FI73459B - Igaongsaettningsmetod foer kolfoergasningsanlaeggning. - Google Patents

Description

73459

Hiilen kaasutuslaihoksen käyntLinpanomenetelmä Tämä keksintö koskee tulenkestävästi vuoratun reaktorin esilämmitysmenetelmää. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee kivihiilen kaasutuslaitoksen osana olevan, tulenkestävästi vuoratun, aukoilla varustetun, pyörivän uunin esilämmitystä, johon laitokseen kuuluu laitteisto, joka osaksi on valmistettu raaka-aineista, jotka ovat alttiina kloorin aiheuttamalle jännätyskorroosLomurtumiselle hänen läsnäollessa.

US-patenttijulkaisussa 4 374 650 selitetään menetelmä kiinteän, hiilipitoisen aineksen, kuten kivihiilen kaasuttamiseksi tulenkestävästi vuorauksen, aukoilla varustetussa pyöriväuuni-kaasutuslaitteessa. Tämän menetelmän mukaan kivihiiltä syötetään uuniin sen ylemmässä päässä olevan syöttöaukon kautta. Kivihiili muodostaa uunin sisään kerroksen, joka hitaasti liikkuu uunin poistopäätä kohti sen pyörimän ja kaltevuuden johdosta. Kivihiilen kulkiessa uunin läpi, uuniin päästetään aukkojen kautta ilmaa ja höyryä kivihiilen käsittelemiseksi ja sen muuttamiseksi polttoainekaasuksi. Uunissa täten tuotettu kaasu poistetaan ja käsitellään edelleen sen puhdistamiseksi ja vapaan lämmön taiteenottamiseksi siitä. Ennen kuin kaa-suuntumisprosessi voi käynnistyä, uunin tulenkestävä vuoraus esilämmitetään lämpötilaprofiiliin, joka on riittävä prosessin autotermisen toiminnan varmistamiseksi. Autotermisellä toiminnalla tarkoitetaan tässä toimintaa, jossa uunin aukkojen kautta sisäänsyötetyn ilman ja höyryn tuoma lämpö yhdessä uunissa tapahtuvien eksotermisten reaktioiden vapauttaman lämmön kanssa riittää ylläpitämään kaasuuntumisprosessia.

Hiilipitoinen aines, kuten kivihiili,jota käytetään syöt-töaineksena edellä seiitetynlaisessa prosessissa, sisältää 2 73459 lukuisia epäpuhtauksia. Eräs tällainen epäpuhtaus on kloori. Esimerkiksi Illinoisin No 6 kivihiilessä on klooria 0,02-0,4 paino-%. Kaasutusprosessin aikana kloori vapautuu ja virtaa kehittyneen kaasun mukana puhdistuslaitteistoon.

Kaasutuslaitoksessa käytettyyn puhdistuslaitteistoon sisältyy sellaisia laitteita kuin sykionierottimia, 1ämmönvaihtimia ja niihin kuuluvaa putkistoa. Tämä kalusto valmistetaan tavallisesti syöpymistä vastustavasta aineksesta, kuten austeniit-tisesta, ruostumattomasta teräksestä. Hapen ja kloorin yhtäaikainen läsnäolo liuenneina kaasuihin tässä kalustossa aiheuttaa kloorin ja ruostumattoman teräksen haitallisen vuorovaikutuksen vaaran. Tietyissä olosuhteissa austeniittinen teräs on nimittäin altis jännityskorroosiomurtumisei 1 e ollessaan alttiina kloorin vaikutukselle. Niinkuin Barry M. Gor-don'in artikkelissa "The Effect of Chloride and Oxygen on the Stress Corrosion Cracking of Stainless Steels: Review of Literature" julkaisussa Materials Performance (huhtikuu 1980), kloorin aiheuttamia austeniittiSten ruostumattomien terästen jännityskorroosiomurtumia esiintyy hapen läsnäollessa. Niinkuin tässä Gordon'in artikkelissa mainitaan, vain pieniä määriä happea tarvitsee olla läsnä kloorin aiheuttamien jännitys-korroosiomurtumien aikuunpanemiseksi.

Tavallisesti happea pääsee laitokseen sen sisään seisokin aikana tulleen ilman mukana. Tiettyjä toimia on suositeltu jänni ty skorroosiomurtumi sen estämiseksi näissä olosuhteissa. Esimerkiksi NACE Standardissa RP-01-70 nimeltä "Recommended Practice -- Protection of Austenitic Stainless Steel in Refineries Against stress Corrosion Cracking by Use of Neutralizing Solutions During Shut Down", jonka on julkaissut National Association of Corrosion Engineers (lokakuu 1970) suosittelee jalostamokaluston puhdistus- ja tyhjennysmenette-lyä seisokin aikana.

Il 3 73459

Happea voi päästä sisään myös käynnistettäessä laitoksia, joissa on reaktori, joka on lämmitettävä toi minta1ämpöti1 aan ennen kuin laitos voi toimia. Reaktoria esi 1ämmitettäessä käytetään poltinta ilman ja polttoaineen polttamiseksi reaktorin lämmittämiseen käytettävän poistokaasun kehittämiseksi. Tämän poistokaasun sisältämä happi menee 1 aitoskaluston sisään, ja jos myös klooria on läsnä, aiheuttaa jännityskorroo-siomurtumisen vaaran kaluston sisässä. Probleemaan liittyy lisäksi tarve lämmittää reaktori hallitulla nopeudella haluttuun 1ämpöti1aprofii1iin.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan klooria sisältävän kiinteän hi ilipitoi sen aineksen kaasutuslaitoksen toiminnan käynnistysmenetelmä lämmittämällä tulenkestävästi vuorattu kaasutusreaktori 1ämpöti1aprofii1iin, joka on riittävä kaasutusprosessin autotermiseen toimintaan, pysyttäen happipitoisuus laitoksen sisässä tasolla, joka on riittävän alhainen jännityskorroosion aiheuttaman halkeilun estämiseksi.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan reaktorin esi 1ämmitysmenetel-mällä, joka käsittää sen, että: a) lähes stökiometristä polttoaineen ja happea sisältävän kaasun seosta poltetaan, niin että syntyy poistokaasua, joka ei sisällä olennaisesti lainkaan vapaata happea; b) että poistokaasu laimennetaan 1aimennuskaasul1 a, joka ei sisällä olennaisesti lainkaan vapaata happea, niin että saadaan tuotekaasu, joka koostuu 1aimennuskaasun ja poistokaasun seoksesta; c) että virta tuotekaasua johdetaan reaktoriin; d) että reaktoriin johdetun tuotekaasun lämpötila mitataan; e) että reaktoriin virtaavan tuotekaasun lämpötilaa korotetaan riippuen reaktorin sisässä olevan tuotekaasun lämpötilasta, korottaen reaktorin sisässä olevan tuotekaasun lämpötilaa riittävän pienellä nopeudella tulenkestävän vuorauksen lämmöstä johtuvan halkeilun estämiseksi; 73459 f) että reaktorin sisässä olevan tuotekaasun lämpötilaa korotetaan kunnes reaktori saavuttaa toimintalämpöti1aprofiil in; g) että tuotekaasun virtaus reaktoriin lopetetaan kun reaktori saavuttaa toimintalämpöti1 an; h) ja että autoterminen kaasutusprosessi sen jälkeen käynnistetään siten, että reaktori lämmitetään toimintalämpöti-1 aprofii 1 iin, joka vaaditaan kaasutusprosessin autotermisen toiminnan sallimiseksi samalla kun vähennetään aineiden jännity skorroosi omurtumi sta hii1ipitoisesta aineesta kaasutus-prosessin aikana vapautuneen kloorin avulla.

Esillä olevan keksinnön erään ensisijaisen sovellutusmuodon mukaan keksinnön edellämainittu tarkoitus saavutetaan menetelmällä, jossa reaktori esi 1ämmitetään vaiheittain. Ensimmäisessä vaiheessa kuumaa ilmaa, jonka lämpötila on välillä o 65-232 C, päästetään reaktorin sisään. Tulenkestävän vuorauksen lämpötila mitataan ja tätä lämpötilaa ja reaktoriin syötetyn ilman määrää asetellaan niin, että saadaan ylläpidetyksi se syöttönopeus, jolla tulenkestävän vuorauksen kanssa kosketuksessa olevien kaasujen lämpötila kohoaa enintään o 37,8 C tunnissa, kunnes vuoraus on lämminnyt lähelle lämpö-o tilaa 232 C. Tulenkestävän vuorauksen 1ämmitysnopeuden py- o syttäminen pienempänä kuin 37,8 C/tunti on vanhastaan tunnettu menetelmä vuorauksen lämmöstä johtuvan halkeilun estämiseksi eikä ole tämän keksinnön osa.

Toisessa vaiheessa polttimeen toimitetaan ilman ja polttoaineen seosta. Seos poltetaan niin, että saadaan poisto- li.

5 7345 9 kaasua, joka lämmittää ilman muodostaen tuotekaasua. Tuotekaasu syötetään reaktoriin säätäen tämän tuotekaasun lämpötilaa niin, että tulenkestävän vuorauksen lämpiämis-nopeus on pienempi kuin 37,8°C/h.

Kun esilämmityskaasun lämpötila reaktorin sisässä saavuttaa arvon 538°C, käytetään kolmannen vaiheen lämmitys-menetelmää. Tässä kolmannessa vaiheessa ilman suhde polt-timeen syötettyyn polttoaineeseen asetellaan niin, että polttimen sisään saadaan lähes stökiometrinen ilman ja polttoaineen seos. Tämä stökiometrinen seos poltetaan, niin että saadaan poistokaasu, joka ei olennaiseesti lainkaan sisällä happea. Tämä poistokaasu laimennetaan höyryllä, niin että saadaan tuotekaasu. Tämä tuotekaasu syötetään reaktoriin sen lämpötila aseteltuna niin, että tulenkestävän vuorauksen lämpiämisnopeus ei ole suurempi kuin 37,8°C/h. Tuotekaasun happipitoisuus mitataan ja ilman suhde polttimessa poltettuun polttoaineeseen asetellaan niin, että tuotekaasun vapaan hapen pitoisuus ei ole suurempi kuin 2,0 ja mieluimmin ei suurempi kuin 1 tilavuus-%, kuivana laskettuna.

Polttoaineen ja ilman lähes stökiometrinen polttaminen yhdessä höyryllä laimentamisen kanssa saa aikaan lähes hapettomat olosuhteet reaktorin sisään tuotekaasun lämpötilan ollessa yli 538°C. Koska klöori on alttiimmillaan vapautumaan hiilestä lämpötilojen ollessa yli 538°C, hapettomat olosuhteet estävät hapen ja kloorin yhtäaikaisen läsnäolon, siten vähentäen jä.nnityskorroosiomurt.umavaaraa. Lisäksi vapaan hapen puuttuminen reaktorin sisästä yli 538°C:n lämpötilassa estää reaktorin sisässä mahdollisesti esiintyvän koksin palamisen, niin että vältetään lämmön aiheuttamaa rasitusta, joka saattaa aiheuttaa tulenkestävän vuorauksen halkeilua ja lohkeilua. Lisäksi höyryllä laimentamisen aloittaminen yli 538°C:n lämpötiloissa estää höyryn lauhtumisen polttimen ja reaktorin sisässä.

73459 6

Hapetonta tuotekaasua syötetään reaktoriin, kunnes reaktori saavuttaa lämpötilaprofiilin, joka on riittävä kaasutusprosessin autotermisen toiminnan käynnistämiseen.

Kuvio 1 on pituussuuntainen leikkauskuvanto pyörivän uunin käsittävästä kivihiilen kaasutuslaitteest.a ;

Kuvio 2 esittää graafisesti sitä uunin lämpötilaprofiilia, joka on tarpeen kaasutusprosessin autotermisen toiminnan mahdollistamiseksi;

Kuvio 3 esittää graafisesti kolmevaiheista uunin lämmitys-prosessia .

Niin kuin näkyy, kuvio 1 esittää pyörivää uunireaktoria 10, joka käsittää kaltevan pyörivän uuninkuoren 11, joka on vuorattu tulenkestävällä vuorauksella 33, Kivihiiltä tai muuta kiinteää hiilipitoista ainesta syötetään syöttöjohtoa 12 myöten uuninkuoren 11 polttoaineen syöttöpäähän 13 syöttimen 14 kautta. Pyörivän uuninkuoren 11 pyörittämistä varten voidaan käyttää tavanomaisia, vanhastaan tunnettuja laitteita. Uuninkuori 11 on kalteva alaspäin aineksen syöttöpäästä 13 aineksen poistopäähän 15. Tämä kaltevuus, yhdessä uuninkuoren 11 pyörintävaikutuksen kanssa saattaa kivihiilen muodostamaan uuninkuoren 11 sisään kerroksen 34, joka kaasuuntuessaan liikkuu hitaasti alaspäin, kaltevuuden suuntaan. Useita säteen suuntaisia aukkoja 32 pistää uuninkuoren 11 läpi ilman ja/tai painehöyryn syöttämistä varten uuninkuoren 11 sisään. Ilman ja höyryn virtausta aukkojen 32 kautta säädetään sopivilla laitteilla, kuten venttiileillä (esittämättä).

Uuninkuoren 11 aineksen syöttöpää 13 on varustettu liikkumattomalla syöttökuvulla 16, jossa on kaasun ulospäästö-johto 17. Uuninkuoren 11 aineksen poistopäässä 15 on liikkumaton poistokupu 18. Poistokupu 18 on varustettu kaasun li 7 7 3 4 5 9 poistojohdolla 19 ja tuhkan poistokanavalla 20. Syöttöpään tiiviste 21 ja poistopään tiiviste 22 ovat uuninkuoren 11 aineksen syöttöpäässä 13 ja vast, poistopäässä 15, liittäen syöttökuvun 16 ja poistokuvun 18 uuninkuoreen 11 kaasun-pitävästi, mutta sallien uuninkuoren 11 pyörinnän. Kaasun poistojohdot 17, 19 on yhdistetty kaasunvirtausyhteyteen kaasutuslaitteessa 10 valmistetun kaasun (esittämättömän) puhdistuslaitteiston kanssa. Puhdistuslaitteisto voi käsittää kaasunpuhdistimia, syklonierottimia ym. laitteita, jotka yhdessä niitä yhdistävän putkiston kanssa on valmistettu sellaisista aineista kuin austeniittisista, ruostumattomista teräksistä, jotka ovat alttiita kloorin aiheuttamalle jännityskorrooslohalkeilull-e hapen läsnäollessa.

Huomattakoon, että edellä oleva hiilipitoisen aineksen kaasuunnuttamislaitoksen selitys ei muodosta mitään osaa tästä keksinnöstä, vaan on esitetty esillä olevan keksinnön ensisijaisen sovellutusmuodon selittämistarkoituksessa, Kivihiilen kaasuttamiseen tarkoitettu menetelmä ja siihen käytettävä laitteisto on tarkemmin selitetty edellä mainitussa US-patenttijulkaisussa 4 374 650.

Niinkuin kuviosta 1 näkyy, poistokupu 18 on varustettu aukolla 23, joka pistää kuvun 18 kuoresta 11 kauempana olevan sivun läpi. Eristysovi 24 on kiinnitetty liukuvaksi aukon 23 yli. Tuotekaasun toimitusputki 25 ulottuu keskiviivan suunnassa poispäin aukosta 23 kaasunvirtauksen yhteydessä aukon 23 kanssa oven 24 ollessa avoinna, niinkuin kuviossa 1. Kaasun toimitusputki 25 on yhdistetty polttimeen 26. Poltin 26 koostuu kahdesta kammiosta -polttokammiosta 27, joka voidaan saattaa vastaanottamaan polttoainetta 36 kuten öljyä ja happea sisältävää kaasua 37, kuten ilmaa ja laimennuskammiosta 28, joka voidaan saattaa vastaanottamaan poistokaasua polttokammiosta ja laimennuskaasua, kuten ilmaa tai höyryä. Laimennus- 8 73459 kammio 28 on sovitettu kaasunvirtausyhteyteen toimitus-putken 25 kanssa. Kotelo 35, joka ulkonee poistokuvusta 18, ympäröi putkea 25 ja toimii estäen kaasun virtauksen putkesta 25 (kuten jäljempänä selitetään) ympäröivään ilmakehään. Huomattakoon, että polttimet» sellaiset kuin poltin 26, ovat kaupallisesti saatavia tavaroita, eivätkä muodosta mitään osaa tästä keksinnöstä sinänsä.

Tuotekaasun havaintolaite,kuten lämpöpari 29, on sovitettu putken 25 sisään putken 25 sisässä olevien kaasujen lämpötilan mittaamista varten. Sopiva laite (esittämättä) ilmaisee lämpöparin 29 mittaaman lämpötilan. Hapen mittauskoje eli happipitoisuuden analysaattori 30 on putken 25 sisässä siellä olevien kaasujen sisältämän vapaan hapen määrän mittaamista varten. Sopiva laite (esittämättä) ilmaisee putken 25 sisällä olevan kaasun happipitoisuuden (mitattuna paino-%:na, kuivana), jonka koje 30 on mitannut. Useita tulenkestäviä lämpöpareja 31, on uuninkuoren 11 sisässä pitkin kuoren 11 pituutta. Lämpöparit 31 mittaavat tuote-kaasun lämpötilaa tulenkestävän vuorauksen 33 pinnassa ja ilmaisevat mitatut lämpötilat sopivilla näyttölaitteilla (esittämättä). Huomattakoon, että lämpöparit 29, 31 ja hapen analysaattori 30 ovat kaupallisesti saatavissa olevia laitteita, eivätkä muodosta mitään osaa tästä keksinnöstä sinänsä.

Niinkuin edellä mainitussa US-patenttijulkaisussa 4 374 650 selitetään, kaasutusprosessin toiminta edellä selitetyssä laitteistossa käynnistetään lämmittämällä uuninkuoren 11 tulenkestävä vuoraus haluttuun toi-mintalämpötilaan käyttäen poltinta 26. Tulenkestävän vuorauksen 33 lämmittäminen toimintalämpötilaan voidaan tehdä silloin, kun mitään kivihiiltä ei ole uuninkuoren 11 sisässä tai kun uuninkuoren 11 sisässä on kivihiiliker-ros. Sen jälkeen kun vuoraus 33 on lämmitetty haluttuun toimintalämpötilaan, poltin 26 voidaan sulkea, eristys- 73459 9 ovi 24 siirtää suljenta-asemaan aukon 23 kohdalle ja paineenalaista ilmaa ja höyryä laskea aukkojen 23 kautta uuninkuoren 11 sisustaan. Kun tulenkestävä vuoraus 33 saavuttaa toimintalämpötilan ja ilmaa ja höyryä ruiskutetaan uuninkuoren 11 sisustaan, ilman ja höyryn mukana tullut ilma yhdessä uuninkuoren 11 sisässä tapahtuvien reaktioiden kanssa riittää ylläpitämään kaasutusproses-sia. Tätä kaasutusprosessia, joka ei tarvitse lämmön lisäämistä uuninkuoren 11 sisään polttimen 26 avulla, voidaan sopivasti nimittää autotermiseksi toiminnaksi.

Tulenkestävän vuorauksen 33 se toivottu toimintalämpötila, joka on tarpeen autotermisen toiminnan ylläpitämiseen, on lämpötilaprofiili, jossa lämpötilan arvo etenevästi suurenee uuninkuoren 11 syöttöpäästä 13 uuninkuoren 11 aineksen poistopäähän 15. Kuvio 2 on graafinen esitys toivotusta lämpötilaprofiilista uuninkuorta varten, jonka pituus on 41,2 m ja sisäläpimitta 3,2 m. Kuviossa 2 abskissan arvot edustavat kohtaa tulenkestävällä vuorauksella 33, joka on tietyn välimatkan päässä uuninkuoren 11 syöttöpäästä 13. Ordinaatan arvot kuviossa 2 edustavat tulenkestävän vuorauksen pinnan lämpötiloja abskissan vastaavien pisteiden kohdalla.

Keksintöä rajoittamattomana esimerkkinä tulenkestävä vuoraus 33 voidaan lämmittää tähän lämpötilaprofUliinsa ensimmäisessä, toisessa ja kolmannessa vaiheessa, joita nimitetään esilämmitysvaiheeksi, poltinlämmitysvaiheeksi ja hapettomaksi lämmitysvaiheeksi. Kuvio 3 on graafinen esitys lämmitysprosessista, joka käsittää nämä kolme vaihetta uuninkuorella 11, jonka pituus on 41,2 m ja sisäläpimitta 3,2 m. Abskissa kuviossa 2 edustaa aikaa tunneissa ja ordinaatta edustaa uuninkuoren 11 laskettujen lämmityskaasujen lämpötilaa mitattuna lämpöparilla 29 vastaavien abskissa-arvojen kohdalla.

73459 10

Esilämmitysvaiheessa kuumaa ilmaa lasketaan uuninkuoren 11 sisustaan aukkojen 32 kautta. Mieluimmin ilman alkulämpöti-la on 66°C. Sisäänlasketun ilman lämpötila korotetaan 232°C:een säätäen korotusnopeutta niin, että tulenkestävän vuorauksen 33 lämpötilan nousunopeus pysyy arvossa 3,89°C/h tulenkestävällä lämpöparilla 31 mitattuna. Huomattakoon, että tulenkestävän vuorauksen pinnan lämpötilan nousunopeus 3,89°C/h on konservatiivisesti valittu nopeus, joten muitakin arvoja voidaan valita. Valittu nopeus ei kuitenkaan saisi ylittää arvoa 37,8°C/h, koska on yleisesti tunnettua, että nopeudet, jotka ylittävät 37,8°C huomattavasti suurentavat tulenkestävien vuorausten lämmöstä aiheutuvan halkeilun vaaraa. Vuorauksen 33 esilämmittäminen kuumalla ilmalla on tosin ensisijainen sovellutusmuoto, mutta vuorausta 33 voidaan esilämmittää myös apupolttimen avulla.

Kun tulenkestävä vuoraus 33 on lämminnyt 232°C:een, poltin-lämmitysvaihe aloitetaan laskemalla poltettavissa olevaa ilman ja polttoaineen, kuten öljyn seosta polttimen 26 pa-lamiskammioon 27. Palava seos sytytetään kammiossa 27, jolloin syntyy poistokaasua, joka virtaa laimennuskammioon 28. Ilmaa lasketaan laimennuskammioon 28 laimennuskaasuksi, jolloin poistokaasu sekoittuu sisäänlasketun ilman kanssa ja lämmittää sen, muodostaen poistokaasun ja laimennuskaasun lämmenneen seoksen, eli tuotekaasun.

Tuotekaasu virtaa laimennuskammiosta 28 kaasun toimitusput-kea 25 myöten uuninkuoren 11 sisustaan. Tuotekaasun lämpötila mitataan tuotekaasun lämpöparilla 29. Tuotekaasun lämpötila asetellaan niin, että alkulämpötilaksi tulee 260°C. Lämpötilaa voidaan asetella asettelemalla polttokammioon 27 lasketun ilman ja polttoaineen määriä, tai asettelemalla laimennuskammioon 28 lasketun ilman määrää. Mieluimmin lämpötilaa asetellaan asettelemalla polttoilman määriä ja ylläpitämällä vakiovirtaamaa laimennuskammioon 28, uuninkuoren 11 sisustaan toimitetun tuotekaasun määrän pysyttämiseksi vakiona. Esimerkiksi uunissa, jonka mitat ovat edellä se- s.i 11 11 73459 litetyt, tuotekaasun virtaaman on oltava likimäärin 16 800 kg tunnissa riittävän kuumakaasumassan toimittamiseksi ja riittävän lämmönsiirtymän aikaansaamiseksi tulenkestävän vuorauksen 33 lämmittämistä varten haluttuun lämpötilaprofii-liin.

Uuninkuoren 11 sisustaan toimitetun tuotekaasun lämpötila pysytetään 260°C:ssa riittävän pitkä aika (esimerkiksi 4 h) tulenkestävän vuorauksen pitämiseksi tässä lämpötilassa ja vuorauksen 33 lämpöhalkeilun välttämiseksi. Sen jälkeen kun vuoraus on tasaantunut 260°C:een, tuotekaasun lämpötila korotetaan 538°C:een. Tuotekaasun lämpötilan nostono-peutta säädetään niin, että tulenkestävän vuorauksen 33 lämpötilan nousu pysyy arvossa 3,89°C/h. Kun tuotekaasun lämpötila, lämpöparin 29 mittaamana, saavuttaa 538°C, lämmityksessä alkaa hapeton lämmitysvaihe.

Hapettomassa lämmitysvaiheessa ilman syöttö laimennuskam-mioon 28 keskeytetään, ja kaasua, joka ei sisällä lainkaan vapaata happea, mieluimmin höyryä, aletaan syöttää laimen-nuskammioon 28 laimennuskaasuna. Polttokammioon 27 lasketut ilman ja polttoaineen määrät asetellaan niin, että saadaan lähes stökiometrinen ilman ja polttoaineen seos. Tämä sees poltetaan niin, että saadaan poistokaasu, jossa ei ole olennaisesti lainkaan happea. Poistokaasu virtaa laimennuskammioon 28, jossa se sekoittuu laimennuskaasun kanssa lämmittäen tätä ja muodostaen tuotekaasun, jossa ei ole lainkaan vapaata happea. Tuotekaasu kulkee laimennuskammiosta 28 kaasun toimi tusputkea 25 myöten uuninkuoren 11 sisustaan. Sitä virtaamaa, jolla höyryä lasketaan laimennuskammioon, asetellaan niin, että tuotekaasun virtaamaksi uunin sisään tulee likimäärin 9080 kg/h. Pienentynyt virtaama johtuu siitä, että höyry sisältää likimäärin kaksi kertaa niin paljon lämpöä kg kohti kuin ilma, tietyssä lämpötilassa, ja luovuttaa lämpönsä suuremmalla nopeudella.

Hapenmittauskoje 30 mittaa kaasun toimitusputken 25 sisässä _________ — TT" ___ ΐ2 73459 olevan tuotekaasun vapaan hapen pitoisuuden. Palaraiskammioon 27 lasketun ilman ja polttoaineen stökiometristä seosta asetellaan (asettelemalla joko ilman tai polttoaineen virtaamaa) niin, että vapaan hapen pitoisuus kaasun toimitusput-kessa 25 olevassa tuotekaasussa ei nouse yli 1 %, mitattuna kuivaksi laskettuna.

Uuninkuoren 11 sisustaan toimitetun tuotekaasun lämpötilaa ylläpidetään niin kauan (esimerkiksi 6 h), että kaasuun-nutin ehtii saavuttaa lämpötasapainon uuden kaasun koostumuksen ja virtaaman kanssa ja että tulenkestävään vuoraukseen kohclistuva lämpöisku minimoituu. Selvää on, että hapettoman lämmitysvaiheen aloittaminen silloin kun tuotekaasun lämpötila lämpöparin 29 mittaamana saavuttaa arvon 538°C, on tavoitelämpötila, joka on valittu höyryn lauhtumisen laitteiston sisässä välttämiseksi ja hapen läsnäolon uunin sisässä estämiseksi lämpötiloissa, jotka ylittävät 538°C. Tämä tavoitelämpötila ei mieluimmin saisi ylittää arvoa 538°C, mutta alemmatkin lämpötilat käyvät päinsä, ei kuitenkaan alemmat kuin 260°C, lauhtumisen välttämiseksi.

Uuninkuoren 11 sisustaan lasketun tuotekaasun lämpötila nostetaan arvoon 816°C nopeudella 3,89°C/h. 816°C:ssa lämpö tila pysytetään vakiona niin kauan (esimerkiksi 6 h), että vuorauksen 33 lämmöstä johtuva halkeilu estyy. Sen jälkeen uuninkuoren 11 sisustaan lasketun tuotekaasun lämpötila nostetaan arvoon 1093°C nopeudella 3,89°C/h. Tuotekaasun lämpötilaa nostettaessa tuotekaasun vapaan hapen pitoisuutta mitataan kojeella 30, ja ilman ja polttoaineen seosta palamis-kammiossa 27 säädetään niin, että tuotekaasun vapaan hapen pitoisuus pysyy enintään 1 tilavuusprosenttina, mitattuna kuivaksi laskettuna. Kun tuotekaasun lämpötila saavuttaa arvon 1093°C, uuni voidaan panostaa kivihiilellä, ja tuote-kaasun virtausta jatkaa kivihiilen lämmittämiseksi. Sen jälkeen kun kivihiili on lämmennyt, poltin voidaan sammuttaa ja eristysovi 24 siirtää paikalleen sulkemaan poisto-kuvun aukko 23. Vaihtoehtoisesti, siinä tapauksessa, että 13 73459 kivihiilikerros jää uunin kuoren 11 sisään laitoksen seisokin ajaksi, poltin 26 voidaan sammuttaa ja ovi 24 sulkea, kun tuotekaasun lämpötila saavuttaa arvon 1093°C. Ilmaa ja höyryä voidaan sitten laskea uuninkuoren 11 sisustaan aukkojen 32 kautta, ja kaasutusprosessta ylläpitää sen prosessin mukaisesti, joka on selitetty edellä mainitussa US-patenttijulkaisussa 4 374 650, ilma ja höyry kuristettuna halutun lämpötilaprofiilin ylläpitämiseksi.

Edellä olevasta voidaan nähdä, että uuninkuoren 11 sisässä olevien kaasujen vapaan hapen pitoisuus pysytetään arvossa, joka on pienempi kuin yksi tilavuus-%, laskettuna kuivaksi ajateltuna aina kun kaasun lämpötila on yli 538°C. Vapaan hapen pitoisuuden pysyttäminen pienempänä kuin 1 paino-% mitattuna kuivaksi laskettuna johtaa siihen, että vapaan hapen pitoisuus uunin sisässä on likimäärin 0,5 ppm tai vähemmän. Näin ollen uuninkuoren 11 sisusta saadaan ylläpidetyksi lähes hapettomana silloin kun uunin sisäiset lämpötilat ylittävät sen lämpötilan, jossa kloori on alttiimmillaan vapautumaan kivihiilestä, mikä pienentää kloorin hapen läsnäollessa aiheuttamaa j ännityskorroos.iomurtumien vaaraa . Lisäksi voidaan nähdä, että vapaata happea ei ole läsnä silloin kun uunin sisässä oleva kivihiili on lämmitetty yli 538°C:n, mikä hillitsee kivihiilen paikallista palamista ja tulenkestävän vuorauksen 33 lohkeilua.

Edellä olevasta esillä olevan keksinnön yksityiskohtaisesta selityksestä ja sen toimintaesimerkistä on käynyt ilmi, miten esillä olevan keksinnön tarkoitukset on saavutettu ensisijaisella tavalla. Sellaiset esitettyjen ajatusten modifikaatiot ja ekvivalentit, joita helposti tulee alan ammattimiesten mieleen, on kuitenkin tarkoitettu sisällytettäviksi keksinnön puitteisiin. Täten keksinnön suoja-alue on tarkoitettu ainoastaan oheisten patenttivaatimusten suoja-alueen rajoittamaksi.

Claims (9)

1. 73459 14 Patentti vaatimukset
2. 1. Kiinteän hi ilipi toi sen, klooria sisältävän aineen kaasu-tuslaitoksen toiminnan käynnistysmenetelmä lämmittämällä kaa-sutusreaktori (10), jossa on tulenkestävä vuoraus (33), toimi ntal ämpöti 1 aprofi i 1 i i n , joka on riittävä kaasutusprosessin autotermisen toiminnan mahdollistamiseksi, johon laitokseen kuuluu kalustoa, joka osaksi on valmistettu materiaaleista, jotka ovat alttiita kloorin aiheuttamalle jännityskorroosio-murtumiselle hapen läsnäollessa, tunnettu siitä, että a) lähes stökiometristä polttoaineen ja happea sisältävän kaasun seosta poltetaan, niin että syntyy poistokaasua, joka ei sisällä olennaisesti lainkaan vapaata happea; b) että poistokaasu laimennetaan laimennuskaasulla, joka ei sisällä olennaisesti lainkaan vapaata happea, niin että saadaan tuotekaasu, joka koostuu 1aimennuskaasun ja poistokaasun seoksesta; c) että virta tuotekaasua johdetaan reaktoriin; d) että reaktoriin johdetun tuotekaasun lämpötila mitataan; e) että reaktoriin virtaavan tuotekaasun lämpötilaa korotetaan riippuen reaktorin sisässä olevan tuotekaasun lämpötilasta, korottaen reaktorin sisässä olevan tuotekaasun lämpötilaa riittävän pienellä nopeudella tulenkestävän vuorauksen lämmöstä johtuvan halkeilun estämiseksi; f) että reaktorin sisässä olevan tuotekaasun lämpötilaa korotetaan kunnes reaktori saavuttaa toimintalämpöti1aprofiilin; g) että tuotekaasun virtaus reaktoriin lopetetaan kun reaktori saavuttaa toimintalämpöti1 an; h) ja että autoterminen kaasutusprosessi sen jälkeen käynnistetään siten, että reaktori lämmitetään toi mintalämpöti-1aprofii1iin, joka vaaditaan kaasutusprosessin autotermisen toiminnan sallimiseksi samalla kun vähennetään aineiden jännity skorroosiomurtumi sta hii1ipitoisesta aineesta kaasutus-prosessin aikana vapautuneen kloorin avulla.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktoriin vaiheessa c) virtaavan tuotekaasun lämpötilaa 11 15 73459 korotetaan suurentamalla poltetun polttoaineen ja happea sisältävän kaasun seoksen määrää.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktoriin vaiheessa c) virtaavan tuotekaasun lämpötilaa korotetaan pienentämällä poistokaasua laimentavan laimen-nuskaasun määrää.
5. 4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä , että polttoaineen ja hapen lähes stökiometrinen seos suhteutetaan sellaiseksi, että se muodostaa poistokaasua, jonka vapaan hapen pitoisuus ei ole suurempi kuin kaksi prosenttia (2 %) tilavuuden mukaan, kuivana mitattuna.
6. 5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että polttoaineen ja hapen lähes stökiometrinen seos suhteutetaan niin, että siitä muodostuu poistokaasua, jonka vapaan hapen pitoisuus ei ole suurempi kuin yksi prosentti (1 %) tilavuuden mukaan, kuivana mitattuna.
7. 6. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laimennuskaasuna vaiheessa b) on höyry.
8. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktoriin vaiheessa c) syötetyn tuotekaasun lämpötila on suurempi kuin 538°C. 16 73459
9. 1. Förfarande för att starta en förgasningsanläggning som innehaller fast vätehaltigt och klor innehällande ämne genom att värma en förgasningsreaktor (10), vilken uppvisar en eld-fast fodring (33) tili en funktionstemperaturprofil, som är tillräcklig för att möjliggöra förgasningsprocessens auto-termiska funktion, vilken anläggning omfattar delar, vilka delvis tillverkats av material, vilka är känsliga för spän-ningskorrosionssprickning som förorsakas av klor vid närvaro av syre, kännetecknat av att a) den näräpä stökiometriska blandningen av bränsle och syre-rik gas bränns sä att en avgas bildas som ej innehaller väsent-ligen alls fritt syre; b) att avgasen utspäds med en utspädningsgas, som ej innehaller väsentligen alls fritt syre sä att en produktgas ästad-kommes som bestär av en blandning av utspädningsgasen och avgasen; c) att strömmen av produktgasen leds in i reaktorn; d) att temperaturen för den in i reaktorn ledda produktgasen raäts; e) att temperaturen hos produktgasen som strömmar in i reaktorn höjs beroende av temperaturen hos produktgasen inne i reaktorn, under det att den inne i reaktorn befintliga produkt-gasens temperatur höjs med tillräckligt läg hastighet för att undvika att den eldfasta fodringen spricker beroende pä värmet; f) att temperaturen hos den inne i reaktorn befintliga produktgasen höjs tills reaktorn när funktionstemperaturprofilen; g) att produktgasens strömning in i reaktorn avslutas dä reaktorn när funktionstemperaturen? h) och att den autotermiska förgasningsprocessen därefter startas sä att reaktorn uppvärms tili funktionstemperaturpro-filen som är erforderlig för att möjliggöra förgasningsprocessens autotermiska funktion samtidigt som materialens spän-ningskorrosionssprickning minskas medelst frän det kolhaltiga ämnet under förgasningsprocessen frigjort klor.