CZ280247B6

CZ280247B6 - Způsob uvádění do provozu plynových generátorů s tlakovým zplyňováním

Info

Publication number: CZ280247B6
Application number: CS903597A
Authority: CZ
Inventors: Manfred Dipl. Ing. Dürlich; Heinz Ing. Enders; Olaf Dipl. Ing. Wehner; Hartmut Ing. Findeisen; Gerd Thieme; Walter Dr. Tech. Toufar; Günter Dr. Ing. Scholz; Karl Dipl. Ing. Sowka; Hermann Dipl. Ing. Graf; Heinz Ing. Polensky; Jürgen Dipl. Chem. Gasde; Horst Dipl. Ing. Mühlig; Knut Ing. Kallmeier
Original assignee: Sekundärrohstoff-Verwertungszentrum Schwarze Pumpe Gmbh
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1995-12-13
Also published as: CS359790A3; DE4013739A1; CN1038597C; DD285989B5; CN1049024A

Abstract

Najíždění nebo opětovné najíždění generátorů do provozu se provede použitím směsi zapalovacích - najížděcích zplyňovacích prostředků, jejíž složení je takové, že podíl kyslíku O.sub.2 .n.je právě tak vysoký, aby došlo ke stálému zvyšování teploty v generátoru, ale aby nemohla vzniknout explozivní směs plynů i při nereagování podílu kyslíku O.sub.2 .n.v generátoru. Podkritické složení směsi najížděcího zplyňovacího prostředku vznikne použitím dusíku s objemovým podílem kyslíku 2,5 až 5 % nebo oxidu uhličitého CO.sub.2.n..ŕ

Description

(57) Anotace:

Najíždění nebo opětovné najíždění generátorů do provozu se provede použitím směsi zapalovacích - najížděcích zplyňovacích prostředků, jejíž složení Je takové, že podíl kyslíku O2 Je právě tak vysoký, aby došlo ke stálému zvyšování teploty v generátoru, ale aby nemohla vzniknout explozivní směs plynů 1 při nereagování podílu kyslíku O2 v generátoru. Podkrlttcké složení směsi najížděcího zplyňovacího prostředku vznikne použitím dusíku s objemovým podílem kyslíku 2.5 až 5 % nebo oxidu uhličitého CO2·

Vynález se týká způsobu tlakového zplyňováni pevných fosilních paliv v pevném loži, a přitom zejména uvedení do provozu takového plynového generátoru s pevným ložem, přičemž uvedení do provozu se vztahuje jak na zapálení ze studeného stavu, tak na najíždění už hořícího tlakového plynového generátoru s pevným ložem.

Zapálení tlakových plynových generátorů s pevným ložem pro zplyňování uhlí se v současné době provádí podle dvou základních technických řešení. U prvního řešení se zápalná látka přivádí do generátoru a buď se zapálí už před vstupem nebo až v generátoru. Potom se do generátoru začne vhánět najížděci vzduch, později se přidá zplyňovací materiál a dojde k přepojeni na směs vzduchu a páry. Surový najížděci plyn se odvádí do atmosféry přes viditelný plamen, dokud objemový podíl kyslíku nečiní 0,6 %.

U druhého řešení se generátor naplní celý nebo zčásti zplyňovacím materiálem, načež se párou ohřeje až nad teplotu samovzníceni zplyňovacího materiálu a směsí vzduchu a páry se zapálí.

Posouzení plného zapálení se provede určením obsahu kyslíku O₂ a oxidu uhličitého CO₂ v najížděcím surovém plynu. Při dosaženi předem stanovených mezních hodnot se provede zvýšení množství směsí vzduchu a páry. Z bezpečnostních důvodů se najížděci surový plyn, t.j. surový plyn vznikající při najíždění, odvádí do atmosféry hořícím plamenem.

Podle obou technických řešení se při dosaženi následujících mezních hodnot:

objemový podíl kyslíku < 0,6 %, objemový podíl oxidu uhličitého CO₂ v surovém plynu > 23 %, teplota výstupního surového plynu > 200 ’C a tlak v generátoru < 0,6 MPa přepojí provoz s plamenem na systém se surovým najížděcím plynem. V tomto systému se najížděci surový plyn stlačuje na běžnou hodnotu tlaku v síti a vede se do této sítě pro surový plyn.

Nevýhody uvedených technických řešení jsou: vysoké zamoření okolí škodlivinami v průběhu několikahodinového provozu s plamenem, velká potřebná energie pro stlačování najíždécího surového plynu a to, že od začátku uváděni do provozu až do přepojeni generátoru na sít se musí odvádět vzniklý kondenzát do zvláštního, pro tento účel upraveného, beztlakového kondenzačního systému plynu.

Vzhledem k ne zcela uzavřenému uspořádání beztlakového kondenzačního systému je zaváděni horkých plynových kondenzátů spojeno rovněž se značnými emisemi škodlivin. Najížděci proces hořících generátorů se liši od procesu zapálení jen tím, že postupové kroky až k zapálení zplyňovacího materiálu odpadají. Po přivádění směsi vzduchu a páry probíhají postupové kroky, jako provoz s plamenem, provoz s odváděním najíždécího surového plynu a přepojení na síť, analogicky k technologii popsaného postupu zapáleni. Popsané nevýhody jsou rovněž stejné.

-1CZ 280247 B6

Dále bylo navrženo při uvádění generátorů do provozu místo směsi vzduchu s párou použít směs páry s kyslíkem. Mezi výhody potom patří zkrácení postupu najíždění, menší náklady na zařízení a odpadnutí postupu přepínání ze směsi páry se vzduchem na směs páry s kyslíkem a s tím spojené zvýšení bezpečnosti.

Výše uvedené nevýhody však takto nemohou být odstraněny.

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob uvádění do provozu nebo opětovného uvádění do provozu tlakových plynových generátorů na uhlí, který je hospodárnější a příznivější pro okolí a vytvořit najíždění nebo opětovné najíždění tlakového plynového generátoru na uhlí bez vln emisi, zejména bez vln emisí škodlivin a vyloučit uvádění do provozu přes beztlakové vedení plynového kondenzátu.

Tento úkol je vyřešen způsobem uvádění do provozu plynových generátorů s tlakovým zplyňováním pevného lože jak pro zapálení, tak pro najíždění již hořících plynových generátorů, podle vynálezu, jehož podstatou je, že složeni přiváděné směsi zapalovacích

- najížděcích zplyňovacích prostředků se v průběhu uvádění do provozu mění, přičemž na začátku postupu uvádění do provozu se vytvoří takové složeni směsi zapalovacích - najížděcích zplyňovacích prostředků, že podíl kyslíku je právě tak velký, že je umožněno stálé zvyšování teplotní hladiny v generátoru, naproti tomu však, i při nereagování podílu kyslíku v generátoru, nemůže vzniknout explozivní směs plynů. Směs zapalovacích - najížděcích zplyňovacích prostředků se nastaví na podkritické složeni, přičemž kritickým složením se rozumí takový obsah kyslíku 0₂v inertním plynu, který by při nereagování v generátoru byl dostatečný k vytvoření explozivní směsi plynů v najíždécím surovém plynu, popřípadě směsi najíždéciho surového plynu a surového plynu.

Aby toho bylo dosaženo, použiji se pro směs zapalovacích

- najížděcích zplyňovacích prostředků inertní plynné komponenty, které mají kondenzační teplotu při daném procesním tlaku pod 273 K.

Navíc je možno jako nosiče tepla použit páru. Při použití dusíku N₂ nebo oxidu uhličitého C0₂ jako inertních plynných komponent nesmi objemový podíl kyslíku překročit 5 % v prvních 30 minutách uvádění do provozu a být menši než 2,5 %.

Zvýšení tlaku v generátoru se při procesu zapalování provádí již ve fázi nahřívání parou, tím, že všechna výfuková vedeni se uzavřou a při uvádění do provozu již hořících generátorů v prvních minutách uváděni do provozu, přirozeným zvýšením tlaku v důsledku zavádění směsi zapalovacích - najížděcích zplyňovacích prostředků.

S pomoci kontinuálně pracujícího analyzačního měřeni kyslíku

0₂ se provádí přezkušování obsahu 0₂ v surovém plynu. Po 30 minutách najíždéciho objemového podílu kyslíku v surovém plynu menšího než 1 % se podíl kyslíku v suché směsi zapalovacích - najížděcích zplyňovacích prostředků zvýší na 9 % přidáním kyslíku.

Činí-li objemový podíl kyslíku v surovém plynu po 30 minutách méně než 1 %, dojde k přepnutí na zplyňovací prostředek, který

-2CZ 280247 B6 ještě sestává pouze z páry a kyslíku. Potom se provede postupně po 15 minutách zvýšení množství kyslíku o 100 m³/h až do množství kyslíku na 1 600 m^J/h, při hlídání předem daného poměru pára

- kyslík podle vlastností uhlí. Při tomto zatížení se provádí čtyřhodinové stabilizační vrstvy popela. Potom se postupně nastaví požadované zatížení.

Při najíždění hořících generátoru odpadá stabilizační fáze vrstvy popela.

Tento postup má následující výhody:

- Zapalovací a najížděcí postupy se provádějí bez emisí.

- Vzhledem k podkritickému množství najižděciho zplyňovacího prostředku v počáteční fázi se uskutečni tato činnost bez nebezpečí.

- Odvod plynu přes plamen a najížděcí vedení surového plynu odpadá. Tím se zamezí ztrátám plynu a nákladům na stlačování plynu.

- Odvod kondenzátu plynu se provede použitím kondenzačního tlakového systému bez problémů a bez emisí škodlivin, které vznikají při stop-systému.

- Ohřevem zplyňovacího materiálu v uzavřeném tlakovém systému se uskuteční lepši využití entalpie páry a bezpečnější zapálení než při beztlakovém ohřevu. Emise páry do atmosféry v průběhu nahřívacího postupu je odstraněna.

Vynález bude nyní blíže objasněn na dvou příkladech provedeni, přičemž příklad 1 představuje způsob zapálení a příklad 2 způsob najížděni. Schéma pro provádění obou způsobu je znázorněno na přiloženém obr.

Příklad 1

Způsob zapálení je charakterizován uvedenými, za sebou následujícími kroky:

1. Naplněni generátoru 4 uhlím.

2. Inertizace generátoru 4. naplněného uhlím včetně sprchového chladiče 5, kotle 6 na odpadní teplo a vedení 7 surového plynu až k inertizačnimu hrdlu £ před uzavřeným šoupátkem 9 ve vedeni surového plynu s inertním plynem, sestávajícím z dusíku N₂nebo oxidu uhličitého C0₂, který je přiváděn vedením 1, přes injektor 2 a vedení £ směsi zplyňovacího prostředku.

3. Natlakování generátoru 4 s uhlím zplyňovací párou vedením 10 množstvím páry 5t/h až na provozní tlak. Přitom jsou všechna odváděči vedení ze systému surového plynu uzavřena.

4. Přepojeni generátoru 4. na síť při dosaženi síťového tlaku v generátoru 4.

5. Předehřivání uhlí v generátoru 4. množstvím zplyňovací páry 15 t vedeným vedením 10, injektorem 2 a vedením £ směsi zplyňovacího prostředku.

-3CZ 280247 B6

6. Zapáleni zplyňovací látky po jedné hodině ohřevu při teplotě páry podle generátoru 4 nad 523 K prostřednictvím směsi zapalovacích - najíždécích prostředků s podkritickým složením

O

000 m N₂/h a objemovým podílem kyslíku 4 % vedením 1 dusíku N₂ a přes regulátor 12 průtoku. Přívod páry se přeruší.

7. Nastavení směsi zplyňovacích prostředků podle následujícího programu:

Objemový podíl kyslíku ve směsi zapalovacích - najíždécích prostředků se zvýší o 5 %, když objemový podíl kyslíku v nají ždécím surovém plynu je pod 1 % už 30 minut. Když při objemovém podílu kyslíku 9 % v zapalovacím - najíždécím zplyňovacím prostředku zůstává už 30 minut objemový podíl kyslíku v najiždécím surovém plynu pod 1 %, přepojí se vedení 10 a 11 na čistou směs kyslíku a páry v množství 200 m³ 0₂/h a 1,5 t páry/h.

8. Nastavení zatíženi generátoru 4, popřípadě jeho normálního provozu se provede, když u nastavení podle bodu 7 činí v časovém úseku 30 minut objemový podíl kyslíku v najíždécím surovém plynu méně než 0,6 % a výstupní teplota surového plynu je 503

K. Zvýšení množství kyslíku 0₂ se provede postupně po 15 minutách, vždy o 100 m³/h při dodržováni poměru pára - kyslík

O

7,5 kg páry/m^J 0₂, přičemž velikost poměru pára - kyslík se přizpůsobí chování roztavené vrstvy popela.

Příklad 2

Rozdíl vůči způsobu zapálení vyplývá z rozdílných výchozích podmínek v generátoru. Jestliže je na začátku zapalovacího způsobu generátor ještě zcela prázdný, tak při začátku najiždécího způsobu je již v generátoru zapálený zplyňovací prostředek. Tyto podmínky většinou nastanou, když se generátory musí odstavit z provozu za účelem provedeni opravářských prací.

Jednotlivé kroky najiždécího způsobu jsou:

1. Inertizace generátoru 4 inertizačním vedením 13 na hlavě generátoru 4 až k inertizačnímu hrdlu 8 před uzavřeným šoupátkem £ ve vedeni surového plynu, prostřednictvím inertního plynu. Objemový podíl kyslíku ve vedeni surového plynu musí být menši než 4 %.

2. Přivádění směsi zapalovacích - najíždécích prostředků vedením 1 s podkritickým složením 2 000 m³/h a objemovým podílem kyslíku 4 % prostřednictvím regulátoru 12 průtoku do generátoru

4. Přitom jsou všechna odváděči potrubí ze systému surového plynu uzavřena.

3. Přepojeni generátoru £ na síť při dosažení síťového tlaku v generátoru £. Objemový podíl kyslíku v najíždécím surovém plynu musí být menší než 5 %.

4. Další kroky probíhají analogicky s body 7 a 8 zapalovacího způsobu.

Claims

1. Způsob uvedení zplyňovacích generátorů pro zplyňování paliva v klidném loži do provozu, vhodný jak pro zapalovací proces, tak také pro najíždění zapálených zplyňovacích generátorů, při kterém se připojí zplyňovači generátory s inertní látkou na síťový tlak, vyznačující se tím, že v průběhu uvádění zplyňovacích generátorů do provozu se nastaví objemový podíl kyslíku v suché zapalovací-najížděcí směsi zplyňovacích látek na nejvýše 5 % a nejméně 2,5 %, pokud po dobu 30 minut neklesne objemový podíl kyslíku v najížděcím surovém plynu pod 1 %, přičemž surový najížděcí plyn, který se udržuje pod síťovým tlakem, se ihned přivádí do sítě pro rozvod surového plynu a po 30 minutách udržování tohoto objemového podílu kyslíku v zapalovací-najížděcí směsi zplyňovacích látek se objemový podíl kyslíku zvýší na 9 % a jestliže potom po dalších 30 minutách poklesne objemový podíl kyslíku v surovém plynu pod 1 %, přivádí se směs zplyňovacích látek, obsahující pouze páru a kyslík, přičemž se dále po dokončeném přepnutí na tuto směs páry a kyslíku a dosažení výstupní teploty surového plynu za generátorem rovné nejméně 503 K v časových intervalech po 15 minutách zvyšuje zatížení kyslíkem od 100 m³ normových/hod. až do 1 600 m³ normových/hod. při současném udržování nastaveného podílu objemu páry k objemu kyslíku.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahřívání zplyňovacích látek pro zapalovací proces se provádí zplyňovači parou v množství 10 až 20 t, přičemž teplota na výstupu surového plynu ze zplyňovaciho reaktoru musí být rovna na konci zahříváni nejméně 523 K.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že do zapalovací-najížděcí směsi se vpravují složky inertních plynů, které mají kondenzační teplotu při daném provozním tlaku nižší než 273 K.

4. Způsob podle nároku la3,vyznačující se tím, že jako složky inertních plynů se vpravují dusík N₂ nebo oxid uhličitý C0₂, přičemž přídavné je možno použít páry jako nosiče tepla.