Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
™меврыа^а~гфаузрамы вторячного дутья: решетку газогенератора. Дутье по-
208
дают через колосниковую решетку под таким давлением, что слой топлива приходит в движение, напоминающее кипение жидкости. Омываемые газовой средой мелкие частицы угля бурно выделяют газы и могут легко перемешиваться. В плоскости колосниковой решетта имеется спиральная лопасть, выполняющая роль золоудалителя. Часть золы из генератора поступает в коробку и отсюда шнеком подается в сборник золы, откуда непрерывно удаляется. Другая часть золы выносится потоком газа и улавливается в циклонных пылеуловителях.
Газогенератор работает на парокислородном дутье. Около 80% дутья поступает через колосниковую решетку и примерно 20%-—через фурмы, расположенные выше слоя топлива. Делается это для того, чтобы можно было в какой-то мере прогазифицировать мелкие угольные частицы, обильно выносимые потоком газа из слоя. Для этой же цели газогенератор имеет большую высоту. Давление дутья под колосниковой решеткой ЗСЮО дан/м2. Давление в самом генераторе поддерживается около 2 500 дан/м2. Температура парокислородной смеси 85—100°С.
Температура слоя не должна быть выше 800—900 °С, поэтому к кислороду или воздуху в большом количестве добавляют пар. При повышенных температурах зола размягчается, частицы топлива начинают слипаться и слой зашлаковывается. При невысоких температурах слоя степень разложения пара очень невелика (около 0,2—0,3). При буром угле напряжение по нижней части шахты газогенератора составляет
1 750 кг/(мг' ч) и более.
После газогенератора газ проходит через пылеуловитель и направляется к котлу-утилизатору, производящему пар с давлением 2 Мн/м2. Получаемый пар не только покрывает все потребности газификации, но и используется для других целей. После котла газ проходит очистку в батарейных циклонах и в дезинтеграторах и транспортируется в сеть.
Парокислородное дутье применяется при выработке безазотного технологического газа. При выработке энергетического газа (например, для газоснабжения газовых турбин или промышленных печей) газогенераторы могут работать и на паровоздушном дутье, но качество газа при этом снижается. По данным ВНИИГИ, проводившего испытания полупромышленного газогенератора с кипящим слоем на бурых углях (рай-чихинском, артемовском и бабаевском), теплота сгорания газа при паровоздушном дутье получена равной 4,19—4,61 Мдж/м3 вместо 8,82— 9,2&^Мдж/м3 на парокислородном дутье, к. п. д. газификации при этом составил 50—54, а термический к. п. д. 74—84%. К достоинствам газогенератора с кипящим слоем относятся высокая производительность (один газогенератор может дать до 70000 м3/ч газа) и устойчивый режим работы. Недостатками являются: необходимость предварительной сушки углей с большой влажностью, громоздкость сооружений из-за низкого съема газа с единицы объема газогенератора, большое содержание пыли в газе, что усложняет очистку газа, низкая степень разложения пара и большой удельный расход кислорода.
Газификация топлива под высоким давлением. При высоких давлениях в шахте газогенератора, помимо обычных реакций, продуктами которых являются водород и окись углерода, протекают еще со значительной скоростью вторичные реакции образования метана при взаимодействии водорода с углеродом топлива и окисью углерода:
С + 2Нг—>СН4+175,5 Мдж; (11-13)
СО + ЗНг—»-СН4+Н20+204 Мдж. (11-14)
Реакция образования метана протекает с резким сокращением объема газов, поэтому повышение давления и благоприятствует их протеканию. Увеличение содержания метана в газе сильно повышает его теплоту сгорания. После удаления из сырого газа значительной части
двуокиси углерода (что легко достигается промывкой его под давлени-14-1393 209
Хаз
«ем) теплота сгорания газа при 2 Мн/ж2 достигает 16,7 Мдж/м3 и выше, и он может быть использован в качестве бытового газа.
Особенностью процесса газификации под давлением является возможность получения большого количества жидких продуктов высокого качества.
При газификации топлива под давлением 2 Мн/м2 общий выход смолы примерно такой же, как при полукоксовании данного топлива, а выход бензиновой фракции значительно больше, чем при полукоксовании. Увеличение выхода бензина является следствием крекинга смолы под давлением в присутствии водорода. Газогенератор высокого давления схематически показан на рис. 11-21. Такие газогенераторы имеют внутренний диаметр шахты до 2,5 м. Для газификации могут быть использованы также и мелкозернистый уголь и отходы угля. Топливо подается в газогенератор из бункера через шлюзовой загрузочный аппарат с двумя затворами. Для удаления шлака из газогенератора применяется зольная .шлюзовая камера.
В процессе газификации под давлением топливо проходит те же зоны, что и при обычной газификации. Подсушка угля лимитируется отсутствием азота как теплоносителя, поэтому бурый уголь должен подвергаться предварительной сушке и содержание влаги в нем должно быть не выше 20—25 Напряжение шахты газогенератора при бурых углях составляет примерно 800—1 000 кг/(мг'ч). Высокая производительность газогенераторов обеспечивается резким повышением объемных концентраций газов. Интенсивное течение реакций газообразования при высоком давлении позволяет снизить температуру слоя до 900—1 000 °С и, таким образом, избежать шлакования. Высокая зольность топлива (даже 30—40%) не является препятствием для этого способа газификации, если зола не шлакуется.
