Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
В' горне газогенератора при продувке слоя топлива горячим воздухом развиваются очень высокие температуры (порядка 1 800°С и более), чем обеспечивается протекание газогенераторного процесса с превращением золы топлива в жидкоплавкое состояние.
Возможность одновременного получения газа и ценных жидких продуктов при минимальном расходе кислорода и использовании мелкозернистого топлива (3—10 мм) составляет преимущество газификации под давлением. Недостатком этого способа является большая сложность оборудования. Трудность изготовления оборудования и его высокая начальная стоимость затрудняют внедрение установок в промышленности.
<Рис. 11-21. Промышленный газогенератор высокого давления.
/ — газогенератор; 2 — колосниковая решетка; 3 — загрузочное устройство; 4 — зольииковая «амера; 5 — подвод дутья; в — отвод газа.
210
11-7. ГАЗИФИКАЦИЯ СЕРНИСТОГО МАЗУТА
Изменение структуры топливного баланса страны в сторону увеличения добычи нефти ведет к постоянному увеличению производства топочного мазута. Большая часть мазутов имеет высокое содержание серы (до 4% и выше). Непосредственное сжигание сернистого мазута в промышленных печах приводит к снижению качества продукции, интенсивному отложению загрязнений на поверхностях нагрева воздухоподогревателей и снижению срока их службы. Выброс больших количеств окислов серы
Рис. 11-22. Установка ИГИ для газификации мазута с высокотемпературной газоочисткой.
/ — подогреватель воды; 2— эмульгатор мазута; 3— насос водомазутной эмульсии; 4 — турбокомпрессор дутья; 5 —* газогенератор; 6 — сажеуловитель с высокотемпературным зернистым фильтром; 7 —узел отделения сажи; Ь — охладитель газа; 9 — сероочнстнтель: Ю — регенератор СаО; И — промежуточная емкость СаО; 12 — пылеуловитель; 13 — потребитель газа.
вместе с продуктами горения топлива через дымовые трубы ухудшает санитарное состояние воздушного бассейна в районе промышленного предприятия. Эффективным методом преодоления трудностей, возникающих при сжигании сернистых мазутов, возможно, окажется их централизованная безостаточная газификация с последующей высокотемпературной очисткой продуктов от сернистых соединений, сажи и ванадия по методу института горючих ископаемых (ИГИ), а также института ВНИИНП. Теоретическое и экспериментальное исследование метода ИГИ, а также конструктивное оформление аппаратов изложены в [JL 13а].
На рис. 11-22 приведена схема подобной установки с высокотемпературной очисткой продуктов газификации при небольшом избыточном давлении. Для компенсации потерь давления по газовоздушному тракту предусматривается установка подкачивающего (бустерного) компрессора с электроприводом. Компрессор подает в газогенератор горячий воздух, необходимый для газификации мазута. Остальная часть горячего воздуха -направляется в зону горения печи для сжигания очищенного горючего газа. В газогенераторе осуществляется факельный процесс газификации водомазутных эмульсий на воздушном дутье, применение которых обеспечивает необходимое распыление мазута и способствует уменьшению образования сажи. Продукты газификации после газогенератора при температуре 1 100—1200°С очищаются в высокотемпературном самоочистителе от сажи и окислов ванадия, проходя через слой зернистого огнеупорного материала (хромомагнезитовая крошка, кварцевый песок). Выгруженный из сажеочистителя зернистый материал отмывается от сажи водой, после чего возвращается в него через шлюзовой затвор. В сероочистном аппарате газ проходит через слой частиц 14* 211
11
окиси кальция, где освобождается от сероводорода в результате реакции
Ca0 + H2S=CaS+,H20. (11-15)
Отработанный твердый сероокисный реагент, представляющий собой смесь СаО и CaS, должен быть вывезен с завода-потребителя и использован на химическом заводе для получения серной кислоты.
Получающийся в процессе регенерации твердый реагент (окись кальция) вновь возвращается потребителю. После улавливания твердых частиц в пылеуловителе очищенный горючий газ поступает к горелкам печей для сжигания.
Ниже приведены расчетные показатели процессов газификации, очистки и дополнительные потери тепла, вызванные наличием этих процессов. В расчетах приняты следующие исходные данные:
Элементарный состав горючей массы мазута: Сг=84,4%; Нг = 11,4%; №=0,3%; 0Г=0,2%; Sr=3,7%; Лср=0,14%; влага эмульсии 16,3%.^Теплота сгорания Qph=39,6 Мдж/кг. Объемный состав газа на выходе из газогенератора: НаО=4,8; 02=0,19%; СО=19,8%; С02=4,15%; Н2= = 15,78%; H2S = 6,37%'; N2=54,96%.
Достигаемая степень очистки газа от сернистых соединений 96—
98%.
Температура воздуха на входе в газогенератор, *С................ 250
Расход воздуха на газификацию 1 кг мазута, кг .... ...................5,94
Расход воды на получение эмульсии иа 1 кг мазута, кг..................0,168
Расход тепла на испарение влаги эмульсии, в % от Qjj мазута . . . 1,02
Выход сажи на 1 кг мазута, %.......................................... 1
Потери тепла с сажей, % от Qj} мазута.................................0,9
Температура газа на выходе из газогенератора, *С.......................1 210
