Производство водорода из твердых топлив

  • Просмотров 88
  • Скачиваний 10
  • Размер файла 26
    Кб

Производство водорода из твердых топлив А.М. Дубинин, доктор техн. наук, Г.Р. Кагарманов, А.В. Финк, инженеры ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ», Екатеринбург В настоящее время водород применяется в проходных металлургических печах для создания в них безокислительной среды. В будущем он будет использоваться как экологически чистое топливо, например, в двигателях внутреннего сгорания.

Принципиальная схема производства водорода из твердого топлива приведена на рис. 1. Подготовленное твердое топливо (просушенное, размолотое и рассеянное) поступает через шлюзовой питатель 2 в газогенератор 1 с кипящим слоем и самообогревом [1]. Под кипящий слой подается насыщенный пар в соотношении с углеродом топлива 2 : 1. В газогенераторе протекает эндотермическая реакция (1) c увеличением объемов продуктов реакции в 2 раза. C + 2H3O

= H3O + CO + H3 (1) Тепловой эффект этой реакции qx1 = 3146 кДж/кг пара. В верхнюю зону кипящего слоя вводится воздух, необходимый для сгорания части полученного продукта и обеспечения автотермичности процесса газификации по реакции (2), идущей с уменьшением объема продуктов в 1, 15 раза с экзотермическим тепловым эффектом qx2 = 14446 кДж/кг исходного водяного пара. H3O + CO + H3 + (O2 + 3, 76N2) = CO2 + 2H3O + 3, 76N2, (2) Оставшаяся часть продукта из газогенератора 1 по

центральной трубе направляется в реактор 7, где на дисперсном железохромовом катализаторе протекает экзотермическая реакция (3) водяного газа [2] без увеличения объема продуктов с экзотермическим тепловым эффектом qx3 = 1140 кДж/кг пара. H3O + CO + H3 = CO2 + 2H3 (3) Далее из реактора 7 продукты поступают на разделение либо в абсорбер 8, либо в газовую центрифугу 10, где углекислый газ отделяется от водорода. Схема предусматривает полную

утилизацию теплоты отходящих газов. Водород компримируют в компрессоре 19 и закачивают в баллоны 11 для дальнейшего использования. Рисунок 1 - Принципиальная технологическая схема производства водорода из углей 1 - газогенератор с кипящим слоем и самообогревом; 2 - шлюзовый питатель; 3 - регулятор поддержания равенства давлений в камерах газификации и сгорания; 4 - выносной экономайзер кипящего типа парового котла 5; 6 -