CS275725B6 - Apparatus for the gasification of fine grained to pulverized fuels - Google Patents

Description

U tohoto zařízeni jsou všechny hořáky (3,· 4j 5 a 6) zplyňovaciho reaktoru (2) zásobovány palivem z jediné přidělovací nádoby (1) přes rozdělovač (8), přičemž k tomuto účelu upravená potrubí (9, 10, 11 a 12) vykazují odlišnou délku a/nebo různé vedeni Tím způsobená tlaková ztráta Je vyrovnávána vestavěním škrticích ústroji (13) nebo regulačních ventilů tak, že při vstupu paliva do hořáků (3, 4, 5 a 6) je tlakový rozdíl mezi rozdělovačem (8) a tim kterým hořákem ve všech případech stejný.

Vynález se týká zařízení pro zplyňováni jemně zrnitých až práškových paliv ve fluidizovaném stavu kyslíkem a/nebo vzduchem popřípadě i vodní párou ve zplynovacím reaktoru, který vykazuje alespoň dva hořáky uspořádané v jedné rovině postranní stěny reaktoAutotermní zplyňováni jemně zrnitých až práškových paliv o střední velikosti zrn přibližně 50 /jm ve fluidizovaném stavu kyslíkem a/nebo vzduchem popřípadě vodní párou Je již dlouhou dobu známo jako Koppere-Totzekóv způsob. Při něm se palivo určená ke zplyněni a reakční prostředí dmychaji hořáky do prázdného zplyňovacího reaktoru, kde ee palivo nad teplotou tání etrusky přemění částečnou oxidaci v surový plyn, který je možno zpracovat buň na syntézni nebo topný plyn. Pokud se tento způsob provádi za normálního tlaku. Je možno palivo dopravovat k hořákům šnekovými dopravníky, které dovoluji dobrou regulaci dopravovaného množství. Přitom ee palivo přivádi enékovými dopravníky nejprve do tak zvané směšovací hlavy a odtamtud se dmyché plynným reakčnim prostředím nebo prostředím v podobě par přes hořákové hlavy do zplyňovacího reaktoru. V novější době Je však snaha tento způsob dále rozvinout tak, aby bylo možno zplyňovárti provádět ze vyššího tlaku v rozmezí 1 až 10 MPa, s výhodou v rozmezí 2,5 až 4,5 MPa. Tlak verze Koppers-Totzekova způsobu ee označuje jako způsob fiŘĚŇřLó, v tomto případě Jsou šneková dopravníky pro dopravu paliva k hořákům málo vhodné. Mleto nich se spíše používá pneumatické dopravy s výhodně inertním nosným plynem.

Zplyňováni ve fluidizovaném stavu vyžaduje přesné nastaveni poměru množstvi paliva a reakčního prostředí. Zplyňovací reaktory s vysokým prosazením se výhodně vybavuji dvěma nebo více hořáky. Pro dosaženi optimálního provozního výsledku je třeba dbát o co nejstejnoměrnější a nejshodnějši přívod paliva do všech hořáků zplyňovacího reaktoru. Přitom má rozsah kolísáni hustoty dopravního proudu při přívodu paliva činit v normálním případě jen asi + 2 %.

K řešeni tohoto problému bylo v německém zveřejňovacim spise DE-OS 35 09 221 již navrženo, aby vždy dva hořáky zplyňovacího reaktoru byly zásobovány ze společného zařízení pro přívod paliva dvěma symetricky uspořádanými potrubími. Toto řešeni však vyžaduje pro vytvořeni zařízeni pro přívod paliva popřípadě pro vedeni potrubí určité podmínky symetrie vůči zplyňovacímu reaktoru a při více než dvou zplyňovacích hořácích vytvořeni dalších zařízeni pro přívod paliva. Tyto podmínky mají za následek příslušné investiční a provozní náklady a nepředstavuji tedy optimální řešeni daného problému.

Podnětem k vynálezu byl proto úkol, vytvořit zařízeni výše uvedeného druhu tak, aby zaručovalo stejnoměrné a shodné zásobováni všech hořáků zplyňovacího reaktoru stejným množstvím paliva. Zařízeni sloužící řešeni tohoto úkolu má přitom být zároveň co nejjednoduší, pokud jde o Jednotlivé aparáty, a kromě toho umožňovat co největší konstrukční volnost, pokud jde o vedeni potrubí pro přívod paliva k hořákům.

Zařízeni výše uvedeného druhu, sloužící řešeni tohoto úkolu, se podle vynálezu vyznačuje tim, že všechny hořáky zplyňovacího reaktoru jsou zásobovány palivem z jediné přidělovací nádoby přes rozdělovač, přičemž potrubí pro přívod paliva od rozdělovače k jednotlivým hořákům vykazuji odlišnou délku a/nebo odlišné vedení.

To znamená, že u zařízení podle vynálezu se na rozdíl od zařízení popsaného v německém zveřejňovacim spisu OE-OS 35 09 221 nepoužívá symetrických potrubí pro přívod paliva k hořákům zplyňovacího reaktoru. Tato potrubí mohou spíše vykazovat rozdílnou délku a/nebo odlišné vedeni, takže je možno optimálně vyhovět zvláštním provozním skutečnostem Jakož i požadavkům údržby a obsluhy. Přitom se vyskytující tlaková ztráta, podmíněna' dálkou a/nebo vedením potrubí {počtem ohybů), která přirozeně může být v tomto případě v každém potrubí různě velká, se vyrovnává vestavěním specielních škrticích ústrojí. Místo těchto škrticích ústroji je možno popřípadě použit i regulačních ventilů obvyklé konstrukce. Přitom Je možno u potrubí, u něhož lze očekávat největší tlakovou ztrátu, se zcela obejit bez vestavěni škrticího ústroji. Vynález kromě toho u tohoto zařízeni předvídá, že všechny hořáky zplyňovacího reaktoru jsou zásobovány palivem z jediné přidělovací nádoby. To je výhodné zejména tehdy, když zplyňovací reaktor vykazuje více než dva hořáky. U moderních velkoprovoznich zařízeni, odpovídajících dnešnímu stavu techniky, bude možno vycházet z toho, že zplyňovaci reaktor je opatřen více než dvěma hořáky, které jsou s výhodou uspořádány ve dvojicích. Jestliže je počet hořáků větší, například větší než 6, pak uspořádáni hořáků ve dvojicích není nutné. Tyto pak mohou být spíše rozděleny rovnoměrně v jedné rovině po celém obvodu zplyňovaciho reaktoru. Ve všech uvedených připadech představuje zásobováni hořáků palivem přes jen jedinou přidělovací nádobu patrnou úsporu pořizovacich a provoznich nákladů. Zde je zejména třeba mit na zřeteli, že každé přidělovaci nádobě musí být přiřazena i potřebná dopravní a násypková zařízeni, s Jejichž pomoci se palivo přicházející z úpravy uvede na požadovaný provozní tlak a převede do přidělovací nádoby.

U zařízeni podle vynálezu Jsou potrubí pro přívod paliva do hořáků připojena k rozdělovači, do něhož se palivo přivádí z přidělovaci nádoby. Tento rozdělovač je upraven . svisle a co možná těsně pod výpusti z přidělovaci nádoby a je s touto spojen tuhým dopravním potrubím, přičemž odpadá přidáváni nosného plynu do tohoto potrubí. Z rozdělovače vycházejí k hořákům normálně čtyři potrubí pro přivádění paliva. Je-li však počet hořáků ve zplyňovacim reaktoru větší než čtyři, mohou být upraveny dva nebo - při příslušně velkém počtu hořáků - vice než dva rozdělovače, přičemž druhý a každý další rozdělovač je upraven v jednom potrubí pro přívod paliva od prvního rozdělovače k hořákům. Samozřejmě vykazuji tyto přídavné rozdělovače rovněž potrubí pro přívod paliva k jim přiřazeným hořákům.

Další podrobnosti zařízeni podle vynálezu Jsou patrné z podružných bodů definice předmětu vynálezu a jsou blíže objasněny na připojených výkresech.

Na těchto výkresech je na obr. 1 znázorněno proudové schéma zařízeni s jedním rozdělovačem a na obr. 2 řez škrticím ústrojím.

Zařízeni znázorněné na obr. 1 sestává z přidělovaci nádoby _1, ve které se nachází palivo určené ke zplyněni. Přitom panuje v přidělovaci nádobě .1 tlak, takže je možná pneumatická doprava paliva přes napojená potrubí k hořákům 3, až 6 ve zplyňovacim reaktoru 2. Za tímto účelem se palivo odtahuje z přidělovací nádoby 1. dopravním potrubím 7 a dostává se do rozdělovače 3. Tento je upraven poměrně těsně pod trychtýřovitou výpusti přidělovací nádoby 1. Jak je patrné z výkresu, mohou být jak přidělovaci nádoba 1, tak i rozdělovač 8 umístěny v určité vzdálenosti od zplyňovaciho reaktoru 2. Od rozdělovače 8 vedou potrubí 9, 10. 11 a 12 pro přiváděni paliva k hořákům 3, 4, 5 a 6. Jak je na výkrese schematicky znázorněno, máji tato potrubí odlišnou délku a různá vedeni. Z toho plynoucí různá tlaková ztráta v potrubí 9, 10, 11 a 12 se? podle vynálezu vyrovnává vestavěnými škrticími ústrojími 13 tak, ža při vstupu paliva do hořáků 3_, 4, 5 a 6 je tlaková ztráta mezi rozdělovačem _8 a tim kterým hořákem ve všech připadech stejná. To znamená, že v potrubí, ve kterém na základě jeho délky a vedeni je tlaková ztráta nejmenši, musí být účinek škrticího ústroji 13 největší, zatímco naopak v potrubí a největší tlakovou ztrátou je možno od zabudováni škrticího ústrojí 13 upustit. U provedení schematicky znázorněného na obr. 1 je tímto potrubím potrubí 10. Konstrukční podrobnosti škrticího ústroji 13 jsou uvedeny v dalším popisu.

Změny ve výkonu zplyňovaciho reaktoru 2 je možno dosáhnout příslušnou změnou Jmenovité hodnoty diferenčního regulátoru 20 tlaku. Tímto diferenčním regulátorem tlaku 20 sa nastavuje tlakový rozdíl mezi přidělovaci nádobou 1. a zplyňovacím reaktorem 2, Alternativně mohou být škrticí ústroji 13 nahražena vhodnými regulačními ventily obvyklé konstrukce, které umožňuji nastavit velikost proudu paliva ke každému hořáku ve stejné nebo různé výši. V tomto případě se tlakový rozdíl mezi přidělovaci nádobou 1 a zplyňovacím reaktorem 2 udržuje konstantní.

Na obr. 1 jsou schematicky znázorněny jen části zařízení nutná k objasněni vynálezu. Konstrukční provedeni těchto částí zařízeni, tj. zejména přidělovací nádoby .1, zplyňovaciho reaktoru 2, rozdělovače _8 jakož i hořáků 3_, 4, J5 a S, zde neni podrobněji popsáno, poněvadž neni předmětem tohoto vynálezu. Je však možno vyjit z toho, že jde o známé, pro tento účel vhodné konstrukce. Přidělovací nádoba musí být samozřejmě vybavena i příslušnými za— řizanimi pro další dopravu paliva, jakož i pro udrženi tlaku na konstantní hodnotě, kterážto zařízeni rovněž nejsou na výkrese znázorněna. I zde jde o agregáty známé pro tento účel,

CS 275725 B5 jako je napřiklad dopravník s tlakovým hrncem, zásobník s komorovou násypkou.

Konstrukční podrobnosti škrticího ústroji 13 jsou patrné z obr. 2, který znázorňuje řez takovýmto škrticím ústrojím. Škrticí ústroji sestává zde z válcového pláště 14, Jehož vnější průměr odpovídá přibližně průměru příruby potrubí, do něhož je škrticí ústroji vestaveno. Poněvadž je škrticí ústrojí do tohoto potrubí vestavěno pomocí přírub, Je mimoto výhodné, když válcový plášť 14 sestává z téhož kovového materiálu jako potrubí. Na svém předním a zadním konci má válcový plášť 14 vnitřni průměr dp který odpovídá vnitřnímu průměru připojeného potrubí. Válcový plášť 14 je uvnitř opařen výstelkou 15, která je zhotovena z oděruvzdorného materiálu, napřiklad keramického, a může být popřípadě sestavena z vice Části. Výstelka 15 je tak tvarována, že může pojmout vytlačovaci těleso 16. Toto těleso sestává rovněž z oděruvzdorného materiálu a je stojinami 17 upevněno uvnitř výstelky 15 tak, že mezi výstelkou 15 a vytlačovacim tělesem 16 je vytvořena prsténcová štěrbina 18, která odpovídá výši stojin 17. 3ak je patrné z výkresu, má vytlačovaci těleso 16 takové tvarováni, při němž se oba jeho konce kuželovité zužuji, zatímco uprostřed meži nimi je jeho válcová část. Těsnicí kroužky 19 slouží k utěsněni výstelky 15 uvnitř válcového pláště 14. Nákružkem 21 na přírubě navazujícího potrubí je výstelka 15 přitlačována k plášti 14. Tlaková ztráta ve škrticím ústroji se řídi šířkou a délkou prsténcové štěrbiny 18 jakož i rychlosti,jakou proudí směs paliva s nosným plynem v prsténcovém průřezu štěrbiny 18, kterážto rychlost je zde větši než v potrubí o průměru dj.

Výpočet škrticího ústroji, které se v podmínkách takzvané fluidní dopravy ukazuje jako vhodné, je možný na základě pokusně zjištěných údajů s přesnosti + 5 %. Vestavba škrticího ústroji má kromě dosažení požadované tlakové ztráty i tu výhodu, že se již zde zachytí hrubší částice, které by mohly způsobit ucpáni, jako jsou vlákna, takže se nedostanou do hořáku, z něhož by se odstraňovaly mnohem obtížněji.

Samozřejmě je nutno při zhotovování výstelky škrticích ústroji brát v úvahu, že jejich účinnost není tak velká, aby nemohlo dojit k poruše přívodu paliva do hořáku následkem ucpáni potrubí.

P AT ENTOVÉ NÁROKY

Claims (6)

1. Zařízeni pro zplyňování jemně zrnitých až práškových paliv ve fluldizovaném stavu kyslíkem a/nebo vzduchem jakož popřípadě i vodní parou ve zplyňovacim reaktoru, který vykazuje alespoň dva hořáky uspořádané v jedné rovině postranní stěny reaktoru, vyznačující se tím, že všechny hořáky (3, 4·, 5, 6) zplyňovaciho reaktoru (2) jsou spojeny s jednou přidělovací nádobou (1) přes rozdělovač (8), přičemž potrubí (9, 10, 11, 12) pro přívod paliva od rozdělovače (8) k jednotlivým hořákům (3, 4, 5, 6) vykazuji odlišnou délku a/ nebo různé vedeni a v potrubích (9, 11, 12) před vstupem paliva do hořáků (3, 4, 5, 6) jsou umístěna škrticí ústroji (13) anebo regulační ventily (13).

2. Zařízeni podle bodu 1, vyznačující se tim, že jsou upraveny dva nebo vice rozdělovačů tak, že tento druhý a každý dalši rozdělovač je upraven v potrubí pro přívod paliva od prvního rozdělovače (8) k hořákům (3, 4, 5, 6). přičemž od tohoto dalšího zařazeného rozdělovače vycházejí opět potrubí pro přívod paliva k dalším hořákům.

3. Zařízeni podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že škrticí ústrojí (13) sestává z válcového pláště (14) s výstelkou (15) z oděruvzdorného materiálu, přičemž v prostoru uvnitř výstelky (15) je upraveno odtlačovací těleso (16).z oděruvzdorného materiálu tak, že mezi výstelkou (15) a odtlačovacim tělesem (16) Je vytvořena prsténcová štěrbina (18).

4. Zařízení podle bodů 1 až 3, vyznačující se tim, že odtlačovací těleso (16) je tvarováno tak, že se oba jeho konce kuželovité zužují, zatímco uprostřed mezi nimi je jeho válcová část.

5. Zařízeni podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že škrticími ústrojími (13) Jsou regulační ventily obvyklé konstrukce.

6. Zařízení podle bodů 1 až 5, vyznačujici se tim, že rozdělovač (8) je upraven svisle pod přidělovací nádobou (1) a je a ní spojen krátkým dopravním potrubím (7).