Przedmiotem wynalazku jest sposób zgazowania w reaktorze z kapiela zelazna stalych i/lub cieklych substancji zawierajacych wegiel i/lub weglowodory oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu.We wspólczesnej technice coraz czesciej zgazo- 5 wania paliw stalych lub cieklych dokonuje sie w srodowisku cieklego metalu zawartego w od¬ powiednim pojemniku zwanym reaktorem z kapie¬ la zelazna.Znany z opisów patentowych USA nr 3526473 10 i nr 3533730 sposób zgazowania paliw w reaktorze z kapiela zelazna polega na tym, ze kazdy z re¬ agentów, takich jak np. drobnoziarnisty wegiel z jednej strony i tlen lub gazy zawierajace tlen albo para wodna ze strony drugiej, sa doprowa- 15 dzane do kapieli zelaznej oddzielnymi strumienia¬ mi, w rózne jej obszary i na okreslona glebokosc, od góry, za pomoca oddzielnych lanc chlodzonych woda. Równiez i skladniki do wytwarzania zuzla wiazacego szkodliwa w tym procesie siarke, sa 20 wprowadzane do kapieli zelaznej od góry i od¬ dzielnymi strumieniami, za pomoca chlodzonych woda- lanc lub przewodów rurowych.Znane urzadzenia do zgazowania stalych lub cieklych paliw w srodowisku cieklego metalu sta- 25 nowia; jednafcomorowe zamkniete pojemniki, wy¬ lozone wewnatrz materialem ogniotrwalym. Po¬ jemniki te lub tygle zwane sa reaktorami z kapiela zelazna. W górnej czesci tych reaktorów, to znaczy ponad kapiela zelazna sa umieszczone jednoprze- 30 wodowe lance lub przewody rurowe do doprowa¬ dzania paliw przeznaczonych do zgazowania tlenu lub innych gazów zawierajacych tlen albo pary wodnej i skladników zuzlotwórczych. Lance lub przewody rurowe sa wyposazone w zawory zamy¬ kajace lub otwierajace doplyw reagentów i sklad¬ ników zuzlotwórczych. Ponadto reaktor posiada przewody rurowe do odprowadzania wytworzonegj gazu oraz otwór spustowy do odprowadzania nasy¬ conego siarka zuzla.Znany sposób zgazowania paliw w reaktorze z kapiela zelazna nie mógl byc dotychczas stoso¬ wany w skali przemyslowej, a tQ glównie z tego powodu, ze zarówno kazdy z reagentów jak z do¬ datków zuzlotwórczych wprowadzone byly do ka¬ pieli zelaznej od góry i oddzielnymi strumieniami w rózne obszary tej kapieli. Uniemozliwialo to wprowadzanie kapieli zelaznej w korzystny ruch wirowy i utrudnialo konieczne przemieszczanie zuzla. Reagenty nie przenikaly do glebi kapieli ze¬ laznej nie mieszaly sie ze soba, przez co reakcja przebiegala zbyt dlugo i nie byla jednakowa w ca¬ lej masie kapieli zelaznej. Skutek byl taki, ze otrzymywany gaz nie posiadal wymaganej jakosci, bilans cieplny nie byl korzystny i proces zgazowania nie mógl byc prowadzony w sposób ciagly, gdyz dla usuwania stosunkowo duzych ilosci zuzla na¬ syconego siarka, aby w to miejsce wytwarzac zu¬ zel swiezy przez wprowadzenie dodatków zuzlo¬ twórczych, nalezalo proces zgazowania przerwac 106 719s Przy ciaglym zgazowaniu paliw istotne jest utrzy¬ manie temperatury kapieli zelaznej na pozadanym poziomie. Oziebienie kapieli odbija sie bardzo nie¬ korzystnie na zgazowaniu i moze doprowadzic, ze zgazowanie bedzie niezupelne. Problem ten wyste¬ puje zwlaszcza przy zastosowaniu reagentów, przy wymianie których reakcja nie przebiega egzoter¬ micznie. Z drugiej strony uzycie niskokalorycznych paliw, np. niskokalorycznych gatunków wegla lub frakcji oleju ciezkiego ma ze wzgledu na niski koszt duze znaczenie gospodarcze. Próbowano te¬ mu problemowi zaradzic aby przy uzyciu niskoka¬ lorycznych paliw doprowadzic do kapieli zelaznej niezbedna ilosc ciepla z zewnatrz, np. przez jej ogrzewanie indukcyjne lub lukowe.Próbowano tez spalac w reaktorze czesc wytwo¬ rzonego gazu, aby w ten sposób podgrzac kapiel ze¬ lazna. Okazalo sie jednak, ze ani dodatkowe urza¬ dzenia grzewcze, ani dodatkowe spalanie gazu nie sa w stanie zapewnic istotnego doplywu energii cieplnej do kapieli zelaznej. — Prawdopodobnie wy¬ nika to z duzej gestosci energii cieplnej w kapieli zelaznej. Przy wlasciwym sposobie prowadzenia procesu powinien byc wytworzony gaz o skladzie okolo 70 do 809/oCO i okolo 15 do 25% H2, przy czym gaz ten powinien byc w duzym stopniu odsiarczony, znane urzadzenia do zgazowania paliw w osrodku Tych wyników dotychczas nie osiagnieto. Równiez znane urzadzenia do zgazowania paliw w osrodku cieklego metalu nie spelnialy wymagan, aby zgazo¬ wanie paliw moglo odbywac sie bez zaklócen i przez stosunkowo dlugi okres czasu. Nie udalo sie bowiem dotychczas opracowac takich urzadzen, aby mogly doprowadzac do kapieli zelaznej jednoczesnie za¬ równo reagenty jak i dodatki zuzlotwórcze, oraz aby te urzadzenia doprowadzajace, czyli tak zwa¬ ne lance, mogly byc trwale podczas zanurzania w kapieli zelaznej. Zanurzanie lanc w kapieli ze¬ laznej jest konieczne, gdyz w przeciwnym przy¬ padku doprowadzane paliwa podlegalyby proceso¬ wi krakowania, co wywolywaloby tworzenie sie sa¬ dzy. Przy reaktorach z kapiela zelazna o duzej wy- datnosci, które sa pozadane ze wzgledów ekono¬ micznych, musi byc brane pod uwage stosunkowo silny ruch kapieli a takze musi byc przewidziana dostatecznie wysoka przestrzen gazowa ponad cieklym zelazem. Z tego wzgledu lance musza miec kilka metrów dlugosci i sa wskutek silnego ru¬ chu kapieli poddane stosunkowo wysokim mecha¬ nicznym obciazeniom. Kilkumetrowej dlugosci lan¬ ce nie wytrzymuja tych silnych obciazen mecha¬ nicznych.Dalsza istotna wada lanc polega na tym, ze przy wymaganej glebokosci zanurzenia strumien wycho¬ dzacy z lancy naraza na szczególnie duze zuzycie ogniotrwalej wykladziny reaktora w miejscach na które trafia ten strumien. Ewentualna ogniotrwala otulina lancy z uwagi na intensywny ruch kapie¬ li jest narazona na zwiekszone mechaniczne ob¬ ciazenie a takze na podwyzszona korozje w wy¬ niku chemicznych reakcji z zuzlem a takze na erozje. Przy intensywnym chlodzeniu lanc, na przyklad za pomoca wody wystepuje negatywne zjawisko polegajace na pozbawieniu samego pro¬ cesu znacznej ilosci ciepla. Lance musza byc wpro- 6 719 4 wadzone z góry poprzez gruba warstwe zuzla, co powoduje dalszy problem w postaci przywiera¬ nia grudek zuzla.Wreszcie nie jest mozliwa szybka wymiana urza- 5 dzen lancowych bez zaklócenia procesu zgazowa¬ nia, gdyz nie da sie zrealizowac dostatecznego usz¬ czelnienia reaktora z kapiela zelazna przeciwko wtargnieciu falszywego powietrza podczas wymia¬ ny lanc. Niekontrolowany doplyw mas powietrza io do reaktora powoduje obok szkodliwego wplywu na sklad wytwarzanego gazu takze zwiekszenie niebezpieczenstwa eksplozji.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad zna¬ nych sposobów i urzadzen do zgazowania w reak- 15 torze z kapiela zelazna substancji zawierajacych wegiel i/lub weglowodory, a zadaniem wiodacym do tego celu opracowanie tego sposobu i urzadze¬ nia, aby proces zgazowania mógl byc prowadzony bezpiecznie i nieprzerwanie przez dluzszy okros ^ czasu, bez koniecznosci doprowadzania energii cieplnej do kapieli zelaza z innych zródel, i aby mozliwe bylo zgazowanie paliw nawet niskokalo¬ rycznych i latwo dostepnych, przy otrzymywaniu dobrej jakosci gazu. 25 Zgodnie z wynalazkiem cel ten osiagnieto dzieki temu, ze poszczególne reagenty, to znaczy z jed¬ nej strony substancje zawierajace wegiel i/lub we¬ glowodory, a z drugiej strony tlen iAub osrodki zawierajace tlen wprowadza sie do kapieli zelaznej , z boku albo od dolu z wspólsrodkowymi wzgledem siebie strumieniami za pomoca co najmniej jednej dyszy umieszczonej powyzej powierzchni kapieli zelaznej. Korzystnie jest jesli doprowadzane wspólsrodkowymi wzgledem siebie strumieniami 35 poszczególne reagenty sa bezposrednio przed wej¬ sciem do kapieli zelaznej ze soba mieszane. Po¬ nadto sposób wedlug wynalazku cechuje sie tym, ze jako reagenty stosuje sie z jednej strony we¬ giel i/lub ciezki olej, a z drugiej strony tlen, przy 40 czym reagenty, które posiadaja niska wartosc opa¬ lowa i które oziebiaja kapiel zelazna modyfikuje sie je przez sortowanie, wzbogacanie, suszenie i wstep¬ ne podgrzewanie.Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, ciag- 45 le zgazowanie paliw moze byc prowadzone bez zaklócen przez znacznie dluzszy okres czasu anizeli bylo to mozliwe wedlug znanego sposobu. Ponadto sposób wedlug wynalazku posiada te zalete, ze eli¬ minuje koniecznosc stosowania w reaktorze gazo- 50 szczelnych przepustów i umozliwia jeszcze pewien ruch przewodów gazowych.Jako materialy wsadowe sluzace do zgazowania sposobem wedlug wynalazku brane sa pod uwage normalnie spotykane w handlu gatunki wegla a 55 takze koks. Wzglednie czyste i wysokokaloryczne gatunki wsadu, jak na przyklad antracyt i koks sa jednak latwiejsze do przeróbki, gdyz udzial ma- materialów towarzyszacych przeprowadzanych w zuzel jest mniejszy i tym samym szczególnie srodki eo zwiazane a.wstrzymaniem bilansu, cieplnego reak¬ tora z kapielai^jzelazna staja sie zbedne. Z uwagi na korzystaeiflfioszty nabycia równiez i niskokalo- ryczne. gafttnkiu wegla, na przyklad wegiel bru- natnyfcstakze^dH^kiety z wegla brunatnego oraz 65 bitumiczne gatunki wegla wystepujace w handlu106 719 pod nazwa w^gla gazowo-plomiennego maja tu spore znaczenie. Wegiel lub substancje zawiera¬ jace wegiel wprowadza sie korzystnie w postaci dróbriO granulowej.Buz£ zna@z#riie ma zgazowanie substancji zawie¬ rzajacych weglowoddry, W trakcie destylacji ropy naftówgj wystepuje obok latwo osiadajacych, lek¬ ko ulatniajacych si§ frakcji takze ciezki olej. Wy¬ korzystanie frakcji oleju ciezkiego ma dla eko- nMiiki calego przemyslu petrochemicznego decy¬ dujace znaczeni^ Frakcje oleju ciezkiego przera¬ bia sie obecnie glównie fia feitumi asfalt lub tez krakuje sie za pomoca specjalnego sposobu na frakcje o nizszej temperaturze wrzenia.Sposób wedlug wynalazku umozliwia zgazowanie w skali produkcyjnej cieklych weglowodorów Q fóznej lepkosci az do konsystencji pasty, zwlaszcza jednak frakcji oleju ciezkiego i wytwa¬ rzanie z nich gazu o niskiej zawartosci siarki i ma¬ lym stopniu utleniania.PrzezrIae2Gn© do zgazowania weglowodory ko¬ rzystnie podgrzewa §ia w celu zapewnienia bez- zaklóceniowego przemieszczania ich do dysz i przez dysze. Szczególnie jest to korzystne pfzy frakcjach ciezkiego oleju o wysokim stopniu lepkosci. We¬ glowodory o konsystencji pasty albo podgrzewa sie do temperatury, w której przechodza w stan ciek¬ ly i sa przemieszczane jak ciecz, albo sa doprowa¬ dzane do dysz za pomoca specjalnego urzadzenia transportujacego. Jako drugi skladnik reakcji stosuje sie korzystnie tlen, zwlaszcza technicznie czysty. Oprócz tlenu moga byc stosowane osrodki zawierajae tlen, glównie powietrze i goracy dmuch, zwlaszcza wzbogacony w tlen.Szczególnie korzystnie doprowadza sie sklad¬ niki reakcji, a takze ewentualne drobnoziarniste skladniki zuzlotwórcze do kapieli zelaznej poni¬ zej powierzchni kapieli w tym samym miejscu.Skladniki reakcji mozna 'takze wprowadzac za po¬ moca kilku dysz wspólnie, przy czym w tym wy¬ padku sa one obciazone na ogól równomiernie.Wprowadzanie skladników reakcji w tym samym miejscu ma te zalete, ze w wyniku szybkiego prze¬ mieszczania ich z cieklym metalem nastepuje szyb¬ kie rozpuszczenie wegla w kapieli zelaznej. Z tego wzgledu na przyklad ziarna wdmuchiwanego py¬ lu weglowego moga byc wieksze anizeli przy od¬ dzielnym wprowadzaniu skladników reakcji. Dal¬ sza korzysc wynikajaca ze wspólnego wprowadza¬ nia skladników reakcji polega na obnizeniu tem¬ peratury, bezposrednio przed wylotem dyszy, co wplywa na zmniejszenie parowania zelaza.Skladniki reakcjii doprowadza sie korzystnie do kapieli zelaznej przez szereg kanalików w jednej dyszy, najkorzystniej przez kanaly pier¬ scieniowe, na przemian lub w dowolnej kolejnos¬ ci, przy czym patrzac od srodka dyszy kanal pierscieniowy prowadzacy tlen jest otoczony os¬ rodkiem ochronnym skladajacym sie z weglowo¬ doru i/lub osrodków zawierajacych weglowodory.Poddane zgazowaniu substancje i/lub tlen lub osrodki zawierajace tlen rozdziela sie wewnatrz dyszy korzystnie na kilka strumieni, tak, ze z jed¬ nej strony nastepuje intensywna reakcja pomiedzy skladnikami reakcji a z drugiej strony czesc sub¬ stancji zawierajacych wegiel i/lub weglowodorr sluzy do obnizania temperatury przed wylotem dy¬ szy. Przeprowadza sie to za pomoca dyszy sklada¬ jacej sie z wielu rur wspólsrodkowych. Przykla- 5 dowo, jezeli do wewnetrznego kanalu pierscienio¬ wego wdmuchuje sie pyl weglowy, to do otacza¬ jacego kanalu pierscieniowego — tlen, zas do zewnetrznego kanalu pierscieniowego ponownie pyl weglowy. Strumien tlenu jest przy tym rozwiaza- 10 niu otoczony korzystnie zarówno od wewnatrz jak i od zewnatrz osrodkiem ochronnym zawierajacym weglowodory.Mozna takze zrezygnowac z oddzielnego dopro¬ wadzania gazu ochronnnego zawierajacego weglo- 19 wodory, jezeli do przemieszczania pylu weglowego zostanie uzyty jako gaz nosny osrodek zawierajacy weglowodory. Taki sam efekt uzyskuje sie takze przez zastosowanie zawiesiny z pylu weglowego w cieczy zawierajacej weglowodory. 20 Takze przy zgazowaniu substancji zawieraja¬ cych weglowodory mozna zrezygnowac z osrodka ochronnego w postaci gazowych i/lub cieklych we¬ glowodorów lub osrodków zawierajacych weglowo¬ dory. 25 Skladniki reakcji przy zgazowaniu weglowodo¬ rów doprowadza sie przykladowo w nastepujacy sposób. Przez wewnetrzna rure dyszy wdmuchuje sie ciezki olej, przez przylegly kanal pierscienio¬ wy — tlen, a przez zewnetrzny kanal pierscie- 30 mowy ciekle lub gazowe weglowodory. Przy zas¬ tosowaniu czterech rur wspólsrodkowych do wew¬ netrznej rury wprowadza sie tlen, do przylegle¬ go kanalu pierscieniowego — ciezki olej, do nas¬ tepnego kanalu pierscieniowego znów tlen, a do 35 zewnetrznego kanalu pierscieniowego osrodek och¬ ronny skladajacy sie z cieklych lub gazowych weg¬ lowodorów.Dla poprawienia wymiany pomiedzy skladnika¬ mi reakcji, co ma szczególne znaczenie przy du- 40 zych urzadzeniach, w których zgazowuje sie powy¬ zej 10 t paliw na godzine, korzystnie zwieksza sie srednice dysz, przy czym rdzen dyszy jest pelny.Wszystkie skladniki reakcji wprowadza sie do kapieli zelaznej poprzez wspólsrodkowe kanaly 45 pierscieniowe. Praktyka potwierdzila, ze korzystna szerokosc kanalu pierscieniowego powinna wyno¬ sic najwyzej jedna dziesiata srednicy pierscienia.W ten sposób osiaga sie lepsze przemieszczanie przez zawirowanie skladników reakcji. Za pomoca 50 takiej dyszy mozna na przyklad przez wewnetrzny kanal pierscieniowy wprowadzic ciezki olej, przez kolejny kanal pierscieniowy — tlen, a przez zew¬ netrzny kanal perscieniowy ciekly lub gazowy os¬ rodek ochronny.Poza ruchem liniowym nadaje sie strumieniowi reagentów takze ruch wirowy przez wbudowanie do dysz specjalnych skretnych prowadnic. Dopro¬ wadzenie dodatków zuzlotwórczych przez dysze w dnie reaktora, powodujacych powstawanie na ka- gQ pieli zelaznej zuzla odsiarczajacego moze byc zre¬ alizowane nastepujaco: Na przyklad, skladniki zuz¬ lotwórcze jak pyl wapienny z domieszka lub bez domieszki kamienia wapiennego lub dolomitu mo¬ ga byc dodane do strumienia tlenu. Mozna tez m zmieszac dodatki zuzlotwórcze z drobnoziarnistym 557 rW^r^y 8 weglem lub weglowodorem przed dodaniem do reaktora z kapiela zelazna i wprowadzenie do ka¬ pieli przygotowanej mieszaniny.Pozadane ciagle, równomierne zgazowanie przez dluzszy okres czasu moze byc utrudnione wsku¬ tek wystepujacych róznic koncentracji pomiedzy zuzlem i kapiela zelazna ewentualnie w kapieli zelaznej. Te róznice koncentracji prowadza do zmian w wydzielaniu sie gazu i jego skladu. Róz¬ nice te daja sie wyrównac przez pulsujace doda¬ wanie skladników reakcji. Krótkie, pulsujace doda¬ wanie skladników reakcji pozwala na szybkie przy¬ wrócenie normalnych warunków eksploatacyjnych.W wiekszosci wypadków wystarczy juz dziesiec pulsujacych dawek na minute. Czestotliwosc da¬ wek moze byc jednak dowolnie zmieniana. Te os¬ tatnie moga byc jednak stosowane tylko przez pe¬ wne okresy czasu. W celu poprawienia wymiany skladników reakcji mozna takze bez przerwy pul- sujaco dodawac skladniki. Przy tym nastawia sie minimalne cisnienie osrodka w dyszy doprowadza¬ jacej, które jest tylko niznacznie wyzsze od cis¬ nienia ferrostatycznego wraz z cisnieniem pod ka¬ piela zelazna. Powstaly w ten sposób osrodek cis¬ nieniowy zmienia sie wówczas okresowo maksy¬ malnie do jego okolo pieciokrotnej wartosci.Przy ciaglym zgazowaniu istotne jest utrzymy¬ wanie temperatury kapieli zelaznej na pozadanym poziomie. Oziebienie kapieli zelaznej moze spowo¬ dowac, ze proces zgazowania ustanie. Problem ten wystepuje zwlaszcza przy zastosowaniu takich ma¬ terialów wsadowych, przy zgazowaniu których reakcja wymiany nie przebiega egzotermicznie.Z drugiej strony zastosowanie niskokalorycznych materialów wsadowych do wytwarzania gazu ma duze znaczenie gospodarcze.Wydawaloby sie samo przez sie, ze przy zasto¬ sowaniu niskokalorycznego wsadu, nizbedna do¬ datkowa ilosc ciepla mozna doprowadzic z zew¬ natrz, np. przez ogrzewanie lukowe czy tez induk¬ cyjne. Nalezaloby takze brac pod uwage mozli¬ wosc spalenia czesci otrzymywanego gazu, aby w ten sposób doprowadzic niezbedna energie. Oka¬ zalo sie jednak, ze ani dodatkowe urzadzenia grzewcze, ani dodatkowe spalenie czesci wytwo¬ rzonego gazu nie sa w stanie zapewnic istotnego doplywu energii cieplnej do kapieli zelaznej. Nie¬ spodziewanie okazalo sie, ze spadkowi tempera¬ tury kapieli zelaznej mozna zapobiec przez dopro¬ wadzenie do procesu utleniania w samej kapieli zelaznej materialów bogatszych w energie. Przy zastosowaniu gatunków wegla, które podczas ich odgazowywania doprowadzilyby do oziebienia ka¬ pieli zelaznej jest na przyklad mozliwa w drodze odpowiedniego przesortowania i/lub przemiany we¬ gla taka jego modyfikacja, ze podczas procesu od¬ gazowywania w reaktorze z kapiela zelazna osia¬ ga sie nadwyzke energii bez doplywu energii z zewnatrz.Jedna z mozliwosci polega na suszeniu wegla o niskiej wartosci opalowej i/lub podgrzewaniu go przed wprowadzeniem do reaktora z kapiela ze¬ lazna. Dalsza mozliwosc polega na domieszce wegla wysokokalorycznego do wegla ubogiego w ener¬ gie, na przyklad przez dodanie antracytu. Ko¬ rzystnie jest dodawac wegiel niz zwiazany na przy¬ klad koks. Okazalo sie, ze szczególnie korzystnie jest dodanie dodatkowych ilosci wegla do kapie¬ li zelaznej, w postaci koksu. Koks moze byc nji przyklad doprowadzany w postaci sproszkowanej wraz z substancjami przeznaczonymi do zgazowa¬ nia. Moze on byc dodany do kapieli z góry w ka¬ walkach. W celu zmniejszenia ilosci koksu korzy¬ stne jest podgrzewanie koksu. Ponadto jest mozli¬ we ciagle doprowadzanie do kapieli materialów, których reakcja utleniania przebiega silnie egzoter¬ micznie. Stosuje sie w tym celu przewaznie sub¬ stancje posiadajace wysoki efekt cieplny i pro¬ wadzace do produktów utleniajacych, które ma¬ ja korzystny wlyw na sklad zuzla. Tak wiec na przyklad wraz z substancjami przeznaczonymi do odgazowania, ale tez i osobne, moze byc wdiriu- chany glin lub krzem. Przykladowo dzieki doda¬ niu 10 g glinu na lkg wegla doprowadza sie do kapieli zelaznej 75 kal. Szczególnie przydatny jest ponadto weglik wapnia, który rozklada sie w ka¬ pieli zelaznej na CO i CaO. Tlenek wegla jest po¬ zadanym produktem reakcji odgazowywania, pod¬ czas gdy CaO stanowi normalnie material do po¬ wstania zuzla odsiarczajacego. Zastosowanie weg¬ lika wapnia powoduje, ze ani gaz ani tez zuzel nie jest obciazony niepozadanymi substancjami.Doprowadzenie wymienionych lub podobnych nosników ciepla moze sie odbywac w drodze do¬ mieszania do odgazowywanych substancji o nis¬ kiej wartosci opalowej lub tez oddzielnie. Przy zgazowaniu substancji o niskiej wartosci opalowej okazalo sie w praktyce celowym doprowadzenie okreslonego udzialu substancji o wysokim efekcie cieplnym, na przyklad glinu, krzemu i/lub weg¬ lika wapnia, w celu regulacji temperatury niena¬ leznie od normalnego zaopatrzenia kapieli zelaznej w skladniki reakcji. W ten sposób jest mozliwa bezposrednia regulacja temperatury kapieli zelaz¬ nej. W chwili zagrozenia spadku temperatury zwieksza sie doplyw nosników ciepla i na odwrót tlumi sie ich doplyw przy wzroscie temperatury.Tanie gatunki wegla i frakcje ropy naftowej nie mogly byc do tej pory zgazowane z uwagi na wy¬ soka w nich zawartosc siarki. Sposób wedlug wy¬ nalazku umozliwia przemiane tanich paliw na pelnowartosciowe produkty. Wytworzone gazy ze wzgledu na ich czystosc, mozna stosowac jako ga¬ zy opalowe, np. w elektrowniach, a takze mozna je stosowac w róznych dziedzinach przemyslu chemi¬ cznego, przykladowo jako gazy syntezowane do produkcji metanolu lub jako zródlo wodoru dla syntezy amoniakalnej i uwodornienia.Urzadzenie wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze w ogniotrwalej wymurówce reaktora, po-» nizej powierzchni kapieli zelaznej sa umieszczone jedna lub kilka dysz, skladajacych sie z rur wspól- srodkowych. Przedmiot wynalazku jest uwidocznio¬ ny w przyklaldach na rysunku, na którym fig 1 przedstawia reaktor z kapiela zelazna w prze¬ kroju .poosiowym, fig. 2 — dysze skladajaca sie z czterech rur wspólsrodikowych, w przekroju wzdluznym, fig. 3 — dysze skladajaca sie z trzech rur wspólsrodkowych w przekroju wzdluznym, fig. 4 — dysze z kanalem pierscieniowym, czescio- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60r a wo z wbudowanymi elementami doprowadzajacy¬ mi skladniki reakcji i osrodki, W przekroju Wzdluznym, fig, & — dySze Z tfzetna kanalami pierscieniowymi i pelnym fdzeniern, p£zy czym W jednySn kanale pier&ieniówym jest uwidoczniony prowadnik w postaci .spirali tasirQWej, W prze¬ kroju wzdluznym i fig. fr — dys?e, w której mie¬ sza &ie skladniki reakcji przed wprowadzenieim do kapieli zelaznej, w innym p^zylkladzie wykonania.Uwidoczniony na fig. 1 reaktor z kapiela zflaz- na sklada sie glównie 2© stalowego plaszcza 1 z ogniotrwala wymurówk^ $. W reaktorze znajdu¬ je sie kapiel zelazna 3 a na fcjej zuzel 4. Skladni¬ ki reakcji doprowadza Sie do kapieli zelaznej 3 za pomoca jednej iub wiecej dysz: 5, które sa umie¬ szczone w ogniotrwalej wymurówce Z. Skladniki zuzlotwórcze, korzystnie, wapno, z dodatkami lub bez dodatku topników doprowadza iie do kapieli metalowej korzystnie takze prziz dysze. Dysze 5 w ogniotrwalej wmusówce 2 zuzywaja sie rów¬ nomiernie wraz z materialem Ogniotrwalyro. i sa korzystnie zbudowane z rur wsp^lsródkowych \ o przekroju kolowym, Móg% jednak byc stoso¬ wane takze ruty o przekroju zblizonym dó ko¬ lowego az do ksztaltu prostokata.Dysza wedlug fig. 2 sklada sie z czterech Wspól- srodkowych rur 6, T, 8, 9. Przy tym, dla przykladu przez wewnetrzna rure 6 doprowadza sie za po¬ moca obojetnego gazu przenoszacego pyl weglowy do kapieli zelaznej. Przez kanal pierscieniowy utworzony z rur 7 i 8 prowadzi sie tlen lub osro¬ dek zawierajacy tlen. Obydwa kanaly pierscienio¬ we pomiedzy rurami 6 i 7 i miedzy rurami 8 i 9 slu£§ do doprowadzania osrodka ochronnego dla clyszy. Osrodek ochronny sklada sie z gazowych i/lub cieklych weglowodorów lub osrodków za¬ wierajacych weglowodory. Alternatywnie przez wewnetrzna rure moze byc prowadzony tlen, przez nastepny lcanal pierscieniowy — ciezki olej i przez kolejny kanal pierscieniowy znowu tlen a przez zewnetrzny kanal pierscieniowy ponownie ciezki olej. Wymiary kanalów pierscieniowych moga byc przykladowo tak dobrane, aby podstawowa ilosc oleju byla przenoszona w rurze wewnetrznej, pod¬ czas g;dy ilosc oleju w zewnetrznym kanale piers¬ cieniowym jest znacznie mniejsza i sluzy glównie do ochrony dyszy. W zewnetrznym kanale piers¬ cieniowym moze byc takze prowadzony gazowy lub ciekly weglowodór jako osrodek ochronny dla dysz. Doprowadzenie róznych wprowadzonych sub¬ stancji lub osrodków moze byc ewentualnie pola¬ czone. "** i Na fig. 3 jest przedstawiona dysza skladajaca sie z trzech kanalów 10, 11, 12. Kanaly w tak roz¬ wiazanej dyszy moga byc wykorzystane do prze¬ noszenia skladników reakcji w nastepujacych ukla¬ dach. Albo przez srodkowa rure 10 przenosi sie tlen, przez pierscieniowy kanal 11 — osrodek och¬ ronny i przez zewnetrzny kanal pierscieniowy 12 — pyl weglowy; lub tez przez srokowa rure 10 i zewnetrzny pierscieniowy kanal 12 prowadzi sie wegiel w zawiesinie z osrodkiem ochronnym za¬ wierajacym weglowodory, podczas gdy przez piers¬ cieniowy kanal 11 plynie tlen. Alternatywnie przez Srodkowa rure 10 moze byc prowadzona substan- cja, odgazowywana, pr-zftz pierscieniowy kanal U — flen* a pfzsz sewn^trZny pierscieniowy kanal 12 — fcsfodek ochronny w Odniesieniu do tlenu, pr^Zy^ kladowo 5*/l gazu ziemnego.I £)ysia przedstawiona na fig. 4, któfa jest ko- fSitnie uzywana dó doprowadzania duzych ilps- cl Substancji Odgazowywanej posiada pelny rdzen ii. kanaly doprowadzajace i4 15 16, przynajmniej clesciOwo posiadaj^ Cementy wbudowane. Zasad- j^ /nczó pierscieniowe kanaly 14, 1&, 13 moga byc Uzywane podobnie lik kanaly 10,, U, 12 do do¬ prowadzania skladników reakcji i osrodków. Pier¬ scieniowy kanal 14 n^ fig. 4 sluzy do przenoszenia Odgazowywanego fcsrótjucai W kanale 1| S% umiesz- 15 Czóne spiralne pfpwadhjki 17* któf$ wymuszaia r*uch skretny Btruftienii gubstancjii J^zez piers¬ cieniowy kanal lS ^rz«lywa tlen. Podzielony na zblizone na kola kafttfiy pierscieniowy kanal 16 Sluzy do przenoszenia l&ródka óchMnnego, Dalszy 2$ korzystny przyklad wykonania dflzy jest przed¬ stawiony na fig* 3. W tej dysz^. doprowadzenie tlenu nastepuje przez fcierscienióWJr kanal && któ¬ rej Szerokosc jest znacznie mniej!|a Od srednicy pierscienia, Przykladowo Spfawflzily Sie dysze tó O srednicy pierscienia 10 cm pjfzy których sze¬ rokosc pierscieniowego kanalu wyhosi okolo 3 mm.Przy takiej dySzy Odgazowywana lubstancja* przy¬ kladowo ciezki olej, jest przemieszczana przez pierscieniowe kanaly 41 i 42. fllwniez i tu jest jo celowe, aby przemieszczana ilosc substancji w srodkowym pierscieniowym kanale 42 byla wyz¬ sza anizeli w zewnetrznym pierscieniowym kana¬ le 41.Korzystne jest przemieszczanie w zewnetrznym 35 kanale 41 tylko niewielkiej ilosci zwiazku zawie¬ rajacego weglowodory, natomiast doprowadzenie calej odgazowywanej substancji do srodkowego pierscieniowego kanalu 42. Przy takim rozwiaza¬ niu dyszy korzystnie umieszczono w pirscieniowym 40 kanale 40 do przemieszczania tlenu spiralne pro¬ wadniki 43, które nadaja strumieniowi tlenu silny ruch skretny. Przyczynia sie to do szybkiego prze¬ mieszczania przez zawirowanie tlenu z odgazowy- wywana substancja i kapiela zelazna i powoduje 45 spokojny przebieg przedmuchiwania kapieli ze¬ laznej. Zastosowanie takiej kontrukcji dyszy poz¬ wala na znaczne zmniejszenie liczby niezbednych dysz. Przykladowo dwie dysze o opisanej wyzej konstrukcji z powodzeniem zastepuja 10 prostych 50 dysz wspólsrodkowych. Masywna spiralna tasma 43 zamyka okolo jednej czwartej pierscieniowego kanalu 40. Wskutek czesciowego zamkniecia ka¬ nalu pierscieniowego jest ulatwiony doplyw ka¬ pieli zelaznej do srodka strumieni srodków re- 5 akcyjnych wystepujacych w dyszy.Szczególny przyklad wykonania dyszy iest przedstawiony na fig. 6. Odgazowywane substan¬ cje, przykladowo wegiel 19 i tlen 20 zostaja tu zmieszane jeszcze przed wejsciem do kapieli zelaz- 0 nej. Pyl weglowy 19 i tlen 20 doprowadza sie naj¬ pierw oddzielnie poprzez stalowy plaszcz 1 reak¬ tora z kapiela zelazna czesciowo do wymurówki 2 i dopuszcza sie do zmieszania ze skladnikami reakcji w dyszy. Jezeli gaz reakcyjny przeznaczony 65 jest dla wielkiego pieca, to cisnienie w przestrzeniii 106 719 12 Znajdujacej iie pSnad kapieia zeiaznaL mbze wy- n&sic 5 stm., natomiast przykladowo 2 atm., jezeli fa| jlst. zSstSs&wany d& bezposredniego procesu rfedukcyjnigó: Gaz .ródufic^jny Jlst, prowadzono przewodem^ w^ ogniotrwalej wmurówce; jednak ewentualnie po zamierzonym posrednim oziebia¬ niu, do procesu redukcyjnego.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zgazowania w reaktorze z kapiela ze- ,, lazria §talybh i/lub ci§ktych Substancji aawitraja- 3 cych w§giel, i/lub weglowbdfiry; znamienni t^iri; ze poszczególne reagenty; tó znacz'y z jednij^stró- - ny substancje zawierajace wegiel i/lub weglowo¬ dory, a z drugiej strony tlen i/lub osrodki zawie¬ rajace tlen wprowadza sie do kapieli zelaznej z boku albo od dolu wspólsrodkowymi wzgledem siebie strumieniami za pomoca co najmniej jed¬ nej dyszy, umieszczonej w ogniotrwalej wmurów- c§ feakiSra penisej kagieli zelaznej: 1 Sposób wedlug 2a§tr*z. i, inamiinn? t?m, ze stfumien wprowadzonego dó kapieli zelaznej tlenli i/lub 6sr§dka zawierajacego tien otacza sie os¬ rodkiem ochrdnnym, któfym jest gazowy i/lub ciekly Weglowodór* albe ósród§k zawierajacy We= glówódóf: 3: Sposób wedlug zastfz: i, znamienni tym, ze Skladniki reakcji oraz §w§ntuainie drobnoziarniste' skladniki zuzlótwórcze doprowadza sie dó kapieli zelaznej wspólnie* có hajninie*j jednym zbiorczym strumieniem za pomoca có najmniej jednej dyszy.- 4. SpoSób wedlug Zaitrz, i, znamienny tym, ze Skladniki reakcji doprowadza sie dó kapieli zelaz¬ nej kilkoma pierscieniowymi strumieniami na przemian lub W dowolnej kolejnosci, przy czym patrzac ze srodka zbiorczego strumienia, pierscie¬ niowy strumien tlenu jest zawsze Otoczony weglo¬ wodorami i/lub Osrodkami Zawierajacymi weglo¬ wodory, 5* Sposób wedlug Zastrz. 4, znamienny tym, ze poddawane zgazówaniu substancje Zwlaszcza we¬ giel* doprowadza sie dó kapieli zelaznej razem z gazowymi i/lub cieklymi weglowodorami lub osrodkami zawierajacymi weglowodory. 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze poddawane zgazówaniu substancje zwlaszcza we¬ giel, miesza sie z tlenem lub osrodkami zawieraja¬ cymi tlen jeszcze przed podaniem do kapieli ze¬ laznej. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze strumienie reagentów, korzystnie strumienie sub¬ stancji poddawanych zgazówaniu wprowadza sie w ruch skretny, którym to ruchem reagenty opusz¬ czaja dysze i dostaja sie do kapieli zelaznej. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reagenty doprowadza sie do kapieli zelaznej ciagle lub pulsujaco przez dowolny okres czasu. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatki zuzlotwórcze, korzystnie wapno, doprowa¬ dza sie do kapieli zelaznej w postaci mieszaniny z substancjami poddawanymi zgazówaniu. 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze poddawane zgazówaniu substancje, które podczas 10 15 20 25 36 J5 40 45 50 55 zgazówania w reaktorze" z kapiela zelazna powo¬ duje oziebienie kapieli zelaznej; modyfikuje' si§ w drodze sortowania i/lub przeniiaW £&£ aW ^ Jr^cedie zgazównia w reaktorze z kapieia ze¬ lazna uzyskai fl&ftftiar ciepla bez uzupelniania ciepla z zewnatrz.' 11. Sposób wedlug zastrz. 10, znamienni tym; z@ do poddawanych zgazówaniu substancji o niskiej wartosci opalowej dodaje sie czesci zasobniejszego w energie cieplna wegla i/lub nie zwiazanego we- gia, jak koks. 121 (Sposób wedlug zastrz. 1 albo 10, znamienny iffri; z(9 Jtfzeznacztoe do zgazpwania substancje o nifkiejj Wartóici 6pal6wej doprowadza* si$ do do reaktora i kapiela Zeiazng W Manic wysusza¬ nym i/lub podgrzanym. 13. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, ze do przeznaczonych do odgazowaia substancji o niskiej wartosci Opalowej dodaje sie glin, krzem, weglik wapnia pojedynczo lub' w postaci dowolnej mieszaniny; 14. SpOsób Wedlug zastrz. 11 albo 12, znamienny tfin} W celu podwyzszenia i/lub regulacji tempera¬ tury kapieli zelaznej d§próWadZa sie do kapieli ze¬ laznej, niezaleznie ad Substancji przeznaczonych do OdgazóWania bogaty W energia cieplna Wegiel, niezwiazany wegiel, giin, krzem, Weglik wapnia pojedyncza lub W pOstaci dowolnej mieszaniny, 15; Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces zgazówania W reaktorze Z kapiela zelazna prowadzi si§ ó podwyzszonym cisnieniu, przy tem peratufze kapieli zelaznej wynoszacej od okolo 1350 dó:l43a6C. 16. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wytworzony gaz po opuszczeniu reaktora z kapie¬ la zeiazna oziebia sie przez doprowadzenie gazu obojetnego. 17. Urzadzenie dó zagazowania w kapieli zelaznej stalych i/lub cieklych substancji zawierajacych we¬ giel i/iub weglowodory, znamienne tym, ze w ogniotrwalej wymurówce (2) reaktora z kapiela zelazna (3) sa umieszczone ponizej powierzchni ka¬ pieli zelaznej (3) jedna lub kilka dysz (5) sklada¬ jacych sie z rur wspólsrodkowych. 18. Urzadzenie wedlug zastrz. 17, znamienne tym, ze dysze skladaja sie z trzech wspólsrodkowych rur (10, 11, 12) tworzacych miedzy soba kanaly pierscieniowe. 19. Urzadzenie wedlug zastrz. 17, znamienne tymf ze dysze skladaja sie z czterech wspólsrodkowych rur (6, 7, 8, 9) tworzacych miedzy soba kanaly pierscieniowe. 20. Urzadzenie wedlug zastrz. 17, znamienne tym, ze dysze skladaja sie z wspólsrodkowych ka¬ nalów pierscieniowych (14, 15, 16), (40, 42, 41) oraz pelnego rdzenia poosiowego (13). 21. Urzadzenie wedlug zastrz. 17 albo 18 albo 19 albo 20, znamienne tym, ze w jednym lub w kilku kanalach dyszy znajduja sie prowadniki skretne (17, 43). 22. Urzadzenie wedlug zastrz. 17 albo 18 albo 19 albo 20, znamienne tym, ze co najmniej jedna z rur wspólsrodkowych jesta krótsza Od pozos¬ talych.}06 7191Q6 719 77- 12- ¦10 lllllltn Lr Fig.3 \106 719 20 t_ yr Fig. 6 19 Bltk 201S/79 r. 100 egz. A4 Cena 45 zl PL