Подготовка топлива к газификации и сам процесс газификации осуществляются в турбулентно перемешиваемой эмульсии топлива, известняка и шлака. При этом жидкий шлак играет роль теплоносителя. Паро- и кислородсодержащий газ вводится под избыточным давлением в расплав шлака, энергично перемешивает его, при этом создается газонасыщенный слой гетерогенного расплава, состоящего в основном из шлака, угля и извести. Содержание угля в зоне подачи максимальное. Модель реагирования топлива в расплаве представлена на рис. 9.8.~~В процессе расплавления смеси содержание угля в камере-газификаторе по ходу процесса слева направо уменьшается и в конечной зоне достигает нуля (сечения зоны реагирования I, II и III на рис. 9.8). Общая высокая энергоемкость процесса газификации угля в гидроаэрошлаковом расплаве определяется большими температурными градиентами в рабочем объеме камеры. Паро газожидкостная шлаковая эмульсия вязкостью менее 1 Па • с обеспечивает идеальные условия теплообмена и контакта всех компонентов расплава, в том числе топлива с окислителем, а также постоянный высокий уровень температур, что в комплексе способствует эффективной газификации угля, в том числе и угля низкого качества.~~После поступления топлива в первую зону высокотемпературного гидроаэрошлакового расплава возникает «тепловой удар». При последующем нагреве происходят процессы термического дробления и плавления всех компонентов топлива, кроме углерода. Углерод, имеющий температуру плавления 3500 °С, ведет себя в гидроаэрошлаковом расплаве, температура которого не превышает 1650 °С, как несмачиваемое вещество. В результате несмачиваемый легкий углерод транспортируется пузырями паро- и кислородсодержащего дутья в верхнюю часть гидроаэрошлакового расплава и скапливается на его поверхности (рис. 9.8). Происходит технологическая деминерализация углерода топлива путем отделения (плавления) минеральных компонентов в жидкой фазе расплава с образованием высокой концентрации несмачиваемого углерода. Таким образом, фактически в толще гидроаэрошлакового расплава происходит внутритехнологическое обогащение углерода с выделением в отдельные конгломераты углерода, способного в чистом виде участвовать в химических реакциях.
Вернуться к оглавлению