odpopelňovací nádobě vytváří plněním odpopelňovací nádoby kapalinou o tlaku nižším než je tlak v prostředí tlakového zplyňování a současně vyšším, než je tlak atmosférický, potom se provede dotlakovánl hydraulic kého prostředí nad hladinou kapaliny párou nebo plynem na tlak vyrovnaný s tlakem v prostředí zplyňování, načež se do hydraulického prostředí vsypává suchý popel v množství nejvýše do vytvoření hydrosměsi v celém objemu hydraulického prostředí, potom se odtlakuje prostor nad vzniklou hydrosměsi na tlak vyrovnaný s atmosférickým tlakem, načež následuje vypuštění hydrosměsi.Method for treating dry ash in a hydraulic environment, wherein the ash is discharged from a pressure gasification medium of a pressure generator to a hydraulic environment of a ash container, characterized in that the hydraulic ash environment is formed in the ash container by filling the ash container with a pressure in a pressurized gasification environment, and at the same time higher than atmospheric pressure, then pressurizing the hydraulic environment above the liquid level with steam or gas to a pressure equal to the pressure in the gasification environment is followed by pouring dry ash into the hydraulic environment the entire volume of the hydraulic medium, then depressurises the space above the resulting hydro-mixture to a pressure equal to atmospheric pressure, followed by discharge of the hydro-mixture.