О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье
Предложена новая технология производства синтез-газа из твёрдого топлива с использованием воздушного дутья. Балансовые расчёты подтверждают возможность реализации такого процесса. Запропоновано нову технологію виробництва синтез-газу із твердого палива з використанням повітряного дуття. Балансові ро...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60692 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье / В.Г. Носач, А.А. Шрайбер // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 1. — С. 36-39. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859477254574178304 |
|---|---|
| author | Носач, В.Г. Шрайбер, А.А. |
| author_facet | Носач, В.Г. Шрайбер, А.А. |
| citation_txt | О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье / В.Г. Носач, А.А. Шрайбер // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 1. — С. 36-39. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Предложена новая технология производства синтез-газа из твёрдого топлива с использованием воздушного дутья. Балансовые расчёты подтверждают возможность реализации такого процесса.
Запропоновано нову технологію виробництва синтез-газу із твердого палива з використанням повітряного дуття. Балансові розрахунки підтверджують можливість реалізації такого процесу.
We propose a new technology of the production of synthesic-gas from solid fuel with the use of air blowing. Balance calculations corroborate the possibility of realizing such a process.
|
| first_indexed | 2025-11-24T11:41:32Z |
| format | Article |
| fulltext |
За последнее столетие население Земли вы;
росло почти вчетверо, а годовая добыча нефти –
примерно в 20 раз. По имеющимся оценкам при
таких темпах добычи запасы нефти будут прак;
тически полностью исчерпаны в ближайшие
30–40 лет. Поэтому изыскание альтернативных спо;
собов производства жидких моторных топлив яв;
ляется актуальной задачей современной науки.
При этом особый интерес представляет получе;
ние жидких топлив из твёрдых, запасов которых
должно хватить человечеству на сотни лет. Наи;
более разработанный и технически осуществи;
мый вариант решения этой задачи – технология,
состоящая из двух этапов: 1) газификации твёр;
дого топлива с получением синтез;газа; 2) произ;
водства из синтез;газа искусственного жидкого
топлива. Известен ряд способов реализации пер;
вого этапа (Тексако, Копперс;Тотцек и др.), од;
нако все они имеют серьёзный недостаток –
процесс газификации осуществляется на кисло;
родном дутье, что приводит к очень высоким ка;
питаловложениям в сооружение соответствующих
установок и значительным эксплуатационным
расходам. Ниже предлагается альтернативная
схема производства синтез;газа из твёрдого топ;
лива с использованием воздушного дутья, а так;
же приводятся некоторые результаты расчёта
этого процесса.
Принципиальная схема установки для произ;
водства синтез;газа из твёрдого топлива пред;
ставлена на рис. 1. Твёрдое топливо подаётся в
реактор 1, куда из теплообменника 8 поступает
смесь водяного пара и технологического газа с
достаточно высокой температурой. В реакторе
происходит процесс газификации, в результате
чего получается технологический газ (ТГ) и твёр;
дый остаток (состоящий из золы и твёрдого угле;
рода). Эта смесь поступает в циклон 3, из которо;
го твёрдое вещество подаётся в камеру сгорания 2.
Часть полученного ТГ выводится из цикла (целе;
вой продукт), а остальной газ возвращается в
цикл – после смешения с водяным паром он по;
даётся в теплообменник 8. Жидкий шлак, образу;
ющийся в циклонной камере 2, сливается в шла;
ковую ванну 6, откуда поступает в устройство 7.
Здесь жидкий шлак дробится на практически мо;
нодисперные достаточно крупные капли, кото;
рые затем поступают в противоточный теплооб;
менник 8. В теплообменнике капли шлака
остывают и затвердевают, отдавая теплоту смеси
водяного пара и ТГ. Часть шлака после теплооб;
менника выводится из цикла, а остаток подаётся
в камеру сгорания 2. Продукты сгорания из каме;
ры 2 поступают в парогенератор 4 и затем в воз;
духоподогреватель 5. Образующийся пар после
смешения с ТГ подаётся в теплообменник 8, а
горячий воздух – в камеру 2 для сжигания угле;
рода.
Таким образом, описанный процесс позволяет
получить технологический газ с очень низким
содержанием азота (в газ переходит только азот
топлива). Такой газ вполне пригоден для синтеза
жидкого моторного топлива (известный процесс
Фишера – Тропша ).
Запропоновано нову технологію ви:
робництва синтез:газу із твердого пали:
ва з використанням повітряного дуття.
Балансові розрахунки підтверджують
можливість реалізації такого процесу.
Предложена новая технология произ:
водства синтез:газа из твёрдого топлива
с использованием воздушного дутья. Ба:
лансовые расчёты подтверждают воз:
можность реализации такого процесса.
We propose a new technology of the
production of synthesic:gas from solid fuel
with the use of air blowing. Balance calcu:
lations corroborate the possibility of realiz:
ing such a process.
УДК 662.747
НОСАЧ В.Г.1, ШРАЙБЕР А.А.2
1Институт технической теплофизики НАН Украины
2Инстиут общей энергетики НАН Украины
О ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ:ГАЗА ИЗ
ТВЁРДОГО ТОПЛИВА НА ВОЗДУШНОМ ДУТЬЕ
36 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 1
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Чтобы оценить возможности реализации описан;
ной схемы, приведём в качестве примера некоторые
результаты расчёта процесса газификации фрезерно;
го торфа следующего состава (на рабочую массу):
W = 0,15; A = 0,128; C = 0,416; H = 0,043; O = 0,249;
N = 0,014. Для определённости предполагалось, что
весь водород присутствует в летучих в виде метана,
так что его содержание составляет 0,172 и соответ;
ственно содержание твёрдого углерода равно 0,287.
Рассматривались следующие реакции: в реакторе 1 –
C + O → CO; (1)
CH4 + H2O → CO + 3H2; (2)
в камере сгорания 2 –
C + O2 + 3,76N2 → CO2 + 3,76N2. (3)
Кроме того, принималось, что весь кислород,
содержащийся в исходном топливе, выжигается в
реакторе. Тогда количество твёрдого углерода, про;
реагировавшего в реакторе, составит 0,187 кг (здесь
и ниже расходы всех веществ отнесены к 1 кг ис;
ходного топлива); следовательно, количество твёр;
дого вещества, поступающего из реактора в циклон
и затем в камеру сгорания, – 0,288 кг, т.е. 0,1 кг уг;
лерода + 0,128 кг золы (для упрощения здесь при;
нимается, что КПД циклона составляет 100%).
Далее, в соответствии с (2) количество прореа;
гировавшего водяного пара составляет 0,1935 кг.
Предполагаем, что из общего количества водяно;
го пара, поступающего в реактор 1, в реакции (2)
участвует 70%. Тогда общее количество его со;
ставляет 0,276 кг (0,15 кг в топливе и 0,126 кг в га;
зовом теплоносителе). Эти данные позволяют
определить количество и состав ТГ, образующе;
гося в реакторе.
Следующий этап – построение теплового ба;
ланса реактора:
Q1 + Q2 + Q3 + ΔQ4 = Q5 + Q6 + Q7 + Q8, (4)
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 1 37
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Рис. 1. Схема установки для производства синтез�газа:
1 – реактор; 2 – циклонная камера сгорания; 3 – циклон; 4 – парогенератор;
5 – воздухоподогреватель; 6 – шлаковая ванна; 7 – диспергатор; 8 – шлаковый теплообменник.
где слагаемые левой части (приход теплоты) учи;
тывают физическую теплоту топлива и водяного
пара, поступающих в реактор, тепловой эффект
реакции (1) и изменение энтальпии рециркули;
рующего ТГ, а члены правой части (4) – физичес;
кую теплоту твёрдого остатка и произведённого
38 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 1
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Та б л и ц а . Результаты расчёта процесса газификации торфа
ТГ на выходе из реактора, испарение влаги топ;
лива и эффект реакции (2). Если температуры ве;
ществ заданы, единственная неизвестная вели;
чина в (4) – это ΔQ4 , так что сведение баланса
позволяет определить расход рециркулирующе;
го ТГ.
Подобным образом строится тепловой баланс
теплообменника 8, где при заданных температу;
рах единственной неизвестной величиной явля;
ется расход рециркулирующего шлака. Далее по
очевидным формулам рассчитываются тепловые
балансы камеры сгорания (с учётом (3)), пароге;
нератора и воздухоподогревателя. Некоторые ре;
зультаты для точек, отмеченных цифрами в кру;
жочках на рис. 1, приведены в таблице.
Таким образом, проведенные расчёты пол;
ностью подтверждают возможность реализации
описанного процесса. В заключение следует за;
метить, что уходящие газы после воздухоподо;
гревателя и шлак после теплообменника имеют
достаточно высокую температуру, так что на
практике следует дополнить схему рис.1 соответ;
ствующими устройствами для утилизации их фи;
зической теплоты.
Получено 10.11.2008 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 1 39
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60692 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T11:41:32Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Носач, В.Г. Шрайбер, А.А. 2014-04-19T07:02:41Z 2014-04-19T07:02:41Z 2009 О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье / В.Г. Носач, А.А. Шрайбер // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 1. — С. 36-39. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60692 662.747 Предложена новая технология производства синтез-газа из твёрдого топлива с использованием воздушного дутья. Балансовые расчёты подтверждают возможность реализации такого процесса. Запропоновано нову технологію виробництва синтез-газу із твердого палива з використанням повітряного дуття. Балансові розрахунки підтверджують можливість реалізації такого процесу. We propose a new technology of the production of synthesic-gas from solid fuel with the use of air blowing. Balance calculations corroborate the possibility of realizing such a process. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Использование и сжигание топлива О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье On the possibility of syntesis-gas production from solid fuel with the use of air blowing Article published earlier |
| spellingShingle | О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье Носач, В.Г. Шрайбер, А.А. Использование и сжигание топлива |
| title | О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье |
| title_alt | On the possibility of syntesis-gas production from solid fuel with the use of air blowing |
| title_full | О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье |
| title_fullStr | О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье |
| title_full_unstemmed | О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье |
| title_short | О возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье |
| title_sort | о возможности получения синтез-газа из твёрдого топлива на воздушном дутье |
| topic | Использование и сжигание топлива |
| topic_facet | Использование и сжигание топлива |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60692 |
| work_keys_str_mv | AT nosačvg ovozmožnostipolučeniâsintezgazaiztverdogotoplivanavozdušnomdutʹe AT šraiberaa ovozmožnostipolučeniâsintezgazaiztverdogotoplivanavozdušnomdutʹe AT nosačvg onthepossibilityofsyntesisgasproductionfromsolidfuelwiththeuseofairblowing AT šraiberaa onthepossibilityofsyntesisgasproductionfromsolidfuelwiththeuseofairblowing |