FI88807C - Anordning foer avkylning av syntesgas i slaeckningskylare - Google Patents

Description

>. ί 8 O 7

Laite synteesikaasun jäähdyttämiseksi suihkujäähdyttimessä Anordning för avkylning av syntesgas i släckningskylare 5

Keksinnön kohteena on laite kaasutusreaktorissa tuotetun synteesikaasun jäähdyttämiseksi suihkujäähdyttimen avulla, joka on järjestetty kaasutus-reaktorin lähtöaukon alapuolelle ja käsittää jäähdytetyn sisävaipan, jota ympäröi välimatkan päästä painevaippa ja joka käsittää vesialtaan, ja 10 jossa laitteessa sisävaipan sisätilaan työntyvät suihkutussuuttimet ja että yksi tai useampi kaasunpoistoistukka on johdettu vesialtaan yläpuolella olevassa tasossa sisävaipan läpi.

Tunnetussa suihkujäähdyttimessä (DE-C 2 940 933) sisävaippa on varustettu 15 ryöppyjäähdytyksellä. Vesikalvon tuominen sisävaipan pintaan on vaikeata, koska on olemassa vaara, että kuumalle pinnalle tuotava vesi haihtuu ja repii näin vesikalvon irti. Kaasutusreaktorissa tuotettu kaasu johdetaan tunnetussa suihkujäähdyttimessä vesialtaan läpi, jolloi se jäähdytettynä ja veden kyllästämänä vapautuu sakasta ja lentopölystä. Epäedullista 20 tällaisessa suihkujäähdytyksessä on se, että vesialtaan vesi ottaa mukaansa myös synteesikaasun halogeeniainesosat ja lämpenee kaasun välityksellä. Tämän vuoksi vesi on kiinteiden aineiden erottamisen jälkeen saatettava alttiiksi puhdistukselle ja jäähdytykselle. Tunnettuun suihkujäähdyttimeen liittyy lisäksi vaara, että kaasu vesialtaasta ulos 25 tullessaan repii mukaansa vesipisaroita, joihin on suspensoitunut hienoja pölyosasia. Nämä pölyhiukkaset voivat tarttua jäähdyttimen seinämään ja jäljempänä seuraavaan putkistoon ja johtaa tukkeumiin.

Keksinnön tarkoituksena on suorittaa synteesikaasun jäähdyttäminen 30 tunnetussa laitteessa siten, että vesialtaaseen ei jää halogeeniainesosia ja että pölyn tarttuminen vältetään.

_____ Tämä tavoite ratkaistaan alussa mainitun tyyppisessä laitteessa keksinnön mukaisesti siten, että sisävaipan ja kaasutusreaktorin lähtöaukon välille 35 on järjestetty väliosa, jonka halkaisija on pienempi kuin sisävaipan halkaisija ja suurempi kuin kaasutusreaktorin lähtöaukon halkaisija ja että suihkutussuuttimien etureunat on järjestetty jakoympyrään, jonka halkaisija on suurempi kuin väliosan halkaisija.

2 ;:&807

Sisävaipan ja painevaipan välille voidaan järjestää sisävaipan sisätilaan avoin, paine-eroton haihdutusjäähdytys. Lisää hyödyllisiä keksinnön muotoja esitetään suoritusmuotojen yhteydessä.

5 Tässä laitteessa synteesikaasun vesihöyrypitoisuutta säädetään suihkuttamalla vettä kaasuvirtaukseen, eikä vesialtaan läpimenon aikana. Jäähdytetyn sisävaipan pintalämpötila on normaalikäytössä suunnilleen sama kuin kaasutuskäyttöpainetta vastaava kiehumislämpötila. Pintalämpötila on tämän vuoksi paljon synteesikaasun vesihöyrypainetta vastaavan kyllästy-10 mislämpötilan yläpuolella siten, että sisävaipan kastepiste-erot voidaan varmasti välttää. Kun asennetaan suihkutussuuttimet, saavutetaan reaktorin lähtöaukon ja sisävaipan välisen väliosan avulla se, että reaktorin lähtöaukko pysyy lämpimänä siten, että reaktorin lähtöaukon tukkeutumista juoksevan sakan poistovirtauksen jähmettymisen vuoksi ei tapahdu.

15

Lisää esimerkkejä keksinnön suoritusmuodoista on esitetty piirustuksissa, ja niitä selvitetään seuraavassa lähemmin.

Kuvio 1: pitkittäisleikkaus yhden keksinnön suoritusmuodon läpi, 20

Kuviot 2 ja 3: pitkittäisleikkaukset keksinnön toisista suoritusmuo doista, ja

Kuvio 4 yksityiskohta Z kuvion 1 mukaan.

25

Painekaasutusreaktorin (ei esitetty piirustuksissa) lähtöaukkoon on liitetty laipoilla suihkujäähdytin, joka sisältää ulkoisen painevaipan 1. Suihkujäähdyttimen kaasuntuloaukko 2 on vuorattu tulenkestäväksi, ja sillä on sama halkaisija kuin kaasutusreaktorin lähtöaukolla. Kaasuntulo-30 aukkoon 2 liittyy väliosa 3, jolla on suurempi halkaisija. Väliosan 3 korkeus vastaa suunnilleen puolta halkaisijansa yksinkertaisesta arvosta. Kaasuntuloaukko 2 ja väliosa 3 on varustettu tulenkestävällä lämpöeristyksellä .

35 Kaasuntuloaukon 2 alapuolelle, välimatkan päähän painevaipasta 1 on rengastilan 4 muodostamisella järjestetty sisävaippa 5, joka on tiiviisti 3 f. 8 8 O 7 yhdistynyt painevaippaan 1. Sisävaipan 5 alaosassa on vesiallas 6, joka on poistoistukan 7 kanssa yhteydessä painevaipan 1 alaosan kanssa. Vesialtaan tehtävänä on jäähdyttää synteesikaasuun sisältyvä juokseva kuona. Jäähdytetty kuona yhdessä vesialtaan veden kanssa vedetään ulos 5 poistoistukasta 7.

Vesialtaan 6 yläpuolelle on järjestetty yksi tai useampi kaasunpoisto-istukka 8, jotka on johdettu sisävaipan 5 ja painevaipan 1 läpi. Kaasun-poistoistukoiden 8 tulotason eteen on järjestetty vinosti alaspäin suun-10 tautuneita ohjauspintoja 9 suppilon muotoon, jotka on johdettu ulos sisävaipan 5 kulkutiestä. Ohjauspintojen alareunat ulottuvat sisävaipan 5 sisätilaan ja tukeutuvat putkien 10 välityksellä sisävaippaan 5. Sisävaipan 5 läpi virtaava kaasu kääntyy tällä tavoin pölynpoiston parantamiseksi, ennen kuin se tulee ulos kaasunpoistoistukoista 8.

15

Kuvion 1 mukaisesti sisävaippa 5 muodostuu terässeinämästä, joka on takapuolelta varustettu avoimella, prosessipaineeseen nähden paineettomalla haihdutusjäähdytyksellä. Tämän vuoksi on painevaippa 1 varustettu alaosastaan istukalla 11, joka työntyy rengastilaan 4. Istukan 11 kautta 20 rikastettu syöttövesi etenee rengastilaan 4. Rengastilan 4 yläpäähän on muodostettu kammio. Rengastilaan 4 on järjestetty laskuputket 13, jotka on hitsattu reikäpeltiin 14. Laskuputket 13 on alapäästään kaasunpoisto-istukoiden 8 tason alapuolelta johdettu sisävaipan 5 lävitse ja yhdistävät kammion 12 sisävaipan 5 sisätilan kanssa siten, että syntyy paineen-25 tasaus. Laskuputkien 13 alapäät voivat päättyä vesialtaan 6 yläpuolelle tai upota vesialtaaseen 6. Rengastilassa 4 olevat vesimäärät on valittu niin suuriksi, että suihkujärjestelmässä esiintyvissä mahdollisissa häiriötapauksissa tietyn ajan kuluttua, joka riittää vastatoimenpiteisiin ryhtymiseen, koko alasputoava jäännös- ja varastolämpö voidaan johtaa 30 pois avoimen haihdutusjärjestelmän kautta. Laskuputkien 13 kautta käytössä jatkuvasti istukan 11 kautta syötetty vesi sekä alasputoava kyllästynyt höyry johdetaan vesialtaaseen 6.

Sisävaipan 5 sisätilaan työntyvät suihkutussuuttimet 15. Suihkutussuut-35 timet 15 on asennettu jäähdytettyihin putkiin 16, jotka on johdettu vaihdettavasti painevaipan 1 ja sisävaipan 5 läpi. Kuten kuviosta 4 on 4 Γ 8 807 havaittavissa, suihkutussuuttimet 15 voivat olla suunnattuja sekä aksi-aalisesti että säteittälsesti putkeen 16 tai suuntautua vinosti alaspäin. Putket 16 voivat olla suunnattuja horisontaalisesti tai vinosti alaspäin suihkujäähdyttimeen asennettuina. Ensimmäinen rivi tällaisia putkia 16 on 5 järjestetty välittömästi väliosan 3 alapuolelle. Muut putket voidaan sijoittaa tämän putkista 16 muodostuvan ylärivin alapuolelle.

Putkien 16 etureunat sijaitsevat jakoympyrässä, jonka halkaisija on suurempi kuin väliosan 3 halkaisija. Tällä tavoin putket 16 suojataan pois-10 virtaavalta sakalta. Yleisesti ottaen väliosan 3 tehtävänä on se, että jäähdytetty synteesikaasu ei tule sisäisen takaisinvirtauksen kautta kosketukseen kaasuntuloaukon 2 reunan kanssa ja jäähdytä tätä, jolloin vältetään poisvirtaavan sakan jähmettyminen, joka johtaisi kaasuntuloaukon 2 tukkeutumiseen.

15

Kun sisävaippa 5 jäähdytetään, se saavuttaa pintalämpötilan, joka on synteesikaasun kastepisteen yläpuolella. Suihkutussuuttimien 15 kautta syötettävä vesimäärä on mitoitettu siten, että vesi höyrystyy lähes täysin ja synteesikaasu jäähtyy noin 300-600°C:n lämpötilaan poistuessaan 20 kaasunpoistoistukoiden 8 kautta. Tässä lämpötilassa synteesikaasuun sisältyvä vesihöyry ei vielä tiivisty, jolloin mitään mainittavia määriä halogeeneja vesialtaan 6 vedessä ei voida saavuttaa. Vesialtaan kuumeneminen jää tapahtumatta, jolloin allassisällön käsittely jäähtyneen sakan poisviennin yhteydessä helpottuu. Jäähdytetty kaasu johdetaan 25 mahdollisesti säteily- tai konvektiojäähdyttimessä tapahtuvan lisäjäähdy-tyksen jälkeen jälkikäsittelylaitoksen kaasunpesulaitteen läpi.

Kuvion 2 mukaisesti sisävaippa 5 on muodostettu kaasutiiviiksi putki-seinämäksi. Putkiseinämä muodostaa myös väliosan 3. Putket on sijoitettu 30 putkiseinämään spiraalimaisesti ja paineistetaan vedellä putkien 17 kautta. Tässä järjestelyssä suikutussuuttimet 15 on integroitu sisävaipan 5 putkiseinämään.

Kuten kuviossa 3 on esitetty, sisävaipan 5 ja painevaipan 1 välinen 35 rengastila voi olla varustettu myös lämpöeristyksellä 18. Tämän lämpö-eristyksen 18 läpi on johdettu jäähdytysputket 19.

Claims (12)

1. 5 -8807
2. 1. Laite kaasutusreaktorissa tuotetun synteesikaasun jäähdyttämiseksi suihkujäähdyttimen avulla, joka on järjestetty kaasutusreaktorin lähtö- 5 aukon alapuolelle ja käsittää jäähdytetyn sisävaipan (5), jota ympäröi välimatkan päästä painevaippa (1) ja joka käsittää vesialtaan (6), ja jossa laitteessa sisävaipan (5) sisätilaan työntyvät suihkutussuuttimet (15) ja että yksi tai useampi kaasunpoistoistukka (8) on johdettu vesialtaan (6) yläpuolella olevassa tasossa sisävaipan (5) läpi, tunnet-10 t u siitä, että sisävaipan (5) ja kaasutusreaktorin lähtöaukon välille on järjestetty väliosa (3), jonka halkaisija on pienempi kuin sisävaipan (5) halkaisija ja suurempi kuin kaasutusreaktorin lähtöaukon halkaisija ja että suihkutussuuttimien (15) etureunat on järjestetty jakoympyrään, jonka halkaisija on suurempi kuin väliosan (3) halkaisija. 15
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaasunpoistoistukoiden (8) tulotason eteen on järjestetty ohjauspinnat (9), jotka poikkeavat sisävaipan (5) kulkureitiltä ja joiden alareunat ulottuvat sisävaipan (5) sisätilaan. 20
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sisävaipan (5) ja painevaipan (1) väliin on järjestetty sisävaipan (5) sisätilaan avoin, paine-eroton haihdutusjäähdytys.
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että painevaipan (1) ja sisävaipan (5) välinen rengastila (4) on täytetty vedellä ja sisältää yläpäässään kammion (12) ja että rengastilaan (4) on järjestetty laskuputket (13), jotka on johdettu kaasunpoistoistukoiden (8) alta sisävaipan (5) läpi ja yhdistävät kammion (12) sisävaipan (5) 30 sisätilan kanssa. ’ 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että laskuputket (13) päättyvät vesialtaan (6) yläpuolelle.
6. 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että laskuputket (13) uppoavat vesialtaaseen (6). 6 0 8 8071
7. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sisävaippa (5) muodostuu kaasutiiviistä, vesivirtauksen läpäisemästä putkiseinämästä.
8. 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sisävaipan (5) ja painevaipan (1) välinen rengastila (4) on varustettu lämpöeristyksellä (18), jonka läpi jäähdytysputket (19) johdetaan.
9. 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että 10 suihkutussuuttimet (15) on järjestetty vaihdettaviin, jäähdytettäviin putkiin (16).
10. 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että suihkutussuuttimet (15) on yhdistetty sisävaippaan (5). 15
11. 11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että putket (16) on suunnattu vinosti alaspäin.
12. 12. Patenttivaatimuksen 1 tai 9 mukainen laite, tunnettu siitä, 20 että suihkutussuuttimet (15) tai putket (16) on järjestetty useisiin tasoihin toistensa yläpuolelle. i 7 28807