SU798159A1 - Method of thermal processing of solid fuel - Google Patents

Description

Цель изобретени  - упрощение технологии , повышение теплотворности и снижение стоимости транспорта получаемых , продуктов.The purpose of the invention is to simplify the technology, increase the calorific value and reduce the cost of transport of the resulting products.

Указанна  цель достигаетс  тем, что твердое топливо, например бурый уголь,подвергают двухступенчатому пиролизу в вихревых камерах с образованием газовзвеси, состо щей из коксика и парогазовых продуктов, охлаждают газовзвесь до Х О-ЗбО С при непосредственном контакте с охлаждающим агентом, затем дополнительно охлаждают до 20-80 с с образованием ксксико-смоло-водной суспензии и отбор частиготового коксика.This goal is achieved by the fact that solid fuels, such as lignite, are subjected to two-stage pyrolysis in vortex chambers with the formation of a gas suspension consisting of coke and vapor-gas products, are cooled to X O-ZBO C in direct contact with the cooling agent, then further cooled to 20-80 s with the formation of xyxo-resin-water suspension and the selection of part of the lotto coke.

Кроме того, из газовзвеси перед охлаждением отбирают 15-60 вес.% от содержани  коксика в газовзвеси (с целью регулировани  теплотворности суспензии).In addition, 15-60 wt.% Of the coking gas content in the gas suspension (in order to control the calorific value of the suspension) is taken from the gas suspension before cooling.

При охлаждении до 20-80 С газовзвси , содержащей частицы коксика, пары воды и смол, происходит конденсаци  паров воды, т желыхи средних смол и образуетс  суспензи , состо ща  из указанных компонентов. В качестве охлаждающего агента используют токсичные фенольные воды, которые впрыскивают в газовзвесь. При этом отпадает необходимость обезвреживать вредные воды, упрощаетс  система конденсации и очистки газопаровой смеси, следовательно , упрощаетс  технологи  получени  и уменьшаетс  стоимость получаемых продуктов.When cooled to 20-80 ° C gas containing particles of coke, water vapor and resins, water vapor and heavy medium resins condense and a suspension consisting of these components is formed. As a cooling agent using toxic phenolic water, which is injected into the gas suspension. This eliminates the need to neutralize harmful water, simplifies the system of condensation and purification of gas-vapor mixture, therefore, simplifies the technology of production and reduces the cost of the products obtained.

Теплотворность суспензии за счет содержани  в ней смолы выше теплотворности пульпы (смеси воды с коксиком ) на 800ккал/кг,и на 500ккал/кг выше теплотворности натурального угл .The calorific value of the suspension due to the resin content in it is higher than the calorific value of the pulp (a mixture of water and coking) by 800 kcal / kg, and 500 kcal / kg higher than the calorific value of natural coal.

Стоимость получаемых продуктов уменьшаетс  еще и за счет того, что не нужно расходовать дополнительную воду дл  образовани  суспензии, так как используетс  вода, образующа с  в самом процессе пиролиза.The cost of the products obtained is also reduced due to the fact that it is not necessary to expend additional water to form a suspension, since water formed in the pyrolysis process itself is used.

Стоимость транспорта уменьшаетс  за счет того, что транспортируют топливо с более высокой теплотворностью .The cost of transportation is reduced due to the fact that fuel is transported with a higher calorific value.

На Чертеже представлена схема установки дл  осуществлени  способа.The drawing shows an installation diagram for implementing the method.

Установка состоит из камеры 1 первой (ступени, последовательно соединенной с кгилерой 2 второй ступени, бункера.3 сухого подогретого измельченного исходного топлива, газовых горелок 4 и 5, охладител  6 газовзвеси , осадител  7 суспензии, приемника 8 суспензии, линии 9 пирогаза, сепаратора 10 пульпы и линии 11 . пирогаза/ аппарата 12 дл  очистки пирогаза, патрубков 13, 14,15,16 и 17, линии.18 дл  вывода коксико-смоло-вод ной суспензии в транспортный трубопровод, трубопроводов-дымоходов 19 и 20,. сепаратора 21, котлрагрегата 22, дозаторов 23, системы 24, 25,26,27,28 и 29 подвода охлажденной воды с регул тором подвода 30,The installation consists of a chamber 1 of the first (steps connected in series with the second stage killer 2, a bunker. 3 dry heated ground fuel source, gas burners 4 and 5, cooler 6 gas suspension, precipitator 7 suspension, receiver 8 suspension, line 9 of pyrogas, separator 10 pulp and lines 11. pyrogas / apparatus 12 for cleaning pyrogas, pipes 13, 14, 15, 16 and 17, lines 18 for transporting the coke-tar slurry to the transport pipeline, chimney pipes 19 and 20, the separator 21 , boiler unit 22, dispensers 23, systems 24, 25,26,27,28 and 29 supply of chilled water with supply regulator 30,

Термическа  переработка твердого топлива осуществл етс  следующим образом.The thermal processing of solid fuels is carried out as follows.

Сухое подогретое измельченное топливо , например канско-ачинский бурый угбль, подают в камеру-пиролизер лервой ступени 1 из бункера 3, Туда же из газовой горелки 4 подают тангенциально дымовые газы, которые в закручиваемом потоке нагревают частицы топл ив а в 1 зависимости от сорта топлива, размера частиц и времени пребывани  их в реакторе до 200-450°Dry, heated, crushed fuel, for example, Kansk-Achinsk brown coal, is supplied to the pyrolysis chamber of the first stage 1 from bunker 3, There also from the gas burner 4 serves tangentially flue gases, which in the swirling flow heat fuel particles and 1 depending on the fuel type , particle size and residence time in the reactor to 200-450 °

Дьамовые газы вместе с уносом пыли вывод т из реактора 1 через трубопровод 19 в сепаратор 21, где отдел ют основную массу уноса, возвращаемого в установку, а дымовые газы с наиболее мелкими частицами подают в котел котлоагрегата 22 или фильтр. Основную массу сухого подогретого топлива через дозатор 23 подают в камеру 2 второй ступени, куда ввод т тангенциально из газовой горелки 5 гор щий газовый теплоноситель. В камере 2 второй ступени циклонного типа уголь подогревают в закрученном потоке до 450-750 с, производ т процесс пиролиза угл , а часть (1560 вес.%) получаемого сухого гор чего коксика вывод т через патрубок 14 с целью повышени  теплотворности основного продукта - товарной синтетческой коксико-смоло-водной суспензии .Dyamic gases, along with the entrainment of dust, are removed from reactor 1 through line 19 to separator 21, where the bulk of the ash that is returned to the plant is separated, and flue gases with the smallest particles are fed to the boiler 22 or filter. The bulk of the dry preheated fuel is fed through the dispenser 23 into the second-stage chamber 2, where a burning gas coolant is introduced tangentially from the gas burner 5. In chamber 2 of the second stage of the cyclone type, coal is heated in a swirling flow up to 450-750 s, coal is pyrolyzed, and part (1560 wt.%) Of the dry hot coke produced is removed through pipe 14 to increase the heating value of the main product — commercial synthetic coke-resin-water suspension.

Газовзвесь коксика вместе с парами смолы, воды и пирогаза через соединительный патрубок 13 ввод т в охладитель газовзвеси 6 циклонного типа, в который по системе 27,28,29 и 24 через форсунки 25 тангенциально подают подсмольную, а также техническую загр зненную воду в другие в том числе и органические жидкости. Газовзесь охлаждают в охладителе 6 до 140-360°С, в результате чего коксик осмол етс , поглоща  часть смолыGas mixture of coke, together with vapors of tar, water and pyrogas, is introduced through a connecting pipe 13 into a gas suspension suspension of a cyclone-type gas suspension 6, into which, through the system 27,28,29 and 24, pitch tangentially and piping water is supplied to including organic liquids. The gas mixture is cooled in the cooler 6 to 140-360 ° С, as a result of which the toxic is tarred, absorbing part of the resin

Часть осмоленного гор чего коксика при необходимости отбирают через патрубок 15, основную же массу газовзвеси с парами добавл емой в охладитель 6 воды передают через патрубок 16 в циклонного типа осадитель 7 суспензии, в который через форсунк 25 тангенциально подают холодную воду , охлаждающую газовзвесь до 2080 с , В осадителе из газовзвеси отдел ют твердые частицы коксика, а также конденсируют смолу и воду и отдел ют капли ее, превраща  в суспензию , стекающую в приемник 8, Охлажденый пирогаз по линии 9 направл ют в мокрый сепаратор 10 циклонного типа , в котором пирогаз очищают от механических твердых и жидких примесей а затем последовательно отбирают ценные продукты и газовый остаток сжигают в котле котлоагрегатора 22 или используют дл  других целей.A part of tarred hot coke, if necessary, is taken through pipe 15, the main mass of the gas suspension with water added to the cooler 6 is passed through pipe 16 into the cyclone type precipitator 7, into which cold water is tangentially fed through a nozzle 25, cooling the gas suspension to 2080 s In the precipitator, solid particles of coke are separated from the gas suspension, and the resin and water are condensed and the droplets are separated, turning into a suspension flowing into the receiver 8. The cooled pyrogas in line 9 is sent to the wet separator 10 cyclone. type, in which pyrogaz is cleaned of mechanical solid and liquid impurities and then consistently selected valuable products and the gas residue is burned in the boiler of the boiler 22 or used for other purposes.

Суспензию из приемника 8 и сепаратора 10 через дозатор 23, регулирующий уровень-суспензии, подают в трубопровод 18, в который Из патрубка 17 ввод т специальную добавку, а также при необходимости добавл ют до требуемой концентрации воду или кок-сик , отбираемый через патрубки 14, 15, а если необходимо,, и подогретое в камере 1 первой ступени и отпеленное в сепараторе 21 топливо, обычно возвращаемое в установку.The suspension from the receiver 8 and the separator 10 through the dispenser 23, which controls the level of the slurry, is fed into the pipeline 18, into which a special additive is introduced from the pipe 17, and if necessary, water or cock can be added to the required concentration through the pipes 14 , 15, and, if necessary, fuel that is preheated in chamber 1 of the first stage and chilled in the separator 21, usually returned to the installation.

Синтетическа  коксико-смоло- водна  суспензи  представл ет собой новый вид жидкого топлива , теплотворность которого, например дл  канско-ачинских бурых углей, даже без отделени  воды в два-три раза превышает теплотворность углевод Hofi пульпы из натурального угл . Транспорт такой синтетической пуль пы значительно дешевле железнодорожного транспорта угл  и даже коксика, получаемого при пироли:.а угл .Synthetic coke-resin-water slurry is a new type of liquid fuel, the calorific value of which, for example, for Kansko-Achinsk brown coal, even two or three times higher than the calorific value of carbohydrate Hofi pulp from natural coal. Transportation of such a synthetic pulp is much cheaper than railroad transport of coal and even coke produced from pyrolysis: .a coal.

Коксико-смоло-водна  суспензи  может с высокой эффекти)зностью непосредственно сжигатьс  в топках котлов электростанций в некоторых промышленных печах. Важной положительной технико-экономической и экологической особенностью пр мого сжигани  синтетической пульпы  вл етс  резкое, примерно на пор док (6-10 раз) снижение образовани  очень вреднойокиси азота и уменьшение в несколько раз общего количества вредных энерговыбросов .A coke-slurry slurry can be directly burned with high efficiency in boiler furnaces of power plants in some industrial furnaces. An important positive technical, economic and environmental feature of the direct combustion of synthetic pulp is a sharp, approximately by an order of magnitude (6-10 times) reduction in the formation of very harmful nitrogen oxide and a decrease by several times in the total amount of harmful energy releases.

Применение насто щего способа позвол ет резко упростить пиролизную установку , снизить расход воды дл  пооизводства суспензии, использовать дл повышени  теплотворности синтетической Суспензии низкокачественные смолы , подсмольную воду пиролиза.The application of this method makes it possible to drastically simplify the pyrolysis installation, reduce the water consumption for the production of the suspension, use low-quality resins, pyrolysis podsolate to increase the heating value of the synthetic suspension.

Пример . Высущенный и нагретый до пылевидный канско-ачинский уголь (зольностью 9,6%, крупностью-остаток на сите 100 микрон .- 20% на установке производительностью 50 млн. т в год из бункера 3 подают в в камеру первой ступени, где за доли секунды прогревеиот до 330 С дымовы ми газами, не содержащими свободный кислород, поступающими из горелки 4 в количестве 200 кг на 1 т угл . Охлажденные дымовые газы из камеры 1 с температурой 350°С вывод т через трубопровод 19 и после улавливани  уноса передают в топку котла энергоблока .An example. The Kansk-Achinsk coal, dried and heated to pulverized (ash content 9.6%, grain size-residue on a sieve is 100 microns .- 20% at a facility with a capacity of 50 million tons per year from bunker 3 is fed to the first-stage chamber, where in a fraction of a second heat up to 330 C with flue gases that do not contain free oxygen coming from burner 4 in the amount of 200 kg per ton of coal. Cooled flue gases from chamber 1 with a temperature of 350 ° C are removed through conduit 19 and after entrainment the entrainment is transferred to the boiler furnace power unit.

Уголь при быстром нагреве (доли секунды) до 330°С в камере 1 практически не измен етс  в составе, так как из него удал етс  всего 20 кг пирогенетической воды, газа, и уноса . Из камеры 1 уголь подают дозатором в поток гор чих дымовых raSoB, также не содержащих свободного кислорода , поступающих из горелки 5 в количестве 310 кг. на 1 т горючей массы . Уголь смешивают с потоком газа и перемещают в камеру второй ступени 2, где за 0, завершаетс  поо- грев угл  до 640 С и его термообработка (пиролиз), при котором образуютс  на 1 т органического вещества угл  120 кг смолы с температурой кипени  240°С и газового бензина, 530к koкcикa, 260 кг пиролизного газе, и 70 кг -пирогенетической воды, содержащей 4,5% водорастворимых фенолов и других органических соединений.Coal during rapid heating (of a fraction of a second) to 330 ° C in chamber 1 practically does not change in composition, since only 20 kg of pyrogenic water, gas, and entrainment are removed from it. From chamber 1, the coal is fed by the dosing unit into a stream of hot flue raSoB, also free of oxygen, coming from the burner 5 in an amount of 310 kg. per 1 ton of combustible mass. The coal is mixed with the gas flow and transferred to the chamber of the second stage 2, where after 0, the coal is heated to 640 ° C and its heat treatment (pyrolysis), at which 120 kg of resin with a boiling point of 240 ° C are formed per 1 ton of organic matter coal and gasoline, 530k of carbon dioxide, 260 kg of pyrolysis gas, and 70 kg of pyrogenic water containing 4.5% of water-soluble phenols and other organic compounds.

Состав пиролизного газа: Hj. S 27%; СО 12,2%; Н. 22,3% СН, 29,2%; С,Н 5,6%; N2 3,5%.The composition of the pyrolysis gas: Hj. S 27%; WITH 12.2%; N. 22.3% CH, 29.2%; C, H 5.6%; N2 3.5%.

Дл  получени  коксико-смоло-водной суспензии из 530 кг коксика перед охлаждением газовзвеси отбирают 180 кг гор чего коксикй, а 350 кг коксика вместе с парогазовой смесью охлаждают до 160°С, а затем дополуительно охлаждают до 40°С. В результате получают .коксико-смоло-водную суспензию, содержащую 350 кг коксика 70 кг пирогенетической воды, 72 кг смолы и 278 кг охлаждающей воды. Общее количество суспензии 700 кг, из них 40% воды.To obtain a coke-resinous suspension, from 530 kg of coke, before cooling the gas suspension, 180 kg of hot coke are removed, and 350 kg of coke, together with the vapor-gas mixture, are cooled to 160 ° C, and then cooled to 40 ° C. The result is a .coxy-resin suspension containing 350 kg of coke, 70 kg of pyrogenic water, 72 kg of resin and 278 kg of cooling water. The total amount of suspension is 700 kg, of which 40% is water.

Теплотворность полученной суспензии 4000 ккал/кг.The calorific value of the resulting suspension is 4000 kcal / kg.

Полученна  теплотворность выше,че теплотворность .пульпы на 800 ккал/кг (25%) и на 500 ккал/кг выше теплотворности натурального угл  (14%).The calorific value obtained is higher than the calorific value of pulp by 800 kcal / kg (25%) and 500 kcal / kg higher than the calorific value of natural coal (14%).

При отборе большего количества косика можно получить теплотворность суспензии 5000 ккал/кг и выше.When selecting a larger amount of Kosica, it is possible to obtain a calorific value of a suspension of 5,000 kcal / kg and above.

Claims (3)

1.Способ термической переработки твердого топлива, например, ,бурого угл , включающий двухступенчатый пиролиз исходного угл  в вихревых камерах с образованием газовзвеси, состо щей из коксика и парогазовых продуктов , охлаждение газовзвеси до 140ЗбО С при непосредственном контакте1. The method of thermal processing of solid fuels, for example, brown coal, including two-stage pyrolysis of the original coal in vortex chambers with the formation of a gas suspension consisting of coke and steam-gas products, cooling the gas suspension to 140 ° C with direct contact с охлаждающим агентом и отбор части готового коксика, отличающ и и с   тем, что, с целью упрошени  технологии, повышени  теплотворности и снижени  стоимости и транспота получаемых продуктов, газовзвесь дополнительно охлаждают до 20-80 С с образованием коксико-смоло-водной суспензии.with a cooling agent and the selection of a part of the finished coke, which is also distinguished by the fact that, in order to simplify the technology, increase the calorific value and reduce the cost and transport of the products obtained, the gas mixture additionally cooled to 20-80 ° C to form a coke-slurry suspension. 2.Способ по п.1, отличающий с   тем, что, с целью регулировани  теплотворности суспензии,2. A method according to claim 1, characterized in that, in order to control the calorific value of the suspension, из газовзвеси перед охлаждением отбирают 15-60 вес.% от содержани  коксика в газовзвеси.15-60 wt.% of the coking gas content in the gas suspension is removed from the gas suspension prior to cooling. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1. Ушаков С.С. Технико-экономические проблемы транспорта топлива, М., 1972.1. Ushakov S.S. Technical and economic problems of fuel transport, M., 1972. 2,Авторское свидетельство СССР2, USSR author's certificate № 335267, кл. С 10 В 49/02, 17.07,68.No. 335267, cl. C 10 V 49/02, 07/17/68. 3.Авторское Свидетельство СССР3. Author's Certificate of the USSR по за вке № 2074331, кл. С 10 В 49/02, 12.11.74 (прототип).according to application number 2074331, cl. C 10 V 49/02, 12.11.74 (prototype). ПP