Спосіб газифікації вугільної суспензії

Реферат: Винахід належить до способів газифікації вугільної суспензії і може бути використаний для одержання синтез газу. Згідно зі способом, спочатку здійснюють попередню підготовку вугілля шляхом здрібнювання, потім здійснюють диспергування в суміші з окисником і подачу на газифікацію в плазмотрон. При цьому здрібнювання вугілля здійснюють енергією ударної хвилі з одержанням часток вугілля з надактивною поверхнею, диспергування, тобто готування "газованої" суміші із вугільної суспензії, окисника й агента, що підсвічує, - водню здійснюють шляхом активного аераційного збагачення, а в плазмотроні впливають на сировину тороїдальним електромагнітним полем. Винахід забезпечує підвищення ефективності процесу газифікації. UA 106165 C2 (12) UA 106165 C2 UA 106165 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до способів газифікації вугільної суспензії, отриманої, наприклад, з бурого вугілля, і може знайти застосування для одержання синтез газу. Відомий спосіб газифікації вугільної суспензії, що включає попередню підготовку вугілля шляхом його дроблення, наступного мокрого здрібнювання й демінералізації неорганічною кислотою, одержання колоїдної дисперсної системи в інтерактивному механохімічному реакторі і подачу колоїдної дисперсної системи в реактор на газифікацію (див., наприклад, патент RU2190661, МПК: С10J1/32, опубл. 10.11.2002). Відомий спосіб газифікації вугільної суспензії, що включає попереднє здрібнювання вугілля, диспергування вугілля в суміші з окисником - метаноловою водою із синтетичною добавкою, газифікацію вугілля в три стадії: на першій і другій стадії в трубчастих теплообмінниках газифікаційної колони, а на третій стадії процес проводять у плазмотроні (див., наприклад, патент RU2047650, МПК:310J3/18, 10.11.1995). По технічній суті й ефекту, що досягається, відомий спосіб є найбільш близьким до того, що заявляється. Недоліком відомих способів є низька ефективність, обумовлена нераціональною технологією підготовки паливної сировини, починаючи з першої стадії - здрібнювання, наступного диспергування й умовами організації спалювання сировини. В основу винаходу поставлено задачу створити спосіб газифікації вугільної суспензії, що дозволяє значно підвищити ефективність процесу. Поставлена задача вирішується в способі газифікації вугільної суспензії, що включає попередню підготовку сировини шляхом здрібнювання, наступного диспергування в суміші з окисником і газифікацію в плазмотрон; відповідно до винаходу, здрібнювання вугілля здійснюють енергією ударної хвилі в присутності води з одержанням вугільної суспензії, диспергування, тобто готування "газованої" суміші із вугільної суспензії, окисника й агента, що підсвічує, - водню здійснюють шляхом активного аераційного збагачення, а в плазмотроні впливають на "газовану" суміш тороїдальним електромагнітним полем. Відмінними ознаками способу, що заявляється, є: здрібнювання вугілля здійснюють енергією ударної хвилі в присутності води з одержанням вугільної суспензії; диспергування, тобто готування "газованої" суміші із вугільної суспензії, окисника й агента, що підсвічує, - водню шляхом здійснення активного аераційного збагачення, у плазмотроні впливають на "газовану" суміш тороїдальним електромагнітним полем. Виходячи з описаного рівня техніки випливає, що зазначені відмінності є новими. Спосіб газифікації вугільної суспензії здійснюють таким чином. Вугілля, попередньо здрібнене чи ні, подають у пристрій для безперервного тонкого здрібнювання ударними хвилями, де в замкнутій камері здрібнювання, що має витягнуту або кільцеву форму, заповненою водою, воно переміщується за допомогою скребків і багаторазово піддається руйнівному впливу ударних хвиль, що виникають у результаті вибухів суміші водню й кисню одночасно у всіх камерах вибуху. У результаті вугілля подрібнюється до необхідного ступеню здрібнювання й однорідності. При цьому частки продукту здобувають надактивну поверхню. Отриману вугільну суспензія вивантажують із пристрою й відразу ж подають у робочу камеру аератора. Одночасно з подачею в аератор надактивної вугільної суспензії, туди подають окисник - кисень і агент, що підсвічує, - водень. Здійснюють диспергування, тобто готування "газованої" суміші шляхом активного аераційного збагачення, у результаті якого виходить уже готова "газована" вибухонебезпечна паливна суміш. Отриману "газовану" суміш у вигляді тонкодисперсної пульпи виводять із аератора й відразу подають на газифікацію. Газифікацію здійснюють в індукційному плазмовому пальнику, у якому установлений один або більше тороїдальних плазмотронів. Вибухонебезпечна "газована" суміш надходить у плазмогенеруючий канал, що перебуває всередині тороїдального плазмотрона, і піддається впливу електромагнітного поля, створеного спіралеподібними індукторами навколо плазмогенеруючої камери, причому те, що пристрій має тороїдальну форму, збільшує в кілька разів електромагнітне поле. Проходячи через електромагнітне поле з великою швидкістю, "газована" суміш розігрівається до необхідної температури й іонізується, після чого надходить у форсунку й підпалюється. Оскільки іонізується вже вибухонебезпечна суміш, на виході з форсунки утворюється полум'я не витягнутої форми, а короткої, забезпечуючи практично повне згоряння палива й високий вихід синтез газу. Спосіб, що заявляється, пояснюється наступним прикладом. ПРИКЛАД. Сировинний продукт, буре вугілля, подають у пристрій для безперервного тонкого здрібнювання, у якому вже є вода, і піддають впливу ударними хвилями, що виникають 1 UA 106165 C2 5 10 15 20 25 у результаті вибуху суміші водню й кисню. Одержувана вугільна надактивна паливна суспензія містить від 40 до 60 % води з досить однорідними частками крупністю в межах 1-10 мкм. Далі продукт піддають диспергуванню, тобто готуванню "газованої" суміші із вугільної суспензії й двох видів окисника - кисню й агента, що підсвічує, - водню шляхом активного аераційного збагачення при коефіцієнті 0.01 (стехіометрічний коефіцієнт співвідношення пального до окисника). Далі вибухонебезпечну "газовану" паливну суміш подають в індукційний плазмовий пальник тороїдального типу, де піддають іонізуючому впливу електромагнітного поля, утвореного тороїдальним індуктором. Швидкість паливного потоку в самих вузьких місцях становить 2.52.8м/с, температура потокового нагрівання суспензії в плазмотроні 300 °C, температура плазми 15-18 тис.°С. Коефіцієнт корисної дії по "утилізації" магнітного тороїдального рівномірно розподіленого поля індукційного плазмотрона більше 90 %. (Для порівняння у лінійного плазмотрона приблизно 40-45 %). Паливну суміш підпалюють на виході з форсунки, при цьому утворюється коротке полум'я, що сприяє практично повному спалюванню палива й високий вихід синтез газу. Техніко-економічні переваги способу, що заявляється, у порівнянні зі способом-прототипом складаються в підвищенні ефективності процесу газифікації. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб газифікації твердопаливної сировини, що включає попередню підготовку сировини шляхом здрібнювання, наступного диспергування в суміші з окисником і подачу на газифікацію в плазмотрон, який відрізняється тим, що здрібнювання сировини здійснюють енергією ударної хвилі в присутності води з одержанням вугільної суспензії, диспергування, тобто готування "газованої" суміші із вугільної суспензії, окисника й агента, "що підсвічує", - водню здійснюють шляхом активного аераційного збагачення, а в плазмотроні впливають на "газовану" суміш тороїдальним електромагнітним полем. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2