способ получения газа из торфа

Формула изобретения

1. Способ получения торфяного газа, включающий нагрев торфа с последующей подачей в зону нагрева паровоздушного дутья, отличающийся тем, что нагрев осуществляют в присутствии палладиевого катализатора на твердом носителе в виде гранул с размером 3-4 мм, а дутье подают при достижении температуры 180-220^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в зону нагрева подают парокислородное дутье.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве носителя катализатора используют оксид алюминия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к торфоперерабатывающей промышленности, а именно к термохимическому получению горючего газа из торфа.

Известны способы газификации кускового торфа в газогенераторах (Справочник по торфу / Под ред. А.В. Лазарева и С.С. Корчунова. - М.: Недра, 1982, - 760 с.). При газификации кускового торфа необходим слой топлива значительной высоты. В нижнюю часть слоя (окислительную зону) подается дутье. Здесь сжигается коксовый остаток с образованием большого количества углекислоты. Продукты горения поднимаются в верхнюю часть (восстановительную зону), где протекают основные реакции газификации. Недостатком данного способа является применение формованного торфа, стоимость которого достаточна высока.

Прототипом является способ получения горючего газа из торфа в газогенераторах ГИАП (Газификация фрезерного торфа, Н.Н. Богданов, Д.А. Ворона, И.С. Галынкер и др. М., Л.: Государственное энергетическое издательство, 1959, 120 с.). Суть его заключается в следующем. При термическом разложении торфа, через отверстия колосниковой решетки в зону нагрева подается дутье (кислородное, воздушное, паровоздушное и др.) в зависимости от требуемого качества газа. Под напором дутья фрезерный торф переходит во взвешенное состояние и под действием температуры проходит стадии газогенераторного процесса: испарение влаги, выделение летучих веществ и взаимодействие углерода с кислородом, водяным паром и углекислотой. В результате химических реакций образуется горючий газ. При этом температура в зоне газогенерации должна поддерживаться в диапазоне 800...1100^oС.

Недостатками вышеописанных способов являются значительные затраты тепловой энергии, большая металлоемкость, повышенный износ оборудования из-за высокой температуры процесса газификации.

Задачей, решаемой при создании предлагаемого изобретения, является существенное снижение энергоемкости и повышение коэффициента полезного действия при газификации торфа.

Технический результат изобретения - снижение температуры процесса газификации торфа.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения торфяного газа, включающем нагрев с последующей подачей в зону нагрева дутья, согласно изобретению нагрев осуществляют в присутствии палладиевого катализатора на твердом носителе. При этом дутье в зону нагрева подают при достижении температуры 180-220^oС в виде паровоздушного или парокислородного дутья. Целесообразно в качестве носителя катализатора использовать оксид алюминия в виде гранул с размером 3-4 мм.

Используемая в изобретении каталитическая система обладает следующими характеристиками: гетерогенностью (для проведения процесса с наименьшими затратами катализатор должен быть твердым, процессы газификации при этом будут протекать на поверхности раздела "твердое тело - газ"); термостойкостью (процессы пиролиза торфа начинают протекать при температуре более 250^oС); размеры частиц катализатора должны быть достаточно крупными, чтобы их можно было отделить от золы.

Для пояснения способа получения газа из торфа приведены чертежи, где на фиг.1 представлены результаты газификации с использованием различных катализаторов, а на фиг.2 приводятся результаты термического разложения торфа с использованием катализатора и при его отсутствии. Эти чертежи подтверждают, что при использовании палладиевого катализатора увеличивается примерно на 30-40% концентрация углеводородов и в два раза увеличивается интенсивность процесса.

Способ получения газа из торфа поясняется на следующем лабораторном примере (фиг.3). В реактор 1, помещенный в нагреватель 2, загружали навеску торфа и палладиевого катализатора. Для протекания процесса газогенерации производили нагрев реактора. При достижении температуры 200^oС через штуцер 3 подавали дутье (паровоздушная смесь). Контроль за температурой осуществляли при помощи ртутного термометра 4. Парогазовый поток, выходящий из реактора, разделяли в холодильнике 5. Газовую фракцию анализировали на содержание углеводородов (в пересчете на н-пропан, газоанализатор ГИАМ-22). Результаты анализа приведены на чертежах (фиг.1, 2). При этом состав и теплотворная способность газа из торфа зависела от вида дутья, которое подавалось в зону газогенерации. При использовании паровоздушного дутья теплотворная способность газа составляла 6,24-6,65 МДж/м³, а при парокислородном дутье - 9,5 МДж/м³.

Данный пример не ограничивает возможности способа получения газа из торфа.

В промышленных условиях при незначительной переналадке оборудования возможно получение торфяного газа при низких температурах (300^oС).

Таким образом, в изобретении доказана промышленная применимость способа получения газа из торфа, который позволит существенно сократить энергоемкость процесса и металлоемкость технологического оборудования.