FI73237B - Foerfarande och anordning foer framstaellning av en braennbar gasblandning. - Google Patents

Foerfarande och anordning foer framstaellning av en braennbar gasblandning. Download PDF

Info

Publication number
FI73237B
FI73237B FI830989A FI830989A FI73237B FI 73237 B FI73237 B FI 73237B FI 830989 A FI830989 A FI 830989A FI 830989 A FI830989 A FI 830989A FI 73237 B FI73237 B FI 73237B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
grate
gas
bed
carrier
layer
Prior art date
Application number
FI830989A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI830989A0 (fi
FI73237C (fi
FI830989L (fi
Inventor
Alink Aloysius Johannes W Oude
Original Assignee
Thomassen Int Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomassen Int Bv filed Critical Thomassen Int Bv
Publication of FI830989A0 publication Critical patent/FI830989A0/fi
Publication of FI830989L publication Critical patent/FI830989L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI73237B publication Critical patent/FI73237B/fi
Publication of FI73237C publication Critical patent/FI73237C/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/34—Grates; Mechanical ash-removing devices
    • C10J3/40—Movable grates
    • C10J3/42—Rotary grates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C01B3/363—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents characterised by the burner used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06—Continuous processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/485—Entrained flow gasifiers
    • C10J3/487—Swirling or cyclonic gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/74—Construction of shells or jackets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/26—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension
    • F02C3/28—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension using a separate gas producer for gasifying the fuel before combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1869—Heat exchange between at least two process streams with one stream being air, oxygen or ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1876—Heat exchange between at least two process streams with one stream being combustion gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Golf Clubs (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Solid-Fuel Combustion (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Description

73237
Menetelmä ja laite palavan kaasuseoksen valmistamiseksi
Keksintö kohdistuu menetelmään palavan kaasuseoksen valmistamiseksi kiinteistä tai nestemäisistä polttoaineista kuten esimerkiksi hiilestä, raskasöljystä tai tervahiekasta, käyttäen kä-sittelyreittiä, joka muodostuu muun muassa ainakin yhden pyörivän kuppimaisen pyörähdyskappaleiksi konstruoidun kanto-arinan sisäpinnasta polttoaineen kulkiessa keskipakoiskentän vaikutuksesta tämän käsittelyreitin sisäpintaa pitkin kuppimaisen kantoarinan pohjalta sen vapaaseen päähän samalla kun kaasumaista väliainetta (prosessikaasua) syötetään kantoarinan ulkopuolelle paineella, joka on suurempi kuin mainitun arinan sisäpuolinen paine, jonka jälkeen palava kaasuseos (tuotekaasu) poistetaan suodattavan sorbenttimateriaalikerroksen läpi.
Tällainen menetelmä tunnetaan hakijan aikaisemmasta EP-patentti-hakemuksesta 80 200 757, jossa on ensimmäistä kertaa esitetty jatkuvatoiminen, keinotekoisen painovoimakentän avulla toimiva prosessi, jossa kenttä muodostaa syötettävän polttoaineen käsittelyreitin.
Tämän keksinnön tarkoituksena on parantaa tätä tunnettua menetelmää useassa suhteessa siten, että aikaansaadaan suhteellisen puhdas, korkealaatuinen palava kaasuseos.
Nämä päämäärät saavutetaan keksinnön mukaisesti seuraavilla vaiheilla: - raemainen tulenkestävä materiaali saatetaan ensiksi keskeytymättömään virtaukseen kantoarinan sisäpintaa vasten siten, että muodostuu pintakerros, joka yhdessä siihen syötettävän polttoaineen kanssa etenee liukuvana petinä keskipakoisken-tässä kantoarinaa pitkin; - kantoarinan ulkopuolelle syötettävän prosessikaasun nopeus määrätään liukuvan pedin keskipakoiskiihtyvyyden mukaan niin, 73237 2 että ainoastaan ne pedin partikkelit, jotka ovat pienempiä kuin esimerkiksi 5 ^,um tulevat mukaan valmiiseen kaasuun, ja - prosessikaasun koostumus ja syötettävän polttoaineen määrä aikayksikköä kohden säädetään toisiinsa nähden siten, että tuotekaasun lämpötila on suuruusluokkaa 900°C.
Tulenkestävä materiaali voi olla esimerkiksi hiekkaa, jonka avulla aikaansaadaan jatkuva liukuva peti kantoarinan sisäpuolelle kiinteän tai nestemäisen polttoaineen jäädessä tälle pedille ja sen liikkuessa pedin mukana vähitellen käsittely-reittiä pitkin. Prosessikaasu saattaa reagoida polttoaineen kanssa hienojen pulverimaisten hiekkapartikkeleiden vaikutuksesta, ja näissä olosuhteissa joukko partikkeleita, jotka ovat alle spesifisen maksimikoon, jäävät kaasuun. Muut partikkelit, esimerkiksi useimmat syötetyistä hiekkapartikkeleista jäävät kantoarinan sisäpinnalle keskipakoisvoiman vaikutuksesta ja valmis kaasu sisältää ainoastaan partikkeleita, joiden dimensiot ovat alle spesifisten dimensioiden.
Rajoitettaessa kaasutuslämpötila välille 700-1000°C saadaan maksimaalinen sidos kehittyvän I^Srn ja sorbenttimateriaalin välille. Sorbenttimateriaali toimii suodattavana kerroksena, jonka läpi valmis kaasu ohjataan. On myöskin tärkeää, että hiekkaan sekoittunut polttoainetuhka toisaalta, ja sorbenttimateriaali toisaalta poistetaan toisistaan erillään, jolloin reagoinut sorbenttimateriaali mahdollisesti voidaan regeneroida. Tämä sorbenttimateriaali on esimerkiksi dolomiittia, puolikalsinoitua dolomiittia, liitua, merkeliä, kalsiumkar-bonaattia, magnesiumkarbonaattia, kalsiumhydroksidia jne. Käytettäessä tällaisia materiaaleja lopullinen kaasu on oleellisesti vapaa rikkivedystä. Koska rikkivedyn sitoutuminen tapahtuu in situ, voidaan kaasuttaa suuren rikkipitoisuuden omaavia hiiliä ja öljyjä.
Tuhkan ja hiekan sintrautumista ei tapahdu koska prosessilämpö-tila, kuten yllä on osoitettu, on huomattavasti alle tuhkan "sulamislämpötilan". Koska kaikki pienet partikkelit, jotka il 3 73237 ylittävät spesifiset dimensiot jäävät kantoarinan sisäpintaa vasten, voidaan valmiin kaasun epäpuhtaudet rajoittaa minimiin. Tämä pätee sekä kiinteille epäpuhtauksille, esimerkiksi V2°5:^e Na“ 3a K-yhdisteille että myös nestemäisille epäpuhtauksille kuten Na2S:lle, ^Sille, Na2S0^:lle ja I^SO^ille. Mukana voi olla myös kaasumaisia epäpuhtauksia, esimerkiksi nestemäisten epäpuhtauksien kaasumaisia muotoja. Suhteellisen alhaisen prosessilämpötilan ansiosta, kuten yllä on osoitettu, epäpuhtauksien höyrynpaine on alhainen. Toisaalta saatu kaasu ei sisällä tervamaisia aineita, koska prosessi-lämpötila on riittävän korkea krakatakseen tervamaiset tuotteet välittömästi. Saatava kaasu on puhdas kaasu, jota voidaan käyttää sellaisenaan.
On havaittu, että keksinnön mukaisessa menetelmässä kantoari-nassa tapahtuva ilmiö on täysin erilainen kuin prosessissa, joka tapahtuu pyörivässä leijukerroskaasuttimessa, joka on esitetty US-patenteissa 4 183 208 ja 4 039 272. Mainitussa tunnetussa prosessissa sisääntulevan kaasuvirran nopeuden pitää aina olla suurempi tai yhtäsuuri kuin minimileijutusnopeuden kun otetaan huomioon tässä prosessissa sovellettu rajoitettu keinotekoinen painovoimakenttä. Tämän keksinnön mukaisessa systeemissä prosessikaasun nopeus rajoitetaan niin kutsuttuun huuhtelunopeuteen, ts. nopeuteen, jossa ainoastaan tietyn kokoiset partikkelit tulevat mukaan valmiiseen kaasuun. Liukuva peti ei fluidisoidu vaan jää pakkautuneeksi keinotekoisen painovoimakentän vaikutuksesta, mikä kenttä on ainakin kaksikymmentä kertaa suurempi kuin yllä mainitussa tunnetussa prosessissa .
Keksinnön mukainen prosessi suoritetaan edullisesti siten, että liukuva kaasutuspeti ja seulova kerros toimivat samassa tilassa, jossa ylläpidetään yli ilmakehän painetta toiminnan aikana.
3
Paineen ollessa esimerkiksi 1-2*10 kPa pyörivän kantoarinan dimensiot voivat olla pieniä ja voidaan aikaansaada suuri energiatiheys. Toinen tärkeä etu on, että pyörivien osien ja niillä olevien materiaalien pieni massa sallii prosessin nopean aloittamisen.
4 73237
Keksintö kohdistuu myös laitteeseen yllä kuvatun prosessin suorittamiseksi laitteen käsittäessä ainakin kaksi pyörivää kuppimaista kantoarinaa ja niiden käyttölaitteen kummankin arinan ollessa myöskin varustettu ainakin yhdellä kaasutus-prosessissa käytettävän materiaalin syöttöelimellä, sekä prosessikaasun syöttöaukolla ja valmiin kaasun poistoaukolla. Keksinnön mukaisesti laitteelle on tunnusomaista, että yksi kantoarina (pääarina) on varustettu ainakin kahdella syöttö-elimellä, joista yksi avautuu lähemmäksi kupin pohjaa kuin toinen tai toiset. Mainittu pääarina muodostaa siten pääasiallisen kaasutuspedin, kun taas toisille kantoarinoille (valinnaisille arinoille) voidaan ohjata sorbenttimateriaali tarkoituksena saada erittäin puhdas palava kaasuseos.
Yllä kuvattua laitetta voidaan käyttää laitteistossa mekaanisen energian tuottamiseksi kaasuturbiinin avulla. Laitteistoon kuuluu yllä kuvattu laite, joka on varustettu lämmönsiirtimellä, jonka kautta ainakin yksi kompressorista tulevan putkiston haara on kytketty prosessikaasun syöttöön. Tuotekaasun ulosvirtaus on kytketty kaasuturbiinin palokammioon.
Tässä laitteistossa kaasuttimessa tuotettu puhdas kaasu käytetään suoraan kaasuturbiinissa siten, että ei tapahdu latentti-lämmön menetystä. Tähän asti oli usein tarpeen asentaa kaasuttimen jälkeen partikkeliloukkusysteemi kuten sykloneja tai partikkelisuodattimia. Nämä aiheuttivat kuitenkin paineen ja lämpötilan alenemisen ja tämä on vältetty keksinnön mukaisessa laitteistossa.
On huomattava, että tässä prosessissa ja keksinnön mukaisella laitteella tuotetulla kaasulla on alhainen kalorimetrinen arvo koska prosessikaasuna käytetään normaalipaineista ilmaa. Näin ollen aikaansaadaan alhainen kalorimetrinen arvo ja puhdas ja kuuma kaasu suurella termisellä hyötysuhteella kaasun ollessa suoraan käytettävissä kaasuturbiinissa siten, että yllä kuvattua laitteistoa voidaan yleisesti käyttää sekä paikallaan, että liikkeessä kuten junissa ja laivoissa.
il .s 73237
Keksintöä selvitetään yksityiskohtaisemmin viittauksin oheisiin piirroksiin, jotka kuvaavat yhtä laitteen ja laitteiston sovellutusmuotoa.
Kuva 1 on pitkittäisleikkaus keksinnön mukaisen kaasuttimen yksinkertaistetusta kuvauksesta.
Kuva 2 on kaaviokuva laitteistosta, joka muodostuu kaasuttimes-ta ja kaasuturbiinista.
Kuva 3 on kaaviokuva kuvan 2 mukaisesta laitteistosta ja esittää materiaalien syöttöä ja poistoa.
Kuvassa 1 esitetty laitteisto prosessin suorittamiseksi on rakennettu kahdesta keskeisesti sijoitetusta pyörivästä kuppimaisesta kantoarinasta 1 ja 2. Ulompi kantoarina (pääarina) 1 on liitetty onttoon akseliin 3, jota voidaan pyörittää nopeudella nl voimanlähteen (ei esitetty) avulla. Kantoarina 2 (valinnainen arina) on yhdistetty akseliin 4, jota voidaan pyörittää nopeudella n2. Kantoarinat 1 ja 2 sijoitetaan saman tilan tai vaipan 5 sisään kansien 6 ja 7 avulla. Ontto akseli 3 ulottuu tiivisteen 8 kautta kannen 6 läpi, ja akseli 4 ulottuu tiivisteen 9 kautta kannen 7 läpi.
Kantoarina 1 on varustettu kahdella putkimaisella syöttölaitteella 10 ja 11,laitteen 10 avautuessa lähemmäksi kupin pohjaa kuin laite 11. Raemainen tulenkestävä materiaali (esimerkiksi hiekka) tuodaan laitteen 10 kautta keskeytymättömässä virtauksessa kantoarinan 1 sisäseinää vasten niin, että muodostuu pintakerros 12. Kiinteä tai nestemäinen polttoaine, esimerkiksi jauhemainen hiili, raskasöljy tai tervahiekka syötetään syöttölaitteen 11 kautta. Tämä polttoaine jää pintakerroksen 12 päälle, joka toiminnan aikana liikkuu liukuvana petinä keski-pakoiskentässä kantoarinaa 1 pitkin.
Sorbenttimateriaalin putkimainen syöttölaite 13 on asennettu valinnaisen arinan 2 sisäpuolelle. Tämä aikaansaa valinnaisen arinan 2 sisäseinää vasten suodattavan kerroksen 14. Molempien arinoiden 1 ja 2 vapaita reunoja myöten on asennettu rengas- 6 75237 mainen tiiviste 15 kiinteän vaipan 5 ja reunan väliin. Tämän vaipan sylinterimäiseen pintaan on liitetty prosessikaasun (tavallisesti ilman) syöttö 16, pääarinalta tulevan tuhkan poisto 17 ja valinnaiselta arinalta 2 tulevan käytetyn sorbentti-materiaalin poisto 18. Valmiin kaasun poisto on kannessa 7.
Toiminnan aikana kantoarinat 1 ja 2 pyörivät, keskipakoiskenttä muodostuu molemmille arinoille, pääarinan 1 sisäpinta muodostaa käsittelyreitin laitteiden 11 kautta syötetylle polttoaineelle. Keskipakoiskentän vaikutuksesta pintakerros 12 etenee pääarinan 1 sisäpintaa pitkin kuppimaisen arinan pohjalta sen vapaaseen päähän käsitellyn materiaalin poistuessa aukon 17 kautta. Jonkin verran ylipaineinen prosessikaasu kulkee syöttöaukon 16 kautta arinan 1 ja peittävän kerroksen 12 läpi jääden kerroksen 12 päälle ja johtaa haluttuun laitteiden 11 läpi syötetyn polttoaineen kaasutukseen. Saatu kaasu ohjataan virtaamaan valinnaisen arinan ja suodattavan sorbenttimateriaalikerroksen 14 läpi ja jäämään kerrokselle. Näin ollen H2S pidätetään kaasuun ja yllä mainitut epäpuhtaudet adsorboidaan valmiista kaasusta, kaasu voi sen jälkeen virrata poistoaukon 19 kautta aiottuun kohteeseen. Suodattava kerros 14 liikkuu myös hitaasti kupin pohjalta sen vapaaseen päähän ja poistuu sitten aukon 18 kautta. Mikäli mahdollista tämä materiaali voidaan regeneroida uudelleensyötettäväksi laitteiston 13 kautta.
Tärkeä tekijä tässä valmistusprosessissa on pääarinan 1 ulkopuolelle syötettävän prosessikaasun nopeus, tämä nopeus määrätään yhdessä liukuvassa pedissä (pintakerros 12) olevan keskipakois-kiihtyvyyden kanssa siten, että ainoastaan sellaiset pedin partikkelit, joiden dimensiot ovat alle 5 ^um tulevat mukaan tuote-kaasuun. Tietyissä olosuhteissa mukaan tulevien partikkeleiden dimensiot voidaan rajoittaa 3 ^uimiin tai jopa 2 ^um:iin. On myöskin tärkeätä, että syöttöaukon 16 kautta syötetyn prosessi-kaasun koostumus ja laitteiden 11 kautta tulevan polttoaineen määrä aikayksikössä olisivat sellaisessa suhteessa toisiinsa, että tuotekaasun lämpötila on suuruusluokkaa 900°C. Tämä määritelmä tarkoittaa lämpötilaa välillä 700 ja 1000°C.
li 7 73237
On huomattava, että suodattavan kerroksen 14 kiihtyvyys voidaan määrittää riippumatta liukuvan kaasutuspedin tai pintakerroksen 12 kiihtyvyydestä. Nämä kiihtyvyysarvot saadaan määrittämällä oikealla tavalla vastaavat nopeudet n2 ja nl.
Kuvat 2 ja 3 esittävät kuvan 1 mukaisen kaasuttimen tärkeää sovellutusta, ts. laitteistoa mekaanisen energian tuottamiseksi kaasuturbiinilla. Käytettävä kaasuturbiini voi olla tyyppiä TF-10, regeneratiivinen välijäähdytteinen kiertokone, jonka terminen hyötysuhde on 44 %. Tämän kaasuturbiinin tärkeimmät komponentit on esitetty kuvan 2 oikealla puolella ja ne ovat kompressori 20, palokammio 21 ja pääturbiini 22. Kuvan 2 vasemmalla puolella on esitetty kaasutin, ts. vaippa 5 yhdessä jauhemaista hiiltä - jonka partikkelikoko on alle 1,5 mm - tuottavan laitteen 23 kanssa. Mukana on myös ilmakompressori 24, joka on kytketty linjan 25 kautta syöttöön 16.
Laitteisto käsittää myös lämmönsiirtimen 26, joka toimii kompressorilla 20 puristetun ja putken 27 kautta virtaavan ilman ja putken 28 kautta poistuvien kaasuturbiinin 22 poistokaasujen välillä. Putkessa 27 on lämmönsiirtimeltä 26 tuleva haara 29, joka johtaa ilmakompressoriin 24. Tuotekaasun poisto 19 on yhdistetty putken 30 kautta palokammioon 21. Kompressorin 20 sisääntulosta 31 tulevan paineisen ilman osan mahdolliseksi syöttämiseksi oleva putki 27 johtaa myös palokammioon 21. Kuva 3 on karkeasti kaaviollinen kuva kuvan 2 mukaisen laitteiston yhteydessä olevista sisääntulevista ja ulosmenevistä virtauksista.
On huomattava, että tämä laite ei rajoitu kahden sisäkkäisen kantoarinan käyttöön. Voidaan käyttää myös useampia kantoarinoita ja ne voidaan sijoittaa myöskin toisistaan erilleen, ks. edellä mainittu EP-patenttihakemus 80 200 757, kuva 4.
Alla on lopuksi esitetty esimerkki tässä prosessissa käytetyistä määristä, paineista ja nopeuksista yhdessä saadun tuotekaasun koostumuksen kanssa.
8 73237
Esimerkki
Hiilen tyyppi: Illinois-puolibituminen (rikkipitoisuus: 1,8 %)
Hiekan määrä = 0,2 kg/s
Hiilen määrä = 0,7 kg/s
Hiilen keskihalkaisija = 1,5 mm
Hiilen viipymä = 58 s
Kantoarinan 1 nopeus nl (hiili) = 2000 rpm
Kantoarinan 2 nopeus n2 (sorbentti) = 5700 rpm
Keskipakoiskiihtyvyys päähalkaisijalla = 2500 g
Kantoarinan 1 kautta kulkevan ilman nopeus = 5 m/s
Prosessipaine tuotteen ulosvirtauksessa 19 = 1380 kPa
Prosessilämpötila = 880°C
Terminen hyötysuhde = 80 % Pölyn pitoisuus, partikkelit alle 5 ^um = <15 ppm
Dolomiitti, Ca, Mg
Alkaliyhdisteiden pitoisuus = 0,08 ppm
Tuotekaasun kalorimetrinen perusarvo = 5700 kJ/nm^ 3
Kalorimetrinen perusarvo latenttilämpö mukaanlukien = 6024 kJ/nm Tuotekaasun koostumus: N2 - 50,25 % ^2H6 “ ei mu^ana C02 - 0,5 % C3Hg CO - 32,2 % C4H1q - H2 - 16,05 % C5H12 -
CH4 - 0,5 % H2S
H20 - 0,5 % 100,0 %
On otettava huomioon, että vaatimusten viitenumerot eivät rajoita vaatimusta vaan ovat ainoastaan tarkoitetut selventämään sitä.

Claims (6)

9 73237
1. Menetelmä palavan kaasuseoksen valmistamiseksi kiinteistä tai nestemäisistä polttoaineista kuten esimerkiksi hiilestä, raskasöljystä tai tervahiekasta käyttäen käsittelyreittiä, joka muodostuu muun muassa ainakin yhden pyörivän kuppimaisen pyörähdyskappaleeksi konstruoidun kantoarinan sisäpinnasta polttoaineen kulkiessa keskipakoiskentän vaikutuksesta tämän käsitte-lyreitin sisäpintaa pitkin kuppimaisen kantoarinan pohjalta sen vapaaseen päähän samalla kun kaasumaista väliainetta (pro-sessikaasua) syötetään kantoarinan ulkopinnalle paineella, joka on suurempi kuin mainitun arinan sisäpuolinen paine, jonka jälkeen palava kaasuseos (tuotekaasu) poistetaan suodattavan sorbenttimateriaalikerroksen läpi, tunnettu siitä, että: - raemainen tulenkestävä materiaali saatetaan ensiksi keskeytymättömään virtaukseen kantoarinan sisäpintaa vasten siten,että muodostuu pintakerros, joka yhdessä siihen syötetyn polttoaineen kanssa etenee liukuvana petinä keskipakoiskentässä kanto-arinaa pitkin; - kantoarinan ulkopinnalle syötettävän prosessikaasun nopeus määrätään liukuvan pedin keskipakoiskiihtyvyyden mukaan siten, että ainoastaan ne pedin partikkelit, jotka ovat alle 5 ^um tulevat mukaan tuotekaasuun, ja - prosessikaasun koostumus ja aikayksikössä syötettävän polttoaineen määrä säädetään toisiinsa nähden siten, että tuotekaasun lämpötila on suuruusluokkaa 9O0OC.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että liukuva kaasutuspeti ja suodattava kerros toimivat samassa tilassa, jossa toiminnan aikana ylläpidetään yli ilmakehän painetta.
3. Patenttivaatimusten 1 tai 2 mukainen prosessi, jossa samoin suodattavassa sorbenttimateriaalikerroksessa ylläpidetään keskipakoiskenttää, tunnettu siitä, että keskipakoiskentän kiihtyvyys suodattavassa kerroksessa määrätään riippumatta kiihtyvyydestä liukuvassa kaasutuspedissä. 10 73237
4. Laite jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukaisen prosessin suorittamiseksi, joka käsittää ainakin kaksi pyörivää kuppi-maista kantoarinaa ja niiden käyttölaitteet kunkin arinan ollessa myöskin varustettu ainakin yhdellä- syottöelimellä aiotussa kaasutusprosessissa käytettävän materiaalin syöttämiseksi, laitteen ollessa varustettu myöskin prosessikaasun syöttöaukolla ja tuotekaasun poistoaukolla, tunnettu siitä, että toinen kantoarina (1) on varustettu ainakin kahdella syottöelimellä (10, 11), joista toinen (10) avautuu lähemmäs kupin pohjaa kuin toinen tai toiset (11).
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kantoarinoita (1, 2) ympäröi tiivistetty vaippa (5-7), joka on varustettu prosessikaasun syöttöaukolla (16), tuotekaasun poistoaukolla (19) ja ainakin yhdellä pyörivää akselia (3, 4) varten tarkoitetulla aukolla (8, 9).
6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että kantoarinan (1) käyttölaite (nl) on säädettävissä riippumatta toisen kantoarinan (2) käyttölaitteesta (n2). 73237 n
FI830989A 1982-03-23 1983-03-23 Foerfarande och anordning foer framstaellning av en braennbar gasblandning. FI73237C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8201211A NL8201211A (nl) 1982-03-23 1982-03-23 Werkwijze en inrichting voor het bereiden van een brandbaar gasmengsel, alsmede energie-opwekkingsinstallatie.
NL8201211 1982-03-23

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI830989A0 FI830989A0 (fi) 1983-03-23
FI830989L FI830989L (fi) 1983-09-24
FI73237B true FI73237B (fi) 1987-05-29
FI73237C FI73237C (fi) 1987-09-10

Family

ID=19839461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI830989A FI73237C (fi) 1982-03-23 1983-03-23 Foerfarande och anordning foer framstaellning av en braennbar gasblandning.

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP0089726B1 (fi)
JP (1) JPS58173192A (fi)
AT (1) ATE17257T1 (fi)
AU (1) AU553894B2 (fi)
CA (1) CA1210934A (fi)
DE (1) DE3361663D1 (fi)
DK (1) DK128883A (fi)
FI (1) FI73237C (fi)
NL (1) NL8201211A (fi)
NO (1) NO831035L (fi)
ZA (1) ZA831936B (fi)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8204451A (nl) * 1982-11-17 1984-06-18 Thomassen Int Bv Werkwijze en inrichting voor het bereiden van een brandbaar gasmengsel.

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE551978A (fi) *
DE851571C (de) * 1944-01-08 1952-10-06 Siemens Ag Mit einem Druckvergaser zusammenarbeitende Gasturbinenanlage
DE1021972B (de) * 1952-02-09 1958-01-02 Giovanni Hilgers Dr Ing Verfahren zur Brenngaserzeugung durch Vergasen von Brennstoffen in einem Fliehkraftgaserzeuger
CH336544A (de) * 1954-02-25 1959-02-28 Power Jets Res & Dev Ltd Vorrichtung zur Durchführung von Reaktionen bei hoher Temperatur
DE1276411B (de) * 1965-01-28 1968-08-29 Alfred Schuette Dr Ing Gasturbinenanlage mit Druckvergaser
US4039272A (en) * 1975-09-26 1977-08-02 Stone-Platt Fluidfire Limited Apparatus and method for carrying out reactions in a fluidized bed
US4183208A (en) * 1977-12-15 1980-01-15 United Technologies Corporation Fluidized bed gasifier
NL7906303A (nl) * 1979-08-20 1981-02-24 Thomassen Holland Bv Brandstofvergasser.
WO1981001295A1 (en) * 1979-11-01 1981-05-14 Caterpillar Tractor Co Rotating fluidized bed gasifier system

Also Published As

Publication number Publication date
FI830989A0 (fi) 1983-03-23
DE3361663D1 (en) 1986-02-13
ZA831936B (en) 1983-12-28
CA1210934A (en) 1986-09-09
DK128883D0 (da) 1983-03-22
NL8201211A (nl) 1983-10-17
AU553894B2 (en) 1986-07-31
FI73237C (fi) 1987-09-10
EP0089726A1 (en) 1983-09-28
EP0089726B1 (en) 1986-01-02
NO831035L (no) 1983-09-26
ATE17257T1 (de) 1986-01-15
JPS58173192A (ja) 1983-10-12
AU1274283A (en) 1983-09-29
DK128883A (da) 1983-09-24
FI830989L (fi) 1983-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI85909B (fi) Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material.
CN100467578C (zh) 从煤产生清洁能源的方法
US4552203A (en) Method and device for controlling the temperature of a reaction carried out in a fluidized bed
US3454383A (en) Gasification method and apparatus
JPH0631345B2 (ja) 固体炭素質材料をガス化もしくは燃焼させる方法及び装置
US9656863B2 (en) Method and apparatus for feeding municipal solid waste to a plasma gasifier reactor
CZ290009B6 (cs) Způsob zavádění částicového paliva a sorbentu do spalovacího systému s fluidním ložem a zařízení k provádění tohoto způsobu
FI120770B (fi) Menetelmä ja laitteisto polttoaineen kaasuttamiseksi leijukerrosreaktorissa
RU2006114599A (ru) Способ переработки конденсированного горючего путем газификации и устройство для его осуществления
US4790251A (en) High pressure and high temperature ash discharge system
FI112952B (fi) Menetelmä ja laitteisto hiilipitoisen materiaalin kaasuttamiseksi
FI73237C (fi) Foerfarande och anordning foer framstaellning av en braennbar gasblandning.
JPS6294705A (ja) 原動所での流動化ベツドによるベツド高さ制御方法及びベツド高さ制御装置を有する原動所
JPH0291192A (ja) 固体ガス化より得られた粗ガスの精製方法および装置
US4471723A (en) Heat recovery method and installation, particularly for cooling ash
JPS59100303A (ja) フライアツシユの再循環を含む固体燃料の部分燃焼方法
CN112424530B (zh) 操作包括捕获烟道气体夹带的灰分的设备的焚烧装置的方法
EP0087954A1 (en) Combustible gas producer plant
CN85107163A (zh) 从含碳燃料制造气体之方法
CA1206335A (en) Method for the production of combustible gas and device for applying the method
RU2046816C1 (ru) Установка для получения активированного угля
FI74486C (fi) Foerfarande och anordning foer framstaellning av en braennbar, gasformig blandning.
GB2109100A (en) Rotary kiln coal gasifier with tar injection to suppress dust entrainment in gas
FI84655B (fi) Foerfarande och anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material.
KR960031892A (ko) 유동층기화 및 용융물연소방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: THOMASSEN INTERNATIONAL B.V.