Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра технологии нефти и газа
Доклад на тему:
«Газификация твердых топлив»
Выполнили ст. гр. БТПп-16-01 |
Д.А. Корнаухова |
|
А.Р. Валиева |
Руководитель: доцент каф. ТНГ, к.т.н |
Р.Р. Фасхутдинов |
Газификация
Газификация — преобразование органической части твёрдого или жидкого топлива в горючие газы при высокотемпературном (1000—2000 °C) нагреве с окислителем (кислород, воздух, водяной пар, CO2 или, чаще, их смесь), в результате которых органическая часть топлива обращается в горючие газы. Полученный
газ называют генераторным по названию аппаратов, в
Твердое или жидкое топливо
Нагрев топлива с окислителем
Генераторный газ
Зола и шлаки
2
Основные направления газификации угля
3
Сырье процесса
В качестве сырья для газификации могут выступать практически все углеродсодержащие материалы природного и техногенного происхождения, в частности:
горючие ископаемые (каустобиолиты);
биомасса, в т.ч. специально выращиваемая фитомасса;
углеродсодержащие отходы производства и потребления, включая бытовые и коммунальные отходы, в т.ч. иловые осадки канализационных и сточных вод.
При этом специально выращенная фитомасса и отходы различного происхождения относятся к возобновляемым источникам энергии.
4
Газификация твёрдых топлив- это превращение твердых топлив (углей, торфа, сланцев) в горючий газ, состоящий
главным образом из СО и Н2, при высокой температуре в
присутствии окислителя (газифицирующего агента). Проводится в газогенераторах
Газификацию твердых топлив можно рассматривать как неполное окисление углерода. наиб. часто окислителями
служат О2 (р-ция 1), СО2 (2) и водяной пар (3):
C + 0,5O2 CO H –
109,4 кДж/моль
C +CO2 2CO |
H + |
172,5 кДЖ/моль |
|
C + H2O CO + H2 |
H + 131,4 |
кДЖ/моль |
5 |
C + O2 CO |
|
|
|
|
|
H – |
||
284,3 кДж/моль |
|
|
|
|
|
|
||
CO2 + H2O CO2 + H2 |
|
|
H – |
|||||
41,1 кДЖ/моль |
|
|
|
|
|
|
||
C + 2H2 |
CH4 |
|
|
|
|
|
H + 74,8 |
|
кДЖ/моль |
|
|
|
газификации |
твёрдых |
|||
Прямой |
продукт |
|
||||||
CO+ 3H2 |
CH4 |
+ H2O |
|
|
H – |
|||
топлив (т. наз. сырой газ) всегда содержит |
||||||||
206,2 кДж/моль |
|
|
|
СО2, |
Н2О, СН4 и, |
|||
некоторые количества |
||||||||
CO+ H |
0,5CH |
+ 1/2CO |
и |
H – 123,8 |
||||
кроме 2 |
|
того, |
|
4 |
иногда 2 |
высших |
||
кДж/моль |
|
|
|
|
а |
|
при |
|
углеводородов, |
|
|
|
|
||||
использовании воздуха - |
еще |
и |
N2. Из-за |
|||||
наличия в угле гетероатомов, прежде всего S и N, образуются H2S и NO2. 6
Газ, полученный при газификации угля, в будущем может найти применение прежде всего для производства:
•Заменителя природного газа (СПГ);
•Синтез-газа для химической промышленности;
•Топливных газов для технологического и энергетического сжигания;
•Восстановительного газа для металлургических целей, например для прямого восстановления железной руды.
7
Метод Лурги
Газификация угля в неподвижном слое с использованием паровоздушного или парокислородного дутья с давлением около 3 МПа.
Этот метод применяется на 16 заводах разных
стран мира, на которых эксплуатируется более
Типичный60 газогенергазогенераторторов Lurgi. Lurgi : диаметр 4–5 м высота 7–8 м (без бункеров)
производительность по углю 600– 1000 т/сутки.
8
Метод Лурги
В газогенераторе Lurgi исходный уголь (размер частиц 5–30 мм) из бункера 2 периодически загружают в шахту 7 газогенератора, снабженную водяной рубашкой 12. При помощи охлаждаемого вращающегося распределителя 5 и перемешивающего устройства 6 топливо равномерно распределяется по сечению аппарата. Парокислородное дутье подают под вращающуюся колосниковую решетку 11, на которой находится слой золы. Этот слой способствует равномерному распределению газифицирующего агента. При вращении колосниковой решетки избыточное количество золы с помощью ножей 8 сбрасывают в бункер 14. Образующийся в аппарате газ проходит скруббер 10, где предварительно очищается от угольной9
пыли и смолы (в случае необходимости
Метод Лурги
10