Разработка системы охлаждения синтез-газа для ПГУ-ВЦГ с отводом теплоты к СО2

Abstract

There were two preliminary constructive thermal calculation of the cooling of synthesis gas for IGCC with CO2 as the heated environment. As a prototype, a convective gas cooler with membrane pipe spirals was chosen. The heat transfer elements are a vertical helical tubes through which flows of CO2. The heat exchanger is assembled from vertical helical elements of different diameters arranged one inside the other. Synthesis gas flows through the annular channels formed in the radial direction between the spirals. The main components of synthesis gas are CO, H2, CO2, so to simplify the algorithm for determining the thermophysical parameters of the gas, the calculated composition is adopted as a three-component (CO, H2, CO2), and the percentage of the remaining components is proportionally distributed between these three components.The results obtained do not correspond to the goals set. At the next stage, the task is to find the optimal variant that would allow to heat the entire flow of CO2 directed to the gas generator to a temperature of 800 °C, while ensuring minimum costs for pumping CO2 and synthesis gas through the gas cooler.

Было проведено два предварительных варианта конструктивного теплового расчета охладителя синтез-газа для парогазовой установки с внутрицикловой газификацией твердого топлива с СО2 в качестве нагреваемой среды. В качестве прототипа был выбран конвективный газоохладитель с мембранными трубными спиралями. Теплообменные элементы представляют собой вертикальные спиральные трубы, по которым течет СО2. Теплообменник набирается из вертикальных спиралевидных элементов разного диаметра, расположенных один внутри другого. Синтез газ течет по кольцевым каналам, образованным в радиальном направлении между спиралями. Основными компонентами синтез-газа являются СО, Н2, СО2, поэтому для упрощения алгоритма определения теплофизических параметров газа расчетный состав принят трехкомпонентным (СО, Н2, СО2), а процентное содержание остальных компонентов пропорционально распределено между этими тремя компонентами. Полученные результаты не соответствуют поставленным целям. На следующем этапе ставится задача нахождения оптимального варианта, который позволил бы нагреть весь поток СО2, направляемый в газогенератор, до температуры 800 °С обеспечив при этом минимальные затраты на прокачку СО2 и синтез-газа через газоохладитель.