Процессов газопламенной

Экономические показатели процессов газификации буквально ошеломляют! В 1978 г. во всей стране было потреблено около 500 млрд.

Экономические показатели процессов газификации угля. Газ, нефть и электроэнергия являются взаимозаменяемыми видами энергоносителей во многих стационарных установках. Новые методы получения газа, в том числе газификация угля, таковы, что их следует оценивать с точки зрения их рыночного потенциала, а не сравнивать с другими способами получения газа. По себестоимости конечного продукта процесс газификации уг-14—167

Новые технологические процессы. Новые технологические процессы обессеривания дымовых газов, сжигания топлива в кипящем слое обсуждались IB докладе Гибсона и Кеннеди и в данном сообщении детально не рассмотрены. Отметим лишь, что очистка дымовых газов приводит к снижению выбросов двуокиси серы, окислов азота, однако характеристика .процессов газификации изменяется в широких пределах. В большинстве схем необходимо проведение специальных мероприятий по снижению выбросов двуокиси серы и окислов азота.

При малых концентрациях z углерода в слое факторами, определяющими скорость выгорания, являются кинетика химической реакции и массообмен частицы с кислородом плотной фазы. В этой области (z < 0,01 для кокса бородинского угля) наблюдается существенный рост доли потребляемого кислорода воздуха при увеличении концентрации горючих в слое, т.е. уменьшении коэффициента подачи воздуха кв. Увеличение концентрации углерода в слое до значений, характерных для процессов газификации (рис. 4.4), приводит к существенному возрастанию в газах содержания оксида углерода.

Разрабатывая методику расчета экономически наивыгоднейших значений параметров рабочих тел в таких ПГУ с учетом влияния дополнительных процессов газификации мазута и очистки его продуктов, авторы рассмотрели два основных принципиально различных способа очистки продуктов газификации:

зонного процессов газификации), дающего газ с малым содержанием смол, и несложной охладительно-очистительной аппаратуры. Представленная на фиг. 29 установка состоит из двухзонного газогенератора 7, стояка 6, комбинированного очистителя 5, каплеуловителя 4, ручного вентилятора 2 и газопровода 1.

Вопросам проектирования и эксплуатации топочных устройств с псевдоожиженньш слоем посвящены работы Л. Н. Сидельковско-го [Л. 276] и Н. И. Сыромятникова [Л. 269]. Описанию процессов газификации топлив в псездоожиженном слое, их конструктивному выполнению и эксплуатации промышленных газогенераторов, рабо-

Газификация — физико-химический процесс взаимодействия реагента с твердым или жидким топливом с превращением их органической части в смесь горючих и негорючих газов. При этом их минеральная часть трансформируется в золу (шлак). Принимая топливо в виде условной молекулы CHnSmN Ok, схематично совокупность технологических процессов газификации можно представить в форме следующих интегральных реакций [18]:

Особенностью таких установок является предварительная газификация мазутов с последующим охлаждением получающихся продуктов до 30—130°С, что позволяет применить методы очистки газа от сероводорода, используемые в промышленности. В результате проведенных исследований по изучению процессов газификации мазутов, очистке газов, утилизации серы, сажи, концентрата ванадия, никеля, и других ценных компонентов, содержащихся в исходном мазуте, в Институте высоких температур (ИВТ) АН СССР предложена схема • установки с низкотемпературной очисткой продуктов газификации (рис. 1-1) [2].

Наиболее полные и детальные исследования процессов газификации мазутов выполнены Всесоюзным институтом нефтяной промышленности (ВНИИ НП) совместно с Институтом высоких температур АН СССР и Институтом горючих ископаемых (ИГИ). Во ВНИИ НП исследования проведены на опытно-промышленной установке производительностью 5—6 тыс. м3 газа в час. Газификация осуществлена при подаче воздуха, необходимого для процесса (на распыливание мазута). Результаты опытов показывают, что мазут почти полностью превращается в газ с теплотой сгорания 4550—5300 кДж/м3. Сернистые соединения содержатся в нем главным образом в виде сероводорода. Особенностью процесса окислительной газификации является слабая зависимость состава газа, расхода воздуха, теплоты сгорания газа и других показателей от давления газификации в интервале до 2 МПа. Эта особенность окислительной газификации подтверждается также экспериментальными исследованиями ИГИ.

В расчетах промышленных установок важное значение имеют термодинамические расчеты процессов газификации сернистых мазутов, выполненные в ИГИ. Полученный в результате расчетов состав продуктов газификации соответствует состоянию термодинамического равновесия. Методика расчетов, предложенная ИГИ, основана на использовании термодинамических закономерностей химических процессов и позволяет оценить возможный предельный результат процесса при различных температурах, давлениях и различном соотношении исходных реагентов — мазута, кислорода, водяного пара и др. Выполненные термодинамические расчеты в интервале температур процесса газификации от 1000 до 2000 К, давлений от 0,1 до 10,0 МПа, коэффициента расхода кислорода а = 0,18-^0,83 и относительного расхода пара (3 = 0,5-~2,16 позволяют установить оптимальные условия образования основных горючих компонентов газа, границы выделения элементарного углерода в виде сажи, а также количество и состав газообразных сернистых соединений. Введение в мазут в качестве катализатора соли нитрата кальция Ca(NO3)2 перед его газификацией в количестве 0,1% позволяет уменьшить сажевыделение более чем в два раза по сравнению с газификацией без катализаторов.

Созданные в последние годы в СССР оборудование и аппаратура для различных процессов газовой резки, сварки, наплавки, закалки и пайки свидетельствуют о растущем объеме механизации и автоматизации процессов газопламенной обработки (автоматы с масштабным фотоэлектронным копированием заданного контура и универсальные машины с программным управлением и т. д.).

При газопламенной обработке металлов для получения высокотемпературного пламени применяются различные горючие газы и пары горючих жидкостей. По химическому составу в большинстве случаев они представляют собой углеводородные соединения или смеси различных углеводородов. Наибольшее распространение для газовой сварки получил ацетилен, создающий при сгорании в кислороде наиболее высокую температуру пламени. Для резки, пайки, поверхностного нагрева и других процессов газопламенной обработки с успехом применяются газы — заменители ацетилена: водород, природные газы, городской газ, пропан-бу-тановые смеси, пиролизный, коксовый и сланцевый газы, пары бензина, керосина и др.

Камерно-вихревые горелки, работающие на пропан-воздушной смеси, применяются для некоторых процессов газопламенной обработки — нагрева, пайки, сварки пластмасс и т.п., не требующих высокой температуры ацетиленокислородного пламени. Эти горелки вместо мундштука имеют камеру сгорания, в которую поступают пропан и воздух под давлением 50...200'кПа.

Технический кислород является основой для осуществления процессов газовой сварки, кислородной резки, поверхностной закалки и других процессов газопламенной обработки.

Для процессов газопламенной обработки могут быть применены различные горючие газы и пары жидких горючих, при сгорании которых в смеси с техническим кислородом температура газового пламени превышает 2273 К. По химическому составу они, за исключением водорода, представляют собой или углеводородные соединения, или смеси различных углеводородов.

Камерно-вихревые горелки. Для некоторых процессов газопламенной обработки - нагрева, пайки, сварки пластмасс и т.п. - не требуется высокой температуры ацетиленокислородного пламени. Для этих процессов можно использовать камерно-вихревые горелки, работающие на пропан-воздушной смеси. В этих горелках вместо мундштука имеется камера сгорания, в которую поступают пропан и воздух под давлением 0,05 ...0,2МПа.

Изложены основные сведения по оборудованию и тех* нологии газовой сварки, резки, наплавки, пайки и других смежных процессов газопламенной обработки металлов; по контролю качества сварных соединений, способам устранения наиболее характерных неисправностей аппаратуры.

Рис, 1.1. Структура процессов газопламенной обработки

1.1. Области применения основных процессов газопламенной обработки металлов

Для некоторых процессов газопламенной обработки металлов (правка, нагрев, поверхностная очистка и т. д.), может быть использован кислород чистотой 92,0—98,0 %. Для чистовой резки применяют кислород чистотой не менее 99,5 %.

2.4. Данные о параметрах кислорода для некоторых процессов газопламенной обработки