PL100798B1 - Sposob zgazowania stalych paliw,zwlaszcza wegla - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zgazowania stalych paliw, zwlaszcza wegla, pod cisnieniem co najmniej 5 barów, przy uzyciu tlenu i pary wodnej w przestrzeni reakcyjnej reaktora wyposazonego w plaszcz chlodzony woda, przewód dla pary wodnej prowadzacy z wnetrza plaszcza do przestrzeni reakcyjnej i przewód odprowadzajacy gaz z przestrzeni reakcyjnej do skrubera.

Znany jest juz sposób zgazowania stalych paliw metoda cisnieniowa przy uzyciu gazu zawierajacego tlen i pare wodna pod cisnieniem 5-150 • 105 Pa, zwlaszcza 10-80 • 105 Pa Szczególy metody, jak równiez reaktor cisnieniowy i jego urzadzenia pomocnicze podano np. w opisie wylozeniowym RFN nr 1021116, opisie patentowym RFN nr 2352900 oraz w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 2667409, 3930811, 3902872 i 3937620. Jako przydatne do zgazowania stale paliwa wymienia sie przede wszystkim wegiel kamienny, wegiel brunatny i torf. Proces zgazowania pod cisnieniem paliw w postaci uziarnionej zachodzi w zlozu nieruchomym, przy uzyciu czynników zgazowujacych poruszajacych sie w przeciwpradzie do kierunku ruchu paliwa. Gaz stanowiacy produkt zgazowania paliwa stalego kieruje sie znanym sposobem najpierw do skrubera, ten chlodzi i wstepnie oczyszcza.

Znane reaktory do zgazowania paliw pod cisnieniem posiadaja plaszcz chlodzony woda, z którego pare, tzw. pare plaszczowa, stosuje sie jako czynnik zgazowujacy. Polaczenie plaszcza chlodzacego przewodem parowym z przestrzenia reakcyjna reaktora cisnieniowego powoduje wyrównanie cisnien miedzy wewnetrzna przestrzenia reaktora i plaszczem. To wyrównanie cisnien stanowi korzystny sposób ochrony wewnetrznej scianki plaszcza reaktora, który dzieki temu podlega tylko stosunkowo niewielkiemu cisnieniu. Obecnie okazalo sie, ze to polaczenie wyrównujace cisnienie miedzy plaszczem chlodzacym reaktora i przestrzenia reakcyjna, moze prowadzic do trudnosci ruchowych w przypadku chwilowego przerywania procesu zgazowania. Jesli proces zgazowania przerwie sie, co jest równoznaczne ze wstrzymaniem doplywu do warstwy paliwa czynnika zgazowujacego zawierajacego tlen, w plaszczu chlodzacym reaktora cisnieniowego powstaje nadal para wodna dzieki cieplu zawartemu w ukladzie zgazowania. Jesli pare te wprowadza sie nadal przewodem parowym w warstwe paliwa, goracy jeszcze material reaguje z para wodna i chlodzi sie przy tym.

Przerwanie procesu zgazowania powoduje równiez spadek cisnienia w przestrzeni reakcyjnej, wskutek czego2 100 798 wzmaga sie- parowanie wody w plaszczu chlodzacym. Wilgotna para z plaszcza moze ponadto sprzyjac korozji w ochlodzonym reaktorze. Jesli po okresowej przerwie proces zgazowania wznawia sie, trzeba najpierw ogrzac ponownie ochlodzona warstwe paliwa, otrzymujac w tym czasie jako produkt gaz o niskiej jakosci Najczesciej gaz taki trzeba spalac w pochodni. > Celem wynalazku jest mozliwie maksymalne ograniczenie ochladzania warstwy paliwa w przypadkach chwilowych przerw procesu zgazowania. Sposobem wedlug wynalazku cel ten osiaga sie w ten sposób, ze poza okresem normalnego przebiegu procesu zgazowania, pare wodna z plaszcza reaktora kieruje sie bezposrednio do skrubera. Przy takim rozwiazaniu, pary nie wprowadza sie do przestrzeni reakcyjnej jak to ma miejsce przy normalnej pracy instalacji, wskutek czego nie moze ona tam wywierac dzialania chlodzacego. Dzieki wprowadzeniu pary z plaszcza bezposrednio do skrubera, równiez *w trakcie przerwania procesu zgazowania, utrzymuje sie wlasciwe wyrównanie cisnien miedzy przestrzenia[reakcyjna i wnetrzem plaszcza reaktora, poniewaz skruber polaczony jest z przestrzenia reakcyjna przewodem odprowadzajacym z instalacji produkty zgazowania. W ten sposób, redukuje sie do minimum zaklócenie wynikajace z chwilowych przerw w procesie, a straty energii sa niewielkie. Poprawia to oczywiscie ekonomike procesu zgazowania stalych paliw metoda cisnieniowa.* . " Podany przyklad wyjasnia przy pomocy schematycznego rysunku rozwiazanie sposobu wedlug wynalazku.

Znany w zasadzic reaktor 1 do zgazowania pod cisnieniem przedstawiono na rysunku bez podawania szczególów jego budowy. We wnetrzu reaktora, a mianowicie w przestrzeni reakcyjnej 2, zachodzi cisnieniowe zgazowanie paliwa znajdujacego sie w nieruchomej warstwie. W sposób nie pokazany na rysunku, doprowadza sie paliwo od góry reaktora, a dolem odprowadza popiól. Przestrzen reakcyjna 2 otacza wewnetrzna scianka plaszcza 3 i zewnetrzna scianka plaszcza reaktora 4. Miedzy óbu sciankami plaszcza 3 i 4, znajduje sie wrzaca pod cisnieniem woda chlodzaca 5, z której para tzw. pare plaszczowa, odprowadza sie przewodem 6. W czasie normalnego biegu procesu zgazowania, pare plaszczowa wprowadza sie przy zamknietym zaworze 7 i otwartym zaworze 8, przewodami 9 i 10, z powrotem do przestrzeni reakcyjnej. Zanim przez dzialajacy jako rozdzielacz ruszt obrotowy 13, dostanie sie ona do warstwy paliwa, do pary wodnej dodaje sie z przewodu 11, przy otwartym zaworze 12, mieszanine gazu zawierajacego tlen i pare obca.

Wytworzony w przestrzeni reakcyjnej 2 gaz, odprowadza sie przewodem 14 do skrubera 15. Wskruberze, surowy gaz zrasza sie woda i wlasnym kondensatem z przewodu 16, przemyty gaz opuszcza skruber 15 przewodem 17, a ciecz odprowadza sie przewodem 18.

Jesli konieczne jest chwilowe przerwanie procesu zgazowania, z zamiarem ponownego wznowienia pracy instalacji, wówczas przerywa sie najpierw doplyw do przestrzeni reakcyjnej gazu zawierajacego tlen, zamykajac w tym celu zawór 12. Jednoczesnie, wytwarzana nadal pare plaszczowa odprowadza sie przewodem 6 przez otwarty obecnie zawór 7 i dalej przewodem 20 do skrubera 15. Zawór 8 zamyka sie, aby zapobiec dalszemu przedostawaniu sie pary wodnej do goracej jeszcze warstwy wegla powyzej rusztu obrotowego 13.

Jesli podczas przerwy w procesie zgazowania trzeba równiez wyrównac czesciowo lub calkowicie straty ciepla w plaszczu wody chlodzacej, wówczas przewodem 21, przez otwarty zawór 22, doprowadza sie obca pare do plaszcza wodnego.

Z punktu widzenia technicznego mozna latwo rozwiazac odprowadzanie pary plaszczowej do skrubera w przypadku przerwania procesu zgazowania i niezbedne w takiej sytuacji odciecie przewodu pary plaszczowej od przestrzeni reakcyjnej 2, równiez z zastosowaniem automatycznego sterowania. Sygnal sterujacy moze pochodzic od zamknietego zaworu 12 i przerwania w tep sposób doplywu tlenu, do niepokazanego na rysunku napedu zaworów 7 i 8, przy czym zawór 7 zostaje otwarty, a zawór 8 zamkniety. Jesli normalny proces zgazowania wznawia sie, nalezy otworzyc zawory 8 i 12, a zawór 7 zamknac, co równiez moze nastepowac przy pomocy automatycznego sterowania. =^r // 12 T /o 2/ -22 K 17

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób zgazowania stalych paliw, zwlaszcza wegla, pod cisnieniem co najmniej 5 • 105 Pa przy uzyciu tlenu i pary wodnej w przestrzeni reakcyjnej reaktora wyposazonego w plaszcz chlodzony woda, przewód dla pary wodnej prowadzacy z wnetrza plaszcza do przestrzeni reakcyjnej oraz przewód odprowadzajacy gaz z przestrzeni reakcyjnej do skrubera, znamienny tym, ze pare wodna z plaszcza reaktora kieruje sie, poza okresem normalnego przebiegu procesu zgazowania bezposrednio do skrubera, przy czym doprowadzenie pary wodnej do skrubera, sterowane automatycznie, rozpoczyna sie dopiero po zamknieciu przewodu doprowadzajacego tlen do reaktora, a zawory zamykajace na przewodzie pary plaszczowej sa w ten sposób sprzezone w swoim ruchu przeciwbieznym, ze w zadnym momencie obydwa przewody nie moga byc jednoczesnie zamkniete.100 798 8 4-A 9-\ 3 ,7 20 16 # I \-3 14 15 13 >*