ҚАТТЫ ОТЫНДЫ ГАЗИФИКАЦИЯЛАУ

Қатты отынды газификациялау. Анықтамасы, қолданылу облысы. Газификациялау әдістері, бу-оттегілі үрлеу. Көмірді гидрогенизациялау

Орындаған:

Тексерген:

Қатты отынды газификациялау. Анықтамасы, қолданылу облысы

Қатты отынды газдандыру - қатты отынның органикалық заттарын (тас және қоңыр көмір, кокс, тақтатас, шымтезек, ағаш және т. б. ) негізінен СО мен Н2-ден тұратын жанғыш газға айналдыру процестері. Олар газ генераторларындағы көміртегі бар қосылыстардың (өндірілген газды генератор газы деп атайды) термиялық тотығуының 900-1600 ° C температурасында, 0, 1-10 МПа қысымда, газдандырғыш реагенттердің (тотықтырғыштардың) қатысуымен жүзеге асырылады: су буы, ауа, оттегі, көмірқышқыл газы, бу-ауа немесе бу-оттегі қоспасы. Қатты отынды газдандыру өнімдерінің шығымы салмағы бойынша 80% құрайды.

Қатты отынды газификациялау. Анықтамасы, қолданылу облысы

Газификация кезінде болатын негізгі химиялық реакциялар:

С+Н2О→СО+Н2;

С+0, 5О2→СО;

С+О2→ СО2;

2СО+О2→2СО2;

С+СО2→2СО; C+2Н2O→ СО2+2Н2;

СО+Н2O→СО2+H2

Метанның пайда болуы:

СО+3Н2→СН4+Н2О; 2СО+2Н2→СН4+СО2

Қатты отынды газификациялау. Анықтамасы, қолданылу облысы

Мысал ретінде плазмалық қондырғының сызбасын қарастырайық. 1 - реактор-газификатор; 2 - негізгі плазма генераторы (50 кВт дейін) ; 3 - от жағу; 4 - қосымша плазма генераторы (6 кВт дейін) ; 5 - бүріккіш скруббер; 6 - оралған скруббер; 7 - шығатын желдеткіш.

Қатты отынды газификациялау. Анықтамасы, қолданылу облысы

Қатты отынды жоғары температурада оттегі, ауа, су буы, көмірқышқыл газы және сутегі атмосферасында өңдеу кезінде отынның органикалық компоненттері толығымен газ тәрізді өнімге айналады. Көмірді газдандырудың негізгі бағыттары және өнім құрамы суретте көрсетілген

Қатты отынды газификациялау. Анықтамасы

Газ тәрізді отынның артықшылықтары:

ол алыс қашықтыққа тасымалдауға өте ыңғайлы,

жанғанда күл қалдырмайды,

түтін газдары мен күйе шығармайды,

газды жағу процесін автоматтандыру оңай,

жалын температурасы, әдетте, сол көрсеткіштен едәуір жоғары,

қоюландырылған отынның тікелей жануымен алынған

Қатты отынды газификациялау. Анықтамасы, қолданылу облысы

Табиғи және техногендік шыққан көміртегі бар барлық дерлік материалдарды газдандыру үшін шикізат ретінде пайдалануға болады, атап айтқанда:

Газификациялау әдістері, бу-оттегілі үрлеу. Көмірді гидрогенизациялау

Шикізатты газдандыру процесін жүзеге асырудың бірнеше әдісі бар: кесек - тығыз қабатта, ұсақ түйіршікті - «сұйық қабатта», шаңды және сұйық - алауда. Қатты отынды газдандыру кезінде отынның органикалық бөлігі 80% дейін газ фазасына өтеді. Шикізат сапасына сезімтал болмауына және балласттардың (минералды қоспалар мен ылғал) болуына байланысты әдіс төмен дәрежелі отынды өңдеу үшін кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, жану кезінде пайда болатын газ тәрізді отын қатты отынның тікелей жануына қарағанда зиянды заттарды айтарлықтай аз шығарады.

Газификациялау әдістері, бу-оттегілі үрлеу. Көмірді гидрогенизациялау

Суретте шикізатқа әсер ету әдісіне байланысты газдандыру әдістерінің жіктелуі көрсетілген. Диаграмма сонымен қатар әр түрлі газдандырғыш агенттермен алынған газдың жану жылуы қандай деңгейде болатынын және оны қолданудың мүмкін аймақтарын көрсетеді.

Көміртекті қалдықты газдандыру жанғыш газ шығарады.

Генератор газы - құрамында жанғыш компоненттер болған жағдайда, көміртектің кез-келген газ реактивімен әрекеттесуінен пайда болатын газ.

Газификациялау әдістері, бу-оттегілі үрлеу. Көмірді гидрогенизациялау

Ең қарапайымы - газдану процесі тек ауадағы оттегінің әсерінен болатын әдіс. Газификатордағы пиролиз процесінде алынған көміртекті қалдық ауаға қол жетімділігі шектеулі күйдіріледі (әдетте ауаның артық коэффициенті 0, 25 құрайды) . Газдандыру өнімі негізінен сутегі мен көміртегі оксидінен тұратын, атмосфералық азотпен және кейбір көмірқышқыл газымен сұйылтылған төмен калориялы ауа генераторы газы болып табылады. Өздеріңіз білетіндей, ауада газдану процесінің қарқындылығы үшін жауап беретін 21% оттегі бар, сондықтан реактордағы температура осы ауаның берілу жылдамдығымен және отынмен қамтамасыз етілу жылдамдығымен анықталады. Кішігірім ауаның берілуі төсек температурасының өте төмен болуына әкеледі, нәтижесінде газ аз шығарылады және шайыр көп болады. Ауа генераторы газының ең төменгі калориялық мәні 3, 5 . . . 4, 8 МДж / м3 құрайды, бұл оны қазандықтарда және іштен жанатын қозғалтқыштарда пайдалануға мүмкіндік береді. Бірақ мұндай газ газ турбиналарының жану камераларында жануға және құбырлар арқылы алыс қашықтыққа тасымалдауға жарамсыз.

Газификациялау әдістері, бу-оттегілі үрлеу. Көмірді гидрогенизациялау

Модель

Алынатын өнім

Ауамен газдандыру

СО, СО2, Н2, СН4, N2, шайыр

Газдың төменгі жану жылуы ~ 3, 5…4, 8 МДж/м3

Оттегімен газдандыру

СО, СО2, Н2, СН4, шайыр

Газдың төменгі жану жылуы ~ 10-15 МДж/м3

Оттегін өндіруге және пайдалануға кететін шығындар генератордың сапалы газымен өтеледі

Су буымен газдандыру

СО, СО2, Н2, СН4, шайыр

Газдың төменгі жану жылуы ~ 12-20 МДж/м3

Жанудың жеткілікті жоғары қызуы процесте су буының құрамына кіретін сутегі мен оттегі түріндегі қосымша жанғыш компоненттерді енгізумен байланысты, бірақ газдандыру аймағында қажетті температураны ұстап тұру үшін қосымша энергия жұмсау керек.

Газификациялау әдістері, бу-оттегілі үрлеу. Көмірді гидрогенизациялау

Буды және ауаны газдандырғыш ретінде бір мезгілде қолдану сирек емес. Нәтижесінде ауа мен су газдарының (көміртегі тотығы, сутегі, көмірқышқыл газы, азот және су буы) қоспасы пайда болады. Газдардың бұл қоспасы аралас, немесе бу-ауа, газ деп аталады. Газ фазасының бумен әрекеттесуі келесі реакциямен анықталады:

СО+Н2O→СО2+H2

Егер газ оттегі ретінде таза оттегі қолданылса, онда генератор газында азот болмайды - бұл оның басты артықшылығы екендігі сөзсіз. Мұндай газды құбырлар арқылы, технологиялық процестерге немесе химиялық заттар мен синтетикалық отын өндірісіне шикізат ретінде тасымалдауға болады.