CS216508B2 - Vyjímatelná výpusť strusky pro zařízení na zplyňování uhlí - Google Patents

Description

Vynález, se týká. vyjímatelné výpusti slimáky pr© zařízení na · zplyňování uhlí,..ve.·.Mteř rém se uhlí nebo. jiné. uhlíkaté palivo přivát dí do vrchní části sloupcovité zplyňovací. komory, kde dochází k jeho zplynění za vysokého tlaku a teploty kyslíkem at párou, které se přivádějí dmyšnami, ústícími v blízkosti palivového; lože. Rezultující popel se shromažďuje, ve: fcrmě· roztavené, strusky. a·, roztaveného železa, v nístěji. zplyňo.vací ko· mory, odkud se periodicky vypouští (obvykle se této operaci.říká odpich; strusky) skrze výpusť strusky, umístěnou; ve spodní části nístěje. Odtud; teče roztavená struska de chladicí komory, která; je naplněna; vodou.

Zpravidla se roztavená: struska. a žetez© udržují v nístěji tím, že se proti otwrusvý* pustl: směrují zespoda.· horké; produkty spalování, které vychází z hořáku;, umístěného pod otvorem výpusti strusky a které takt© brání vytékání strusky z nístěje, VypoušíšBí strusky z nístěje zplyňovací komory se; dosáhne zastavením uvedeného, hořáku; anebo zmenšením množství plynů, které zkrze tento hořák proudí a snížením, tlaku v chladicí komoře spojením chladicí komory s atmosférickým tlakem, čímž. se dosáhne potřebr ného rozdílu, tlaků mezi chladicí komorou a zplyňovací komorou.

Příklady výše uvedeného zařízení na zply2 ňování uhlí s uvedeným typem periodického vypouštění roztavené strusky jsou popsány v britské patentové přihlášce č. 977 122 a v publikaci The Gas Council Research Communications č. GC 50 a č. GC 112.

Materiál, ze kterého je vyrobena uvedená výpust strusky a. nístěje, je u uvedeného typu zařízení na zplyňování uhlí vystaven agresivnímu účinku roztavené strusky a roztaveném© železa, za vysoké teploty, což má za následek erozi a· korozi tohoto materiálu. Agresivnímu; účinku roztavené strusky a roztaveného železa je vystaven zejména odpichový otvor výpusti a jeho nejbližší okolí. Následkem kontaktu se struskou a železem o vysoké; teplotě během vypouštění strusky, popřípadě během jejího zadržování v nístěji dochází tedy především ke korozi a erozi uvedeného odpichového otvoru a jeho nejbližšího okolí. V současné době působí těžkosti. vyrobit takovou výpusť strusky pro zařízení na. zplyňování uhlí výše popsaného typu,, jejíž kvalita by se rychle nezhoršovala při provozu, uvedeného; zařízení na zplyňování uhlí v důsledku kontaktu se struskou: za. vysoké; teploty a; v důsledku přítomnostj,.železai vex sir usce.

Cílem vynálezu; je proto vyrobit výpusť strusky pr© zařízení na zplyňování uhlí, která by. si za výše popsaných nepříznivých podmínek zachovala svojí kvalitu, nezbytnou pro zdárný provoz zařízení na zplyňování uhlí.

•Výše uvedené nedostatky nemá vyjímatelná výpusť strusky pro zařízení na zplyňování uhlí, jejíž podstata spočívá v tom, že sestává z těla výpusti, odlitého z kovu s vysokou tepelnou vodivostí, ve kterém je zasazena kovová spirálovitá trubka pro cirkulaci chladicí kapaliny skrze tělo výpusti, přičemž výpusť strusky má ve své horní části pánvovité vybrání a centrální výpustný otvor strusky, přičemž pánvovité vybrání se směrem dolů zužuje a navazuje ve spodní části na výpustný otvor strusky a spirálovitá trubka je od povrchu pánvovitého vybrání a od povrchu výpustného otvoru strusky vzdálena 0,63 až 3,8 cm, konce této spirálovité trubky vystupují z těla uvedené výpusti strusky a tvoří vstup a výstup chladicí kapaliny.

Tělo výpusti strusky je s výhodou odlito z mědi nebo ze slitiny mědi.

Pánvovité vybrání výpusti strusky má s výhodou tvar komolého kužele a výpustný otvor strusky má s výhodou tvar válce.

Vnější obvodový povrch výpusti strusky je s výhodou zkosen.

Spirálovitá trubka je s výhodou vytvořena ze slitiny niklu a chrómu nebo ze slitiny niklu, chrómu a dalšího kovu.

Vnější povrch spirálovité trubky je s výhodou opatřen kruhovými žebry za účelem zlepšení vazby s tělesem výpusti strusky.

Celková šířka těla výpusti strusky s výhodou činí 30,5 až 33 cm. Celková výška výpusti strusky s výhodou činí 7,6 až 12,7 cm. Průměr výpustného otvoru strusky činí s výhodou 3,8 až 6,,4 cm a jeho výška činí s výhodou 2,5 až 5,1 cm, přičemž výpustný otvor strusky navazuje na pánvovité vybrání ve tvaru komolého kužele, jehož sklon s horizontální rovinou činí 30 až 45 °C.

Regulace rychlosti vypouštění strusky z nístěje skrze výpustný otvor výpusti strusky a odolnost výpusti proti erozi závisí na kritických faktorech tělesného vytvoření této výpusti, mezi které mimo jiné patří tepelná vodivost materiálu, ze kterého je výpusť zhotovena, tvar a geometrie výpusti, velikost výpustného otvoru a velikost, délka a umístění spirálovité trubky vzhledem k plochám výpusti strusky, exponovaným horkou struskou a spalinami z výše popsaného hořáku.

Množství a rychlost proudění chladicí kapaliny ve spirálovité trubce je rovněž důležitým činitelem vzhledem k tomu, že plochy výpusti strusky, které jsou v přímém styku s horkou struskou a spalinami, opouštějícími hořák, musí být účinně chlazeny tak, aby měly přijatelnou povrchovou teplotu, s výhodou teplotu 50 až 400 °C, přičemž je však na druhé straně důležité, aby výpustí strusky neodcházelo z nístěje příliš mnoho tepla. Rychlost chladicí kapaliny še s výhodou pohybuje v rozmezí 6,1 až 9,2 m/s; při těchto rychlostech se dosáhne konstantní teploty stěn průchodu v rozmezí 10 až 20 °C.

Vyjímatelná výpusť strusky podle vynálezu je s výhodou zhotovena z mědi nebo z měděné slitiny.

Pánvovité vybrání, provedené ve vyjímatelné výpusti strusky podle vynálezu, se směrem dolů zužuje a navazuje na obvodový povrch výpustního otvoru, který může mít válcovitý var. Pánvovité vybrání může mít libovolný vhodný profil, například parabolický; s výhodou však má uvedené pánvovité vybrání tvar komolého kužele.

Při obvyklých operačních podmínkách výše popsaného: typu zařízení na zplyňování uhlí je teplota tekuté strusky v nístěji asi 1450 °C a teplota spalin z hořáku je asi 1500 až 1600 °C. Stěny pánvovitého vyhrání výpusti strusky se udržují na teplotě 200 až 400 °C, válcovitá plocha výpustního otvoru se udržuje na teplotě 100 až 400 °C a nejspodnější povrch výpusti strusky, která je přilehlá k hořáku, se udržuje ina teplotě 50 až 400 °C.

Výhodně se výroba vyjímatelné výpusti strusky podle vynálezu provádí tak, že se nejdříve vytvaruje kovová trubka do tvaru cívky, která má vstupní a výstupní konec, načež se tato cívka fixuje ve formě vhodného tvaru a do této formy se odlije měď nebo měděná slitina, přičemž uvedený vstupní a výstupní konec z formy vyčnívají.

Uvedená spirálovitá trubka může být s výhodou vyrobena ze slitiny niklu a chrómu nebo ze slitiny niklu, chrómu a dalšího kovu, které mají vysokou odolnost proti korozi.

Kromě toho vnější povrch spirálovité trubky může být opatřen prvky pro zlepšení vazby s okolním odlitým materiálem, pro zlepšení tepelného kontaktu s tímto materiálem a pro· snížení napětí v odlitém materiálu po jeho ochlazení a to zejména v případě, kdy spirálovitá trubka a tělo výpusti strusky jsou zhotoveny z odlišného kovu.

V následující části popisu bude vynález blíže objasněn s odkazy na připojené obrázky.

Obr. 1 představuje podélný řez zařízení na zplyňování uhlí s pevným ložem, obr. 2 představuje řez vyjímatelnou výpustí. strusky podle vynálezu, umístěnou v zařízení na zplyňování uhlí, zobrazeném na obrázku 1 a obr, 3 představuje řez spirálovitou trubkou; zalitou v těle výpusti strusky podle vynálezu.

Z obr. 1 je patrné, že zařízení na zplyňování uhlí zahrnuje ohnivzdorně vyloženou tlakovou zplyňovací komoru 10, do které se uhlí určené ke zplyňování přivádí uzavíratelnou násypkou 12. Toto uhlí se potom ve zplyňovací komoře 10 distibuuje pomocí otočného rozmetače 14. Kyslík a pára se do palivového lože (které není na obrázku zobrazeno) přivádí dmýšnami 16. Při provozu zařízení na zplyňování uhlí se v zešikmené nístěji 18 hromadí roztavená struska a železo, které se periodicky vypouští skrze výpustní otvor, vytvořený ve vyjímatelné výpusti 20 strusky, která je fixována ve spodní části ní stě je 18. Uvedená struska se vypouští do chladicí vody 22, obsažené v chladicí komoře 24, kde se struska rychle ochladí v proudící vodě, vystupující z perforovaného trubkového prstence 26. Ochlazená struska se potom vede ve formě hutné suspenze v chladicí vodě do uzavíratelného zásobníku 28, který se otevírá ventilem 30. Tato hutná suspenze strusky ve vodě se potom vypouští z uzavíratelného zásobníku 28 na doprávník 32.

Jakožto vody přiváděné do perforovaného trubkového prstence 26 přívodem 34 může být částečně použito vody recirkulované z odvodů 36 a 38, kttrými se odvádí voda z chladicí komory 24 a z uzavíratelného· zásobníku 28. Čerpadla, kterými se tato voda čerpá a filtry, kterými se filtruje před opětným zavedením do perforovaného trubkového prstence 26, nejsou na obr. 1 zobrazeny.

•Chladicí komora 24 je od spodní části zplyňovací komory 10 vzduchotěsně oddělena přírubovým členem 40. Tímto přírubovým členem 40 je také nesen hořák 60 a vyjímatelná výpusť 20 strusky i když je uvedená výpusť 20 uspořádána v zařízení na zplyňování uhlí tak, že jí lze snadno vyjmout.

Z obr. 2 je zřejmé, že vyjímatelná výpusť 20 strusky podle vynálezu je tvořena tělem 42 výpusti strusky, vytvořeným z mědi anebo ze sloučeniny mědi, ve kterém je zalita spirálovitá trubka 44, mající vstup 46 a výstup 48, které vystupují ze spodku těla 42 výpusti 20 strusky. Touto spirálovitou trubkou 44 proudí chladicí kapalina.

Pánvovité vybrání 50 výpusti 20 strusky má tvar komolého kužele a přechází ve válcovitý povrch výpustního otvoru 52 strusky, který je zakončen kruhovitým obrubníkem 54. Vnější obvodový povrch 56 těla 42 výpusti 20 strusky je s výhodou zkosen tak, že je tím usnadněno vyjmutí výpusti 20 strusky ze zařízení na zplyňování uhlí. Na spodní části těla 42 výpusti 20 je proveden kruhovitý žlábek 58 za účelem koaxiálního uspořádání výpusti 20 strusky a přírubového členu 40. Odpovídající kruhový výběžek, provedený na přírubovém členu 40 není na obrázcích zobrazen.

Spirálovitá trubka 44 může být například zhotovena ze slitiny niklu a chrómu, která je chráněna britskou ochrannou známkou Inconel 600. V daném konkrétním příkladném provedení činí délka spirálovité trubky 106,7 cm. Její vnitřní průměr je 1,27 cm a tloušťka stěn činí 0,32 cm. Celková šířka těla 42 výpusti 20 strusky činí 32,4 cm a celková výška těla 42 činí 11,4 cm. Průměr výpustního otvoru 92 strusky činí 5,1 cm a jeho výška činí 3,8 cm, přičemž tento· otvor navazuje na pánvovité vybrání, které svírá s horizontální rovinou úhel 38°. Vnější povrch spirálovité trubky 44 je s výhodou opatřen kruhovými žebry 45, patrnými na obrázku 3. Tato· žebra 45 slouží ke zlepšení vazby mezi spirálovitou trubkou 44 a tělem 42 výpusti 20, ke zlepšení převodu tepla, odváděného cirkulací chladicí kapaliny a k zabránění pnutí v tělu 42 po jeho odlití a vychladnutí.

Spirálovitá trubka 44 je v těle 42 výpusti 20 zalita tak, že její závity probíhají v blízkosti povrchů pánvovitého vybrání 50 a výpustního otvoru 52 strusky. Tyto závity spirálovité trubky 44 jsou od uvedených povrchů s výhodou vzdáleny 0,64 až 3,8 cm.

Vyjímatelná výpusť 20 strusky se vyrobí tak, že se nejdříve spirálovitá trubka 44 vytvaruje do požadovaného tvaru, načež se tato spirálovitá trubka 44 fixuje ve vhodné formě, ze které vyčnívají pouze vstup 46 a výstup 48, a do uvedené formy se nalije roztavená měď nebo slitina mědi k vytvoření těla 42 výpusti 20 strusky. Tento způsob výroby umožňuje dobrý kontakt těla 42 a spirálovité trubky 44 a v důsledku toho i dobrý převod tepla mezi uvedeným tělem 42 a spirálovitou trubkou 44.

Claims (3)

1 až 4, vyznačená tím, že spirálovitá trubka (44) je vytvořena ze slitiny niklu a chrómu nebo ze slitiny niklu, chrómu a dalšího kovu.

6. Vyjímatelná výpusť strusky podle bodů 1 až 5, vyznačená tím, že vnější povrch spirálovité trubky (44) je opatřen kruhovými žebry (45) ke zlepšení vazby s tělem (42) výpusti (20) strusky.

7. Vyjímatelná výpusť strusky podle bodů

1. Vyjímatelná výpusť strusky píro zařízení na zplyňování uhlí, vyznačená tím, že sestává z těla (42) výpusti (20), odlitého z kovu s vysokou tepelnou vodivostí, ve kterém je zasazena kovová spirálovitá trubka (44) pro cirkulaci chladicí kapaliny skrze tělo (42) výpusti (20), přičemž výpusť (20) strusky •má ve své horní části pánvovité vybrání (50) a centrální výpustný otvor (52) strusky, přičemž pánvovité vybrání (50) se směrem dolů zužuje a navazuje ve spodní části na výpustný otvor (52) strusky a spirálovitá trubka (44) je od povrchu pánvovitého vybrání (50) a od povrchu výpustného otvoru (152 j strusky vzdálena 0,63 až 3,8 cm, konce této spirálovité trubky (44) vystupují z těla (42) uvedené výpusti (20) strusky a tvoří vstup (46) a výstup (48) chladicí kapaliny.

2. Vyjímatelná výpusť strusky podle bodu 1, vyznačená tím, že tělo (42) výpusti (20) je odlito z mědi nebo ze slitiny mědi.

3. Vyjímatelná výpusť strusky podle bodu 1 nebo· 2, vyznačená tím, že pánvovité vybrání (5Qj výpusti (20) strusky má tvar komolého kužele a výpustný otvor (52) strusky má tvar válce.

4. Vyjímatelná výpusť strusky podle bodů 1 až 3, vyznačená tím, že vnější obvodový povrch (56) vypustí (20) je zkosen.

5. Vyjímatelná výpusť strusky podle bodů

3 až 6, vyznačená tím, že celková šířka těla (42) výpusti (20) strusky činí 30,5 až 33 cm, celková výška výpusti (20) strusky činí 7,6 až 12,7 cm, průměr výpustného otvoru (52) strusky činí 3,8 až 6,4 cm a jeho výška činí s výhodou 2,5 až 5,1 cm, přičemž výpustní otvor (52) strusky navazuje na pánvovité vybrání (50) ve tvaru komolého· kužele, jehož sklon s horizontální rovinou činí 30 až 45°.