Foreliggende oppfinnelse angår en spillvarmekjele for The present invention relates to a waste heat boiler for
avkjøling av sotholdig gass erholdt ved ufullstendig forbrenning av brensel inneholdende fritt og/eller bundet carbon. cooling of soot-containing gas obtained by incomplete combustion of fuel containing free and/or bound carbon.
Ovenstående brensel kan omfatte f.eks. kullstøy i vann (oppslemning), tungolje (eventuelt inneholdende resirkulert sot fra prosessen) eller en lettere hydrocarbonfraksjon. Syntesegassen erholdt fra dette ved ufullstendig forbrenning, inneholder i alminnelighet høye prosent innhold av hydrogen og carbonmonoxyd, og opp-arbeides f.eks. til methanol , rent hydrogen, ammoniakk eller en oxo-alkohol. The above fuel can include e.g. coal noise in water (slurry), heavy oil (possibly containing recycled soot from the process) or a lighter hydrocarbon fraction. The synthesis gas obtained from this by incomplete combustion generally contains high percentages of hydrogen and carbon monoxide, and is processed e.g. to methanol, pure hydrogen, ammonia or an oxo-alcohol.
Spillvarmekjeler for avkjøling av rå syntesegass som kommer Waste heat boilers for cooling incoming raw synthesis gas
fra en reaktor for ufullstendig forbrenning, . er kjent. Den rå gass har en temperatur på over 1000°C og inneholder for det meste en mengde suspenderte sotpartikler. I alminnelighetdrives.reaktoren, from an incomplete combustion reactor, . is known. The raw gas has a temperature of over 1000°C and mostly contains a quantity of suspended soot particles. In general, the reactor is operated,
ved forhøyet trykk, ofte ved gasst rykk fra 25 til 60 atm. Høyere trykk opptil minst 150 atm er imidlertid mulige. at elevated pressure, often at gas thrust from 25 to 60 atm. However, higher pressures up to at least 150 atm are possible.
Standardkravene under slike forhold til materialene som anvendes i spi*llvarmekjelen, er høye, da både trykk og temperatur er høye. Hittil har vann i alminnelighet vært anvendt som kjølemedium. Valget av skrueformet <y>iklede rør for spillvarmekjelen skyldes det forhold at sotet suspendert i gassene, avsettes ikke så lett på veggene av disse rør som på vegger av rette rør. Dessuten er utvid-elsesproblemer på grunn av temperatursvingninger mindre alvorlige på grunn av sviktbarheten av den skrueformede form. ;Av økonomiske grunner forhindres produksjonen av store volum av lavtrykksdamp med spillvarmekjelen. Produksjonen av høytrykks-damp foretrekkes. Trykket (damptrykket) utenfor gassrørene er følge-lig mellom 50 og 150 atm, mens trykket (gasstrykket) inne i gass-rørene er som ovenfor angitt, i alminnelighet mellom 25 og 6o atm. Foruten denne store trykkforskjell er der også betraktelige tempera-turdifferanser mellom syntesegassen som går inn i spillvarmekjelen ved ;en temperatur på over 1000°C og dampen som forlater spillvarmekjelen med en temperatur på vanligvis 250 - 400°C. Den således erholdte ;damp er nesten alltid i alle tilfelle mettet damp. ;Av det ovenstående er det klart at i tillegg til en stor trykkforskjell, vil der også foreligge en stor temperaturforskjell over veggene av gassrøret. ;Under fremstillingen av skrueformet viklede rør oppstår der urundheter på grunn av viklingen av det opprinnelig rette rør. Dette bevirker en reduksjon i styrken av røret. Styrken av røret nedsettes også som følge av en økning i temperatur. Det er derfor mulig at røret kan svikte ved en høy temperatur hvis damptrykket skulle bli utilstrekkelig høyere enn trykket av gassen i røret. Som begynnende rørsvikt økes senere urundheten med en kontinuerlig progressiv hast ighet. ;Målet ved foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en spillvarmekjele som muliggjør en fremgangsmåte som angitt ovenfor, ;ved hvilken, bl.a., de beskrevne ulemper ikke forekommer, og de sterkt oppvarmede rør ikke utsettes for for høye trykkdifferanser, mens der allikevel erholdes høytrykksdamp. Et videre mål med oppfinnelsen er å fremskaffe en spillvarmekjele for å utføre den ovenfor angitte fremgangsmåte på en slik måte at overhetet damp fremstilles. Det har -vist seg at avgjorte fordeler erholdes ved å anvende et kjølemedium for avkjøling av gassrørene som er flytende ved de høye temperaturer som hersker under drift. Av-kjølingsmediet overfører i sin tur varmen til rør hvori vann for-dampes til damp og/eller damp overhetes ytterligere. ;Foreliggende oppfinnelse angår en spillvarmekjele for avkjøling av sotholdig gass erholdt ved ufullstendig forbrenning av brensel, omfattende et langstrakt og sylindrisk kar egnet til å inneholde et kjølemedium som er flytende ved driftsbeting-eisene, gjennom hvilket kar der strekker seg ett eller flere skrueformet vikléde gassrør, hvilken kjele kjennetegnes ved at"v også ett eller flere skrueformet viklede vanndamprør strekker seg gjennom karet og at foruten gassrørene og damprørene' er ett eller • flere skrueformet viklede vannrør anbragt i rommet i karet rundt det sentrale rør-, idet gassrørene og damprørene er anordnet i en relativt vid øvre del av karet , og at vannrøret eller -rørene er anordnet i en relativt snever nedre del av karet. ;I praksis vil temperaturen på kjølemediet stige og falle i et område som i alminnelighet er mellom 300°C og 850°C. Mange stoffer er kjent som er flytende og stabile mellom disse temperaturer. Uttrykket "flytende" er her brukt for å betegne alle de stoffer hvis kokepunkt eller kokeområde under de herskende betingelser er høyere enn temperaturene som hersker i spillvarmekjelen. ;Foreliggende spillvarmekjele er utmerket egnet for avkjøling av. syntesegass med et trykk fra 1 til 150 atm. Gasstrykk på 25 - 6o atm vil ofte forekomme. ;En viktig virkning av trekkene i henhold til oppfinnelsen er at der ikke kan oppstå noen trykkoppbygning bevirket av fordampning av kjølemedium i det område hvor gassrøret eller -rørene er beliggende og hvori kjølemediet avkjøler røret eller rørene. Ved det utvendige av gassrørene hersker der nu ikke lengre et høyere trykk.enn. i det indre. Som det vil fremgå klarere av det følgende, er' det endog mulig å holde trykket på begge sider av gassrørveggen praktisk talt like stort.. ;For å nedsette temperaturområdet gjennom hvilket kjølemediet passerer, og gjøre uttagning av varme så effektiv som mulig, avkjøles-' i sin tur kjølemediet ytterligere ved indirekte varmeutveksling med vanndampen i vanndamprøret eller -rørene, under dannelse av høy-trykks vanndamp . ;Det forhold at det høye trykk av den dannede vanndamp ikke lengre påvirker gassrørene,. er desto viktigere fordi det er temperaturen av disse rør som er høyest, særlig nær innløpssiden av gass-rørene hvor gassen ankommer med en temperatur på over 1000°C. Vann-damprørene på den. annen side, som det (høye) vanndamptrykk virker ;på, har en meget lavere temperatur som i alminnelighet vil være under 600°C. Ved slike temperaturer er styrken av konstruksjonsmaterialene meget høyere. Foreliggende oppfinnelse gjør det derfor mulig å fremstille vanndamp med høyere trykk enn hittil, og som dessuten er overhetet. ;God kjøling av gassrørene og god varmeuttrekning oppnåes ved å sirkulere kjølemediet mellom en første sone i hvilken det kommer i kontakt med gassrøret eller -rørene som skal avkjøles, og i en annen sone i hvilken det ikke er i kontakt med gassrøret eller -rørene. ;For å få optimal beskyttelse av gassrøret eller -rørene ved å avkjøle dem mest intenst nær innløpssiden hvor temperaturen på gassen er høyest og endog kan stige til l4O0°C, bør ifølge oppfinnelsen kjølemediet, når det er i kontakt i den første sone med gassrøret eller -rørene,, stort sett fortrinnsvis strømme i samme retning som gassen i gassrøret eller -rørene. ;Ytterligere avkjøling av kjølemediet i den ovennevnte annen sone kan utføres i henhold til oppfinnelsen ved varmeutvekslingskontakt med ett eller flere vannrør som tilføres vann. I alminnelighet vil vanndamp dannes i dette eller disse rør. ;Det er klart at skrueformet viklede rør også kan anvendes til damprøret eller -rørene. Viklingene av gass- og vanndamprørene kan så anordnes koaksialt mellom og/eller inne i. hverandre. ;Kjølemediet strømmer fortrinnsvis fra den første til den annen sone i de tilfelle hvor.kjøling av kjølemediet finner sted både i den første og den annen sone, via et sentralt, vertikalt rør som er anordnet koaksialt inne i viklingene av de skrueformet viklede rør for gass, vanndamp og vann. På denne måte fåes en naturlig sirkulasjon av kjølemediet, idet kjølemediet strømmer ned gjennom det sentrale rør ved avkjøling.. i dette ligger det også at kjølemediet stiger opp i området omkring det sentrale rør hvor de andre rør er anbrakt i forskjellige soner. ;Hvis der anvendes en direkte forbindelse mellom vanndamp- og vannrørene for å kunne utnytte dampen som dannes.i vannrørene som kjølemiddel i vanndamprørene, vil trykket av vanndampen i vannrørene og trykket av vanndampen.i vanndamprørene være det samme. Temperaturen av vanndampen vil'selvsagt være meget lavere i vannrørene. Mens dampen i vanndamprørene i ai lm inne 1 i gh et er overhetet, vil den i vannrørene være mettet. Det kan være fordelaktig å ha overhetet vanndamp tilgjengelig, og på den ovenfor nevnte måte fåes dette fra den mettede vanndamp som overføres til overhetet vanndamp i damp-rørene . ;Dampen i vanndamprøret eller -rørene i den første.sone bringes fortrinnsvis til å strømme i motstrøm til gassen i gassrøret eller -rørene. På denne måte er vanndampe^, straks før den forlater spillvarmekjelen, i varmeutvekslingskontakt med gassen mens den sistnevnte fremdeles er varm. ;For å nedsette trykkforskjellen over veggene av gassrørene ;. kan området utenfor disse rør settes under trykk ved å boble en gass direkte gjennom kjølemediet ved forhøyet trykk. Det er dessuten klart at av sikkerhetsgrunner vil en lukket spillvarmekjele aldri være helt fylt med kjølemedium da trykket i en innelukket væske heves for sterkt ved oppvarmning. I alminnelighet vil der være anbrakt en inert gass over kjølemediet i hvilket tilfelle det er mulig i henhold til oppfinnelsen å. holde trykket av denne inerte gass ved eller nær verdien for trykket av syntesegassen i gassrørene. Det foretrekkes å tillate en del av denne syntesegass erholdt ved ufullstendig forbrenning, eventuelt efter rensning, å boble gjennom kjølemediet ved.i det vesentlige det trykk ved hvilket gassen også. strømmer gjennom gassrøret ..eller .-rørene. I et slikt tilfelle
er trykkforskjellen. oveir disse rør endog null. Selv om. der opptrer trykkvariasjoner i syntesegassen, vil trykket i området for kjøle-medium da lett følge disse variasjoner da denne gass'også stammer fra .reaktoren hvori trykkforskjellene forekommer. ;Skjønt andre smeltede stoffer som andre metaller eller endog salter også er egnet, er flytende bly og flytende blylegefinger utmerket egnet ved foreliggende fremgangsmåte. Som kjent, har ikke. legeringer et størknepunkt, men et størkneområde. Segregerings-, fenomener, som kan forekomme i smeltede legeringer, unngåes ved den beskrevne sirkulasjon. ;I prinsippet er de metaller og legeringer utmerket egnet som kjølemedium, som .har et .smeltepunkt eller smelteområde under ca. 420°C og et relativt høye kokepunkt eller kokedmråde. Egnede metallei er først og fremst bly, vismut, kadmium, gallium, indium, kvikksølv, selen, thallium, tellur og zink. Legeringer av disse elementer seg imellom og/eller med andre elementer kan også ha de riktige egen-skaper for det søkte kjølemedium. Vismut, indium, thallium, bly, gallium og tellur har fordelen av et høyt kokepunkt (i tilfelle av tellur 1390°C og i andre tilfelle over dette) slik at damptrykket ved arbeidstemperaturen i spillvarmekjelen vil være lav. ;Spesielt legeringer hvori elementkomponentene er tilstede i visse (eutektiske) prosentmengder på en slik måte at der dannes det som er kjent som intermetalliske forbindelser, kan ha et lavere smeltepunkt eller smelteområde enn metallkomponentene. Helt blandbare legeringer foretrekkes. ;Foreliggende oppfinnelse muliggjør fremstilling av ;spesielt overhetet vanndamp med en temperatur over ifOO°C og fortrinnsvis over 500°C. Denne vanndamp, som stammer fra vanndamprøret eller -rørene, har et relativt høyt energiinnhold. ;Kaiet av foreliggende spillvarmekjele er fortrinnsvis langstrakt , idet et sentralt rør er anbrakt koaksialt inne i karet innenfor viklingene av de skrueformet viklede rør for gass og vanndamp. Hvis "en spillvarmekjele konstruert på denne måte anbringes vertikalt, fåes en naturlig strøm av kjølemedium via det sentrale rør når spillvarmekjelen er i bruk. Dette sikrer god avkjøling av gassen i gassrøret eller -rørene og god varmeoverføring tii vanndampen 1 vanndamprøret eller -rørene. ;I rommet i beholderen rundt det sentrale rør kan der være anordnet ett eller flere skrueformet viklede vanndamprør i tillegg til gass- o.g vanndamprørene, idet gass- og vanndamprørene er anbrakt i en relativt vid øvre del av karet og vannrøret eller -rørene er anbrakt i en relativt smal nedre del av karet. Kjølemediet kjøles nu ytterligere ved sirkulasjon før det kommer i kontakt med gassrøret eller -rørene. Det er også mulig å forbinde gassrøret eller -rørene . med reaktoren for ufullstendig forbrenning med tilknyttende rette rør som fører gjennom spillvarmekjelekaret. Disse rette rør kan så føres gjennom den smale nedre del av karet slik at gassen i rørene foravkjøles. Det vil være klart at temperaturen av kjølemediet i denne smale del av karet da allerede kan stige. Foravkjøling av syntesegassen i rette rørdeler kan under visse forhold være fordelaktig .. ;For å utjevne trykket på begge sider av gassrørveggene så meget som mulig, omfatter spillvarmekjelen fortrinnsvis anordning ved den nedre del av karet for å føre en gass under trykk i kåret i rommet mellom rørene. Oppfinnelsen angår også en spillvarmekjele som angitt ovenfor hvori en mengde kjølemedium er tilstede i karet rundt gass-rørene og vanndamprørene. ;Oppfinnelsen vil nu bli beskrevet under henvisning til tegn-ingene. Fig. 1 og 2 er skjematiske vertikalsnitt. av spillvarmekjeler i henhold til to utførelsesformer av oppfinnelsen. ;Spillvarmekjelen i fig. 1 omfatter et kar bestående av en relativt vid øvre del 1 og en relativt snever nedre del 2. Karet inneholder langs størstedelen av sin lengde et sentralt vertikalrør 3 anordnet koaksialt.-. Dette sentrale.rør 3 er anbrakt i en avstand fra karveggen og fritt f ra en bunn Zj. og et lokk 5. ;Anordnet koaksialt rundt røret 3 i den øvre del 1 av karet er et skrueformet viklet gassrør 6 for syntesegass og et skrueformet viklet vanndamprør 7 for vanndamp. Likeledes anordnet koaksialt rundt røret 3 i del 2 av karet er et skrueformet viklet vannrør 8 for kjølevann. ;Ved overgangen 9 mellom del 1 og 2 av karet og rundt det sentrale rør 3 er et ringformig rør 10 hvorigjennom syntesegass eller annen inert gass kan føres inn i karet under overtrykk via eh forbindelse 11. Den således innførte gass tjener til å holde kjøle-mediet 12 under en gasshette 13 under trykk. Syntesegassen som bobles igjennom, kan slippes ut gjennom et utløp 14 i lokket 5 ved hjelp av et rør (ikke vist) for å opprettholde overtrykket i karet 1. ;Syntesegassen som skal avkjøles, og som stammer fra en reaktor (ikke vist) for ufullstendig forbrenning av brensel, innføres i gassrøret 6 gjennom et innløp 15 anbrakt i overgangen 9 og efter å være avkjølt føres den ut fra spillvarmekjelen gjennom et utløp 16. ;Det nødvendige kjølevann innføres i det skrueformige rør 8 gjennom et innløp 17 og efter å ha passert dette rør som lavtrykks - damp, innføres det via ringen 18 og stigeledningene 19 til den ringformige øvre ende 20 av vanndamprøret 7- I dette vanndamprør 7 bg i stigeledningene 19 kommer vanndampen i indirekte varmeutvekslingskontakt med kjølemediet 12 som avkjøler gassrøret 6 på disse punkter og slippes ut gjennom 21 som høytrykksvanndamp. ;Vanndampen som strømmer ned gjennom vanndamprøret 7 til ut-, løpet 21 for denne, beveger seg i motstrøm til syntesegassen som strømmer i gassrøret 6. ;Syntesegass tilført gjennom det ringformige rør 10 og som så stiger i kjølemediet i karet 1, og den gradvise oppvarmning av kjøle-mediet bringer sistnevnte til å strømme opp langs rørene 6, 7 og 19 ;i det ringformige område mellom det sentrale rør 3 og karveggen 1. Dette ringformige rom er den ovennevnte første sone, hvori kjøle-mediet kommer i kontakt med et gassrør og med et vanndamprør. ;Kjølemediet.strømmer ned gjennom det sentrale rør 3 under grad-vis avkjøling. Dette er vist med pilen 22. Det innvendige av røret 3 utgjør én del av ovennevnte annen sone, hvori kjølemediet ikke ér i direkte kontakt med gassrøret. ;Pilene 23 indikerer den videre sirkulasjon av kjølemediet som nu kommer i varmeutvekslingskdntakt méd vannrøret , &"l-_ deléh 2 av. karet. Her er kjølemediet i en annen del_ av ovennevnte annen sone, ;i hvilken det er i kontakt med'et vannrør,, skjønt.det ikke er i kon - takt med gassrøret. ' ';} ;I spillvarmekjelen vist i fig..2, er de funksjonelt, identiske . komponenter betegnet med dé samme henvisningstall som i fig. 1. ;Denne spillvarmekjele omfatter to skrueformig viklede gassrør 6, 6', som er anordnet rundt et sentralt rør 3 -i delen 1 av karet, "og som strekker seg mellom den nedre ring 24 som ér forbundet med innløpét 15 for gass og den øvre ring 25 som er forbundet med det vertikale rør 16 for utslipping av gass. I.del 2 avkaret er der to skrueformet viklede vannrør 8> 8"> for kjølevann.. Disse er forbundet mellom en nedre ringformig ledning.26 og en øvre ringformig ledning lg som er forbundet med stigerøret 19 for å føre kjølevannet og/eller dannet vanndamp til den øvre ring 20 av to skrueformig viklede vann-damprør 7v 7'> som er anordnet i den øvre del 1 av karet. Disse to vanndamprør 7, 7' munner i sine nedre ender ut i ringen 27, som er forbundet med utløpet 21 for høytrykksvanndamp. ;Gasshetten 13' over blylegerings-kjølemediet 12 består av inert gass . ;I en spillvarmekjele av typen vist i fig. 2, kan eksempelvis følgende temperaturer forekomme: I røret 15 går syntesegassen til bunnen 4;av karet ved'l400°C, og i ringen 24 har den en temperatur på 1100°C.. ;Halvveis gjennom dél 1 av karet, i gassrørene. 6,6', har; den en temperatur på 750°C, og i ringen 25 er temperaturen av gassen falt til 400°C. Den avkjølte syntesegass slippes ut av. spillvarmekjelen gjennom et vertikalt rør 16... ;Ved den nedre ende av det sent rale rør 3, dvs. nær bunnén 4» har blyet en temperatur på 330°C. Ved de. høyeste viklinger av vann-rørene 8, 8' er temperaturen på blyet,6O0°C, og ved de laveste viklinger av gassrørene 6., 6' er : temperaturen allerede 825°C. Halvveis opp i del 1 av karet har blyet en temperatur på. 530°C, og like under gasshetten 13 * er temperaturen på blyet 34o°C. Dette viser de kom-binerte kjølefunksjoner av blyet,og vanndampen. The standard requirements under such conditions for the materials used in the boiler are high, as both pressure and temperature are high. Until now, water has generally been used as a cooling medium. The choice of helical <y>lined pipes for the waste heat boiler is due to the fact that the soot suspended in the gases is not deposited as easily on the walls of these pipes as on the walls of straight pipes. Also, expansion problems due to temperature fluctuations are less severe due to the fragility of the helical shape. For economic reasons, the production of large volumes of low-pressure steam is prevented with the waste heat boiler. The production of high-pressure steam is preferred. The pressure (vapor pressure) outside the gas pipes is therefore between 50 and 150 atm, while the pressure (gas pressure) inside the gas pipes is, as stated above, generally between 25 and 6o atm. Besides this large pressure difference, there are also considerable temperature differences between the synthesis gas that enters the waste heat boiler at a temperature of over 1000°C and the steam that leaves the waste heat boiler at a temperature of usually 250 - 400°C. The steam thus obtained is almost always saturated steam in all cases. From the above it is clear that in addition to a large pressure difference, there will also be a large temperature difference across the walls of the gas pipe. ;During the manufacture of helically wound pipes, irregularities occur due to the winding of the originally straight pipe. This causes a reduction in the strength of the pipe. The strength of the pipe is also reduced as a result of an increase in temperature. It is therefore possible that the tube could fail at a high temperature if the steam pressure were to become insufficiently higher than the pressure of the gas in the tube. As initial pipe failure, the out-of-roundness is later increased at a continuously progressive rate. The aim of the present invention is to provide a waste heat boiler which enables a method as indicated above, in which, among other things, the described disadvantages do not occur, and the strongly heated pipes are not exposed to too high pressure differences, while high-pressure steam is still obtained . A further aim of the invention is to provide a waste heat boiler for carrying out the above-mentioned method in such a way that superheated steam is produced. It has been shown that definite advantages are obtained by using a cooling medium for cooling the gas pipes which are liquid at the high temperatures that prevail during operation. The cooling medium in turn transfers the heat to pipes in which water is evaporated into steam and/or steam is further superheated. The present invention relates to a waste heat boiler for cooling soot-containing gas obtained by incomplete combustion of fuel, comprising an elongated and cylindrical vessel suitable for containing a cooling medium which is liquid at the operating conditions, through which vessel one or more helically wound gas pipes extend , which boiler is characterized by the fact that one or more helically wound water steam pipes extend through the vessel and that, in addition to the gas pipes and steam pipes, one or more helically wound water pipes are placed in the space in the vessel around the central pipe, as the gas pipes and steam pipes are arranged in a relatively wide upper part of the vessel, and that the water pipe or pipes are arranged in a relatively narrow lower part of the vessel. In practice, the temperature of the coolant will rise and fall in a range that is generally between 300°C and 850° C. Many substances are known to be liquid and stable between these temperatures.The term "liquid" is used here to denote all those substances whose boiling point or boiling range under the prevailing conditions is higher than the temperatures prevailing in the waste heat boiler. The existing waste heat boiler is excellently suited for cooling. synthesis gas with a pressure from 1 to 150 atm. Gas pressures of 25 - 6o atm will often occur. An important effect of the features according to the invention is that there can be no pressure build-up caused by evaporation of refrigerant in the area where the gas pipe or pipes are located and in which the refrigerant cools the pipe or pipes. At the outside of the gas pipes there is no longer a higher pressure than in the interior. As will become clearer from the following, it is even possible to keep the pressure on both sides of the gas pipe wall practically the same. ' in turn further cools the refrigerant by indirect heat exchange with the water vapor in the water vapor tube or tubes, forming high-pressure water vapor. The fact that the high pressure of the water vapor formed no longer affects the gas pipes. is all the more important because it is the temperature of these pipes that is the highest, particularly near the inlet side of the gas pipes where the gas arrives at a temperature of over 1000°C. The water-steam pipes on it. on the other hand, which the (high) water vapor pressure acts on, has a much lower temperature which will generally be below 600°C. At such temperatures, the strength of the construction materials is much higher. The present invention therefore makes it possible to produce water vapor with a higher pressure than hitherto, and which is also superheated. Good cooling of the gas pipes and good heat extraction is achieved by circulating the refrigerant between a first zone in which it comes into contact with the gas pipe or pipes to be cooled, and in another zone in which it is not in contact with the gas pipe or pipes. In order to obtain optimal protection of the gas pipe or pipes by cooling them most intensely near the inlet side where the temperature of the gas is highest and can even rise to l4O0°C, according to the invention the refrigerant, when in contact in the first zone with the gas pipe or pipes, mostly preferably flow in the same direction as the gas in the gas pipe or pipes. ;Further cooling of the refrigerant in the above-mentioned second zone can be carried out according to the invention by heat exchange contact with one or more water pipes which are supplied with water. In general, water vapor will form in this or these pipes. It is clear that helically wound pipes can also be used for the steam pipe or pipes. The windings of the gas and steam pipes can then be arranged coaxially between and/or inside each other. The cooling medium preferably flows from the first to the second zone in cases where cooling of the cooling medium takes place in both the first and the second zone, via a central, vertical tube which is arranged coaxially within the coils of the helically wound tubes for gas , water vapor and water. In this way, a natural circulation of the refrigerant is obtained, as the refrigerant flows down through the central pipe during cooling.. this also means that the refrigerant rises in the area around the central pipe where the other pipes are placed in different zones. If a direct connection is used between the water vapor and water pipes in order to use the steam that is formed in the water pipes as a coolant in the water vapor pipes, the pressure of the water vapor in the water pipes and the pressure of the water vapor in the water vapor pipes will be the same. The temperature of the water vapor will of course be much lower in the water pipes. While the steam in the water vapor pipes in ai lm inne 1 i gh et is superheated, it will be saturated in the water pipes. It can be advantageous to have superheated water vapor available, and in the above-mentioned way this is obtained from the saturated water vapor which is transferred to superheated water vapor in the steam pipes. The steam in the steam pipe or pipes in the first zone is preferably made to flow in countercurrent to the gas in the gas pipe or pipes. In this way, water vapor^, immediately before it leaves the waste heat boiler, is in heat exchange contact with the gas while the latter is still hot. ;To reduce the pressure difference across the walls of the gas pipes ;. the area outside these pipes can be pressurized by bubbling a gas directly through the refrigerant at elevated pressure. It is also clear that, for safety reasons, a closed waste heat boiler will never be completely filled with refrigerant as the pressure in an enclosed liquid is raised too strongly during heating. In general, an inert gas will be placed above the refrigerant, in which case it is possible according to the invention to keep the pressure of this inert gas at or close to the value of the pressure of the synthesis gas in the gas pipes. It is preferred to allow a part of this synthesis gas obtained by incomplete combustion, possibly after purification, to bubble through the refrigerant at essentially the pressure at which the gas also. flows through the gas pipe ..or .-pipes. In such a case the pressure difference is over these tubes even zero. Although. where pressure variations occur in the synthesis gas, the pressure in the area of cooling medium will then easily follow these variations as this gas also originates from the reactor in which the pressure differences occur. Although other molten substances such as other metals or even salts are also suitable, liquid lead and liquid lead finger are excellently suitable for the present method. As you know, have not. alloys a solidification point but a solidification range. Segregation phenomena, which can occur in molten alloys, are avoided by the described circulation. In principle, those metals and alloys are excellently suitable as cooling medium, which have a melting point or melting range below approx. 420°C and a relatively high boiling point or boiling range. Suitable metals are primarily lead, bismuth, cadmium, gallium, indium, mercury, selenium, thallium, tellurium and zinc. Alloys of these elements among themselves and/or with other elements can also have the right properties for the cooling medium sought. Bismuth, indium, thallium, lead, gallium and tellurium have the advantage of a high boiling point (in the case of tellurium 1390°C and in other cases above this) so that the vapor pressure at the working temperature in the waste heat boiler will be low. ;In particular, alloys in which the elemental components are present in certain (eutectic) percentages in such a way as to form what are known as intermetallic compounds, may have a lower melting point or melting range than the metal components. Fully miscible alloys are preferred. The present invention enables the production of particularly superheated water vapor with a temperature above 100°C and preferably above 500°C. This steam, which originates from the steam pipe or pipes, has a relatively high energy content. The boiler of the present waste heat boiler is preferably elongated, as a central pipe is placed coaxially inside the vessel within the windings of the helically wound pipes for gas and water vapour. If "a waste heat boiler constructed in this way is placed vertically, a natural flow of cooling medium is obtained via the central pipe when the waste heat boiler is in use. This ensures good cooling of the gas in the gas pipe or pipes and good heat transfer to the water vapor 1 the water vapor pipe or pipes. ; In the space in the container around the central pipe, one or more helically wound steam pipes can be arranged in addition to the gas and steam pipes, the gas and steam pipes being placed in a relatively wide upper part of the vessel and the water pipe or pipes being placed in a relatively narrow lower part of the vessel. The coolant is now further cooled by circulation before it comes into contact with the gas pipe or pipes. It is also possible to connect the gas pipe or pipes to the reactor for incomplete combustion with associated straight pipes leading through the waste heat boiler vessel. These straight tubes can then be passed through the narrow lower part of the vessel so that the gas in the tubes is pre-cooled. It will be clear that tem the temperature of the refrigerant in this narrow part of the vessel can then already rise. Pre-cooling of the synthesis gas in straight pipe sections can under certain conditions be advantageous. between the pipes. The invention also relates to a waste heat boiler as stated above in which a quantity of cooling medium is present in the vessel around the gas pipes and steam pipes. The invention will now be described with reference to the drawings. Fig. 1 and 2 are schematic vertical sections. of waste heat boilers according to two embodiments of the invention. The waste heating boiler in fig. 1 comprises a vessel consisting of a relatively wide upper part 1 and a relatively narrow lower part 2. The vessel contains along most of its length a central vertical pipe 3 arranged coaxially.-. This central pipe 3 is placed at a distance from the vessel wall and free from a bottom Zj. and a lid 5. Arranged coaxially around the tube 3 in the upper part 1 of the vessel is a helically wound gas tube 6 for synthesis gas and a helically wound water vapor tube 7 for water vapor. Also arranged coaxially around the pipe 3 in part 2 of the vessel is a helically wound water pipe 8 for cooling water. At the transition 9 between parts 1 and 2 of the vessel and around the central tube 3 is an annular tube 10 through which synthesis gas or other inert gas can be introduced into the vessel under overpressure via eh connection 11. The gas thus introduced serves to keep cooling the medium 12 under a gas cap 13 under pressure. The synthesis gas which is bubbled through can be discharged through an outlet 14 in the lid 5 by means of a tube (not shown) to maintain the excess pressure in the vessel 1. The synthesis gas to be cooled, which originates from a reactor (not shown) for incomplete combustion of fuel, is introduced into the gas pipe 6 through an inlet 15 placed in the transition 9 and after being cooled it is led out of the waste heat boiler through an outlet 16. The necessary cooling water is introduced into the helical pipe 8 through an inlet 17 and after passing this pipe as low-pressure steam, it is introduced via the ring 18 and the risers 19 to the annular upper end 20 of the water vapor pipe 7- In this water vapor pipe 7 bg in the risers 19, the water vapor comes into indirect heat exchange contact with the refrigerant 12 which cools the gas pipe 6 at these points and is released out through 21 as high-pressure steam. ;The water vapor that flows down through the water vapor pipe 7 to the outlet 21 for this, moves in countercurrent to the synthesis gas that flows in the gas pipe 6. ;Synthesis gas supplied through the annular pipe 10 and which then rises in the coolant in the vessel 1, and the gradual heating of the refrigerant causes the latter to flow up along the pipes 6, 7 and 19; in the annular area between the central pipe 3 and the vessel wall 1. This annular space is the above-mentioned first zone, in which the refrigerant comes into contact with a gas pipe and with a steam pipe. The cooling medium flows down through the central pipe 3 during gradual cooling. This is shown by the arrow 22. The interior of the pipe 3 forms one part of the above-mentioned second zone, in which the refrigerant is not in direct contact with the gas pipe. The arrows 23 indicate the further circulation of the refrigerant which now comes into heat exchange contact with the water pipe, &"l-_ part 2 of the vessel. Here the refrigerant is in another part_ of the above-mentioned second zone, in which it is in contact with the water pipe, although it is not in contact with the gas pipe. In the waste heat boiler shown in Fig. 2, the functionally identical components are designated with the same reference numbers as in Fig. 1. This waste heat boiler comprises two helically wound gas pipes 6, 6', which are arranged around a central pipe 3 -in part 1 of the vessel, "and which extends between the lower ring 24 which is connected to the inlet 15 for gas and the upper ring 25 which is connected to the vertical pipe 16 for discharging gas. In part 2 of the tub, there are two helically wound water pipes 8> 8"> for cooling water.. These are connected between a lower ring-shaped line 26 and an upper ring-shaped line 1g which is connected to the riser 19 to carry the cooling water and/or formed water vapor to the upper ring 20 of two helically wound water-steam pipes 7v 7'> which are arranged in the upper part 1 of the vessel. These two steam pipes 7, 7' open at their lower ends into the ring 27, which is connected to the outlet 21 for high-pressure steam. The gas cap 13' above the lead alloy coolant 12 consists of inert gas. In a waste heat boiler of the type shown in fig. 2, for example the following temperatures can occur: In the pipe 15, the synthesis gas goes to the bottom 4 of the vessel at 1400°C, and in the ring 24 it has a temperature of 1100°C. Halfway through part 1 of the vessel, in the gas pipes. 6,6', has; it a temperature of 750°C, and in the ring 25 the temperature of the gas has fallen to 400°C. The cooled synthesis gas is discharged from the waste heat boiler through a vertical pipe 16... ;At the lower end of the central pipe 3, i.e. near the bottom 4", the lead has a temperature of 330°C. By them. highest windings of the water pipes 8, 8' the temperature of the lead is 600°C, and at the lowest windings of the gas pipes 6, 6' the temperature is already 825°C. Halfway up in part 1 of the tub, the lead has a temperature of 530°C, and just below the gas cap 13 * the temperature of the lead is 34o°C. This shows the combined cooling functions of the lead and the water vapour.
Vanndamp føres ved en temperatur på 270 280PC via røret 17 til den nedre ring 26.: på det tidspunkt da vanndampen har nådd den øvre. ring 18, er temperaturen steget til 310°C, mens. vanndampen har i det vesentlige den .sistnevnte temperatur efter at den er.blitt ført opp gjennom stigerøret 19 til den øvre ring 20. Efter å ha passert Vanndamprørene 7, 7', har vanndampen, i"ringen 27 og i utløpsrøret 21 eh 'temperatur på 550°C . Trykket av. denne overhetede vanndamp er 120. atm, som er attraktivt,for generering av energi. Water vapor is fed at a temperature of 270 280 PC via pipe 17 to the lower ring 26.: at the time when the water vapor has reached the upper one. ring 18, the temperature has risen to 310°C, while. the water vapor essentially has the latter temperature after it has been led up through the riser 19 to the upper ring 20. After passing through the water vapor tubes 7, 7', the water vapor, in the ring 27 and in the outlet pipe 21, has a temperature at 550° C. The pressure of this superheated water vapor is 120 atm, which is attractive for the generation of energy.