PL100797B1 - Sposob zasilania reaktora do cisnieniowego zgazowywania wegla - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zasilania reaktora do cisnieniowego zgazowywania wegla tlenem i para wodna oraz ewentualnie innymi czynnikami zgazowujacymi pod cisnieniem, co najmniej 490 kPa, ze sluza weglo¬ wa napelniana przez górne zamkniecie weglem i oprózniana przez dolne zamkniecie do wnetrza reaktora pozo¬ stajacego pod cisnieniem.

Cisnieniowe zgazowywanie wegla i podobnych stalych paliw jest znane np. z opisu patentowego RFN DAS nr 1021116. Wprowadzanie do generatora suchego poddawanego zgazowaniu materialu w postaci ziarnistej lub sproszkowanej zachodzi za pomoca sluzy, która zasadniczo sklada sie ze zbiornika cisnieniowego. Sluze przed opróznieniem poddaje sie cisnieniu gazu, przy czym w znanych sposobach stosuje sie gaz wlasnej produkcji.

Powoduje to koniecznosc odprowadzania równiez tego gazu na zewnatrz przy rozprezaniu sluzy przed ponownym napelnieniem jej weglem. Gaz ten zawiera jeszcze wszystkie zanieczyszczenia gazu surowego z procesu zgazowania wegla, jak CO i H2 i z tego powodu nalezy go oczyszczac przed dalszym uzyciem. Z surowym trzeba postepowac ostroznie równiez ze wzgledu na jego palnosc. Nalezy tez z rozprezonej i otwartej od góry sluzy przed napelnieniem jej weglem wyprzec gaz surowy, którego nie mozna wprost wypuscic do atmosfery.

W znanych sposobach zasilania, w których gaz surowy z generatora doplywa do sluzy weglowej, powstaja równiez powazne straty produktów zgazowania. Powoduje to dodatkowo znaczne wahania ilosci gazu surowego pobieranego z generatora do dalszej przeróbki Celem wynalazku jest wiec potanienie procesu zgazowania i w miare moznosci zmniejszenie strat gazu surowego. Sposobem wedlug wynalazku osiaga sie to wprowadzajac do sluzy weglowej jako gaz buforowy dwutlenek wegla lub azot. Ten gaz buforowy mozna przy rozprezaniu sluzy weglowej bez oczyszczania lub innej dalszej obróbki odprowadzac do atmosfery.

Podczas oprózniania sluzy weglowej korzystnie jest utrzymywac cisnienie gazu buforowego wyzsze od cisnienia w reaktorze. W ten sposób zapobiega sie przenikaniu gazu surowego z procesu zgazowania do sluzy weglowej i przez to jego utracie. W wielu wariantach dalszej obróbki gazu surowego z cisnieniowego zgazowania wegla, np. przy wytwarzaniu gazu syntezowego powstaje równoczesnie dwutlenek wegla, który usuwa sie przez wymywanie. Ten dwutlenek wegla mozna wykorzystac celowo jako gaz buforowy. Koszt sprezania tego gazu2 100 797 mozna powaznie zmniejszyc ogrzewajac gaz przed wprowadzeniem go do sluzy weglowej, co mozna przeprowadzic wykorzystujac np. odpadowe cieplo procesu zgazowania. Górna granice temperatury podgrzania wyznacza poczatek reakcji uzytego jako gaz buforowy, dwutlenku wegla z weglem w sluzie. Stosownie do powyzszego mozna dwutlenek wegla jako gaz buforowy ogrzewac do temperatury okolo 300°C.

W przypadku stosowania azotu jako gazu buforowego, mozna nim czesto dysponowac jako produktem ubocznym z instalacji niskotemperaturowej rektyfikacji powietrza, wytwarzajacej tlen niezbedny do zgazowania wegla.

Sposób zasilania objasniono przykladowo na rysunku, który przedstawia schematycznie przekrój podluzny urzadzenia zasilajacego i górnej czesci generatora gazowego.

Wegiel poddawany zgazowaniu wprowadza sie najpierw okresowo pod cisnieniem atmosferycznym przez lej nasypowy 1 i otwarte zamkniecie 2 do sluzy weglowej 3. Na rysunku przedstawiono górne zamkniecie 2 w polozeniu zamknietym dolne zamkniecie 4 sluzy weglowej 3 jest otwarte, tak ze wegiel ze sluzy 3 moze sie przesypywac do generatora 5. Oba zamkniecia 2 i 4 uruchamiane sa z zewnatrz za pomoca dzwigni 2a wzglednie 4a. Wegiel w sluzie weglowej i w generatorze oznaczono przez zakreskowanie, na rysunku pominieto urzadzenie rozdzielcze wegla umieszczone w generatorze w rejonie sciany pierscieniowej 6.

Nagazowanie sluzy weglowej 3 zachodzi poprzez przewód 7, przez który wprowadza sie gaz buforowy, CO* lub azot pod cisnieniem wyzszym od cisnienia w generatorze 5. Przy zamknietych zawieradlach 2 i 4 i napelnionej weglem sluzie 3 zasila sie sluze gazem buforowym przez przewód 7 i otwarty zawór regulacyjny 9.

Cisnienie gazu w sluzie 3 jest prz,y tym wyzsze od cisnienia wewnetrznego w generatorze 5. < Celem odprowadzania wegla ze sluzy 3 do generatora otwiera sie zamkniecie 4, jak przedstawiono na rysunku, tak ze wegiel moze sie przesypywac do generatora. Przestrzen zwalniana w sluzie 3 przez wysypujacy sie wegiel zostaje wypelniona gazem buforowym wprowadzanym przez przewód 7 i 7a przy otwartym zaworze regulacyjnym 10, przy czym celowe jest zamkniecie zaworu regulacyjnego 9. Odbiegajac od przykladowego rozwiazania wedlug rysunku mozna równiez wyeliminowac przewód 7a z zaworem 10, a jego zadanie wypelniac regulujac zaworem 9.

Zamkniecie 4 zamyka sie ponownie gdy sluza weglowa 3 jest oprózniona, a zawarty w sluzie gaz buforowy, bedacy pod cisnieniem, wypuszcza sie przewodem 11 przez otwarty zawór 12. Poniewaz gazem buforowym jest dwutlenek wegla lub azot, mozna gaz odprowadzic bezposrednio do atmosfery przez nie pokazany na rysunku kolektor. W takim przypadku nie sa potrzebne odbieralniki dla gazu buforowego, które w przeciwnym razie moglyby stawiac pewien niewielki opór wyplywowi gazu ze sluzy 3. Rozprezanie sluzy przebiega zatem w sposobie wedlug wynalazku w czasie krótszym niz w znanych sposobach.

Podczas gdy zawieradlo 4 jest zamkniete, a sluza weglowa 3 zostaje ponownie napelniona lub poddana cisnieniu, zloze wegla w reaktorze 5 obniza sie w wyniku ciaglego przebiegu zgazowania, tak ze przestrzen swobodna zwieksza sie. Celowe jest zatem doprowadzenie do reaktora gazu buforowego przez przewód 13 z zaworem regulacyjnym 14, aby utrzymac w reaktorze 5 stale cisnienie. Cisnienie w reaktorze wynosi co najmniej 490 kPa, a korzystnie wynosi ponad 980 kPa. W leju zasypowym 1 przewidziano przewód ssawny celem odprowadzania gazu buforowego uchodzacego przy otwartym zamknieciu 2 do kolektora gazów odlotowych, z którego moze ujsc dp atmosfery.

Gaz buforowy doprowadzany do przewodu 7 mozna uprzednio ogrzewac, w przyblizeniu do temperatury od 100 do 300°C, celem zmniejszenia kosztu sprezania. W sposób nie przedstawiony na rysunku mozna do podgrzania wykorzystac cieplo odpadowe procesu zgazowania lub dalszej przeróbki gazu surowego, który opuszcza reaktor 5 w temperaturze od okolo 500 do 700°C na wylocie 16.

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób zasilania reaktora do cisnieniowego zgazowywania wegla tlenem i para wodna oraz ewentualnie innymi czynnikami zgazowujacymi, pod cisnieniem co najmniej 490kPa, przez sluze weglowanapelnianaweglem przez górne zamkniecie i oprózniana przez dolne zamkniecie, do pozostajacego pod cisnieniem reaktora, znamienny tym, ze do sluzy weglowej doprowadza sie jako gaz buforowy dwutlenek wegla lub azot.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gaz buforowy doprowadza sie przed i "podczas oprózniania. >

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze podczas oprózniania sluzy weglowej utrzymuje sie cisnienie gazu buforowego wyzsze niz cisnienie gazu w reaktorze.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako gaz buforowy stosuje sie dwutlenek wegla, który powstaje ubocznie przy dalszej przeróbce produktów zgazowania.100 797 3 5, Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gaz buforowy ogrzany powyzej temperatury otoczenia wprowadza sie do sluzy weglowej, korzystnie w temperaturze 100 do 300°C. 6- Sposób wedlug zastrz. I,1 znamienny tym, ze jako gaz buforowy stosuje sie azot z instalacji rektyfikacji powietrza dostarczajacej tlen do zgazowania.