Спосіб одержання синтез-газу

1. Спосіб одержання синтез-газу шля хом парової газифікації вуглецевої сировини у реакторі, що включає зону конверсії і зону окислення у роз 3 39402 температурі, концентрації вуглецю, висоті теплоносія, уся органічна маса вуглецевої сировини переробляється у синтез-газ і гази окислення, при цьому спрощується процес і поліпшуються техніко - економічні показники. Поставлена задача вирішується тим, що у способі одержання синтез-газу шляхом парової газифікації вуглецевої сировини у реакторі, що включає зону конверсії і зону окислення у розплаві теплоносія при підтримуванні температури у зоні окислення вище, ніж у зоні конверсії, згідно корисної моделі, процес конверсії органічної частини вуглецевої сировини відбувається у зоні конверсії реактора за рахунок теплової енергії, яка утворюється у зоні окислення реактора і безперервно надходить з циркулюючим між зонами теплоносієм, а теплоносій перед виводом із реактора проходить зону доокислення вуглецю із розплаву теплоносія. Крім того, у розплав теплоносія вміщують насадку. Технічним результатом запропонованої корисної моделі є спрощення процесу переробки твердої вуглецевої сировини у синтез-газ та поліпшення техніко-економічних показників. Відмітною особливістю запропонованого способу одержання синтез-газу є проведення безперервного процесу у трьохзонному реакторі з циркулюючим між зонами розплавом теплоносія з температурою 1500-1800°С, який забезпечує підвід енергії для реакції парової конверсії вуглецевої сировини. Циркуляція розплаву між зонами через гідрозатвір забезпечує одержання і вихід газоподібних продуктів із кожної зони окремо без змішування. Для збільшення часу перебування, поліпшення тепло- і масообміну між газифікуючим агентом і вуглецевою сировиною використовують насадку у розплаві теплоносія. Запропонований спосіб здійснюють таким чином. На Фіг. показана схема установки одержання синтез-газу, на якій: І - трьохзонний реактор; 1 - зона конверсії; 2 зона окислення; 3 - зона доокислення. Реактор І для переробки вуглецевої сировини поділений перегородками на три зони. Перегородки виконані у вигляді переливних пристроїв, що дає можливість забезпечити циркуляцію розплаву теплоносія між зонами реактора і вихід газових продуктів із кожної зони окремо. У розплав теплоносія, зони конверсії 1, вводять суміш водяної пари і вуглецевої сировини. Під впливом високої температури здійснюється парова газифікація з одержанням синтез-газу. Одночасно у зону окислення 2 у розплав теплоносія, який надходить із зони 1, вводять суміш повітря і вуглецевої сировини. Вуглець окислюється киснем повітря в оксиди. Енергія, що виділяється при окисленні, залишається у розплаві і переноситься у зону конверсії 1 та забезпечує перебіг ендотермічних процесів парової газифікації вуглецевої сировини. У зону доокислення 3 у розплав теплоносія подають повітря. При цьому вуглець, який залишився в розплаві теплоносія, окислюється киснем повітря до необхідної кінцевої концентрації. Над 4 лишкову кількість теплоносія виводять із системи з мінімальним вмістом вуглецю. Запропонований спосіб одержання синтез-газу пояснюється прикладами. Приклад 1 (порівняльний). Приклад розглядається для навантаження по вугіллю 15т/год. На першій стадії здійснюється розчинення вуглецю у розплаві заліза у першій камері реактора при температурі 1300°С. Відхідний газ, що містить вуглець та водень, використовують для пневматичного вводу твердих частинок у камеру. На другій стадії здійснюється газифікація розчиненого вуглецю у розплаві заліза при підвищенні температури від 1300 до 1600°С сумішшю криогенного кисню та водяної пари. Одержаний синтезгаз є кінцевим продуктом процесу. Результати дослідження наведені у таблиці. Приклади 2-11. У реактор, який являє собою кварцову посудину діаметром 33мм і висотою 135мм, завантажують 100г хлориду натрію і вміщують в електричну піч. Реактор нагрівають до температури 9001100°С. У розплав зони конверсії по кварцовій трубці на глибину 80мм подають суміш водяної пари і газового вугілля (приклади 2-3), водяної пари і сажі (приклади 4-7), а також водяної пари і сажі у розплав, заповнений на 50% кварцовою насадкою (приклади 8-11). Пар і вуглецеву сировину барботують через розплав теплоносія, при цьому вуглець розчиняється у розплаві і відбувається процес парової конверсії. Газоподібні продукти конверсії виводяться з поверхні розплаву і аналізуються. Після проведення процесу конверсії в одержаний розплав подають суміш повітря і вуглецевої сировини. Оксиди вуглецю утворюються у зоні окислення. Енергія, що виділилась при окисленні вуглецю, забезпечує нагрів розплаву теплоносія. У розплаві теплоносія після проведення процесу окислення з залишковим вуглецем в умовах надлишку повітря здійснюється повне доокислення вуглецю. Одержаний розплав виводять із реакційної системи. Результати дослідження наведені у таблиці. Як видно із прикладів, на стадії конверсії у запропонованому способі забезпечується повна переробка органічної маси і летючих компонентів вуглецевої сировини. Ступінь перетворення вуглецю в залежності від умов може досягати 99% (приклад 1, 2). При газифікації сажі (приклади 3-11) показано, що використання насадки дозволяє збільшити вихід синтез-газу у середньому на 20%. На стадії окислення вуглецевої сировини у продуктах реакції містяться монооксид і діоксид вуглецю. Збільшення витрати повітря приводить до зменшення кількості монооксиду вуглецю в продуктах окислення (приклади 3-11). Присутність насадки дозволяє збільшити навантаження по сировині на одиницю реакційного об'єму (приклади 8-11). В зоні доокислення при збільшенні концентрації вуглецю у розплаві теплоносія зростає вміст оксидів вуглецю в продуктах реакції (приклади 13). Запропонований спосіб дозволяє переробляти 5 усю органічну масу вуглецевої сировини, а також летючі компоненти. Використання насадки збільшує глибину переробки сировини і навантаження на одиницю реакційного об'єму за рахунок покращення тепло- і масообміну. Безперервність процесу, що протікає у різних зонах реактора, забезпечує вибухобезпечність процесу. Циркуляція 39402 6 розплаву за рахунок різниці густини у зонах реактора дозволяє проводити процес як при атмосферному, так і при підвищеному тиску. На підставі вищевикладеного можна зробити висновок, що суттєві ознаки, заявлені у формулі корисної моделі, достатні для одержання технічного результату і використання у промисловості. 7 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 39402 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601