PL110997B1

PL110997B1 - Method of gasification of solid fuels and apparatus therefor

Info

Publication number: PL110997B1
Application number: PL1977200680A
Authority: PL
Inventors: Wilhelm Flesch; Karl H Brachthaeuser; Walter Kaimann
Original assignee: Projektierung Chem Verfahrenst
Priority date: 1976-09-07
Filing date: 1977-09-06
Publication date: 1980-08-30
Also published as: JPS6027716B2; BR7705916A; CA1085617A; NL7709794A; US4146369A; IT1086023B; ATA630177A; DE2640180B2; DE2640180A1; AU2836777A; AT376445B; TR19552A; ZA775313B; BE858429A; AU510173B2; CS202583B2; ES462161A1; GB1571451A; JPS5333203A; PL200680A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zgazowywa¬ nia paliw stalych oraz urzadzenie do zgazowywa¬ nia paliw stalych.Znane sa liczne sposoby i urzadzenia do zgazowa- nia wegla lub innych paliw stalych. Róznorodnosc tych sposobów jest spowodowana zróznicowaniem cech uzywanych paliw, co za kazdym razem okres¬ la mozliwosc zastosowania tego czy innego sposobu zgazowania w danym przypadku. Generator ze zlo¬ zem nieruchomym jest odpowiedni dla paliw dostar¬ czanych w postaci kawalków, podczas gdy paliwa w postaci uziarnionej wymagaja zastosowania gene¬ ratora innego rodzaju. Inne znów urzadzenie nalezy brac pod uwage w przypadku potrzeby zgazowania wsadu w postaci pylu.Odnosnie mozliwosci zastosowania poszczególnych sposobów wychodzi sie przy tym z zalozenia, ze uziarnianie paliwa wystepuje za kazdym razem w scisle okreslonych granicach. Generatory ze zlo¬ zem nieruchomym sa uzaleznione od waskich zakre¬ sów wielkosci ziarn paliwa i wymagaja z zasady paliw o uziarnieniu powyzej 10 mm. Podziarno wply¬ wa ujemnie na przebieg procesu zgazowania i w zasadzie zostaje wydalone w postaci niezgazowanej.Tak zwana metoda fluidyzacyjna wymaga stosowa¬ nia paliw o ziarnach od 0 do 10 mm.W przypadku zgazowania wylacznie pylu paliwo trzeba poddawac zmieleniu, aby jego ziarna byly mniejsze od 1 mm. Istotna wiec wada wystepujaca we wszystkich dotychczas stosowanych sposobach 10 15 25 30 jest to, ze w przypadku kazdego z nich trzeba przy¬ gotowywac specjalne paliwo pod wzgledem wiel¬ kosci jego uziarnienia. Do tego celu konieczne sa specjalne zabiegi polaczone z odpowiednimi ukla¬ dami.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu zga¬ zowywania paliw stalych, których czastki zawieraja ziarna o zróznicowanej wielkosci, bez dokonywania niezbednych poprzednio procesów klasyfikacyjnych lub podobnych zabiegów. Dalszym celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urzadzenia do zgazo¬ wywania paliw, które nie ma wad urzadzen znanych ze stanu techniki.Cel wynalazku zostal osiagniety £rzez to, ze po¬ nad strefa stalego zloza wytwarza sie warstwe wi¬ rowa a ponad warstwa wirowa przeprowadza sie zgazowanie pylu, przy czym paliwo stale wprowadza sie do warstwy wirowej, a do wszystkich trzech stref, to znaczy do zloza stalego, warstwy wirowej i strefy zgazowania pylu doprowadza sie czynniki zgazowujace w taki sposób, ze zgazowanie róznych ilosci paliwa stalego doprowadzonego do strefy wi¬ rowej przeprowadza sie w jednej komorze w trzech polaczonych ze soba procesach czesciowych, które w wyniku daja wspólny proces, przy czym zostaja zgazowane w strefie zloza stalego spadajace ze stre¬ fy wirowej czesci paliwa w kawalkach, w strefie wirowej ziarniste czesci paliwa a w strefie zgazo¬ wania pylu czesc paliwa w postaci pylu. 110 997110 997 3 Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze pa¬ liwo o zróznicowanym uziarriieniu zostaje poddane zgazowaniu w ciagu jednego i tego samego procesu ogólnego, czesciowo w zlozu fluidalnym a czesciowo w zlozu nieruchomym lub prawie nieruchomym.Mozna ponadto przeprowadzac, równiez jedno¬ czesnie, zgazowywanie tych czesci paliwa, które w postaci pylów wystepuja w strefie zgazowywania pylu.Wlaczenie procesu zgazowania w zlozu nierucho¬ mym lub prawie nieruchomym do procesu zgazowa¬ nia w zlozu fluidalnym pozwala na uzyskanie znacz¬ nych korzysci w stosunku do znanych sposobów zgazowania. Mozna teraz stosowac paliwo zawiera¬ jace czesci w postaci kawalków, ziaren wzglednie pylów jako material wsadowy do zgazowania, bez¬ posrednio i bez poprzedzajacej proces zgazowania klasyfikacji. Tym samym odpada pracochlonna ob¬ róbka wstepna paliwa dla przysposobienia go pod wzgledem ziarnistosci do stosowania przy okreslo¬ nej metodzie zgazowania, co bylo dotychczas ko¬ nieczne. Poza tym stosujac sposób wedlug wynalaz¬ ku zwieksza sie pewnosc ruchowa zgazowywanego zloza fluidalnego wzglednie pylu, poniewaz na sku¬ tek wlaczenia do procesu zgazowania zloza nieru¬ chomego wystepuje w lacznym procesie dodatkowa rezerwa paliwa.Szczególna korzysc uzyskuje sie stosujac sposób wedlug wynalazku do zgazowywania bitumicznego wegla brunatnego i wegla kamiennego w kawal¬ kach. W stosowanych dotychczas sposobach zgazo¬ wania tego rodzaju paliw konieczny jest znany na¬ klad pracy dla oddzielania poszczególnych produk¬ tów tego procesu.W sposobie wedlug wynalazku, gaz wytlewny przy przechodzeniu ze zloza nieruchomego, do przylega¬ jacego rozzarzonego zloza fluidalnego, ulega rozkla¬ dowi na powierzchni ziarnistych czastek paliwa, przy czym stale produkty wytlewania (resztki po- krakowe) zgazowuja razem tak, ze z reaktora odbie¬ rany jest tylko produkowany gaz oraz popiól zawie¬ rajacy drobne pozostalosci po procesie zgazowania.Dlatego tez stosujac sposób wedlug wynalazku moz¬ na wprowadzic do komory reakcyjnej oprócz pa¬ liw stalych takze i paliwa w postaci gazowej i/lub cieklej, np. oleje, pozostalosci olejów, smoly wytlew-- ne lub tym podobne i tam poddawac je zgazowaniu.Mozna równiez stosowac nizsza temperature pro¬ cesu, jesli wytwarzanym gazem ma byc gaz opalo¬ wy, a nie syntezowy.Paliwo wprowadza sie korzystnie do procesu w strefie zgazowania w zlozu fluidalnym. Czesci pa¬ liwa w postaci kawalków opadaja wtedy w glab nie¬ ruchomej warstwy zgazowania (zloze nieruchome), przy czym ulegaja one zgazowaniu w przeciwpra- dzie z wdmuchiwanymi czynnikami zgazowujacymi, podczas gdy ziarnista czesc paliwa zostaje zgazowa- na w zlozu fluidalnym. Czesci paliwa w postaci py¬ lów unosza sie do strefy znajdujacej sie ponad zlo¬ zem fluidalnym i tam ulegaja zgazowaniu. Obszar zgazowania w zlozu nieruchomym zalezy od udzialu paliwa w postaci kawalków w ogólnej ilosci paliwa.Przez dobór stosunku ilosciowego i stosunku zmie¬ szania czynnika zgazowujacego w zlozu nierucho- 4 mym, mozna oddzialywac na przebieg procesu zga¬ zowania i dokonywac kontroli tego procesu.Produkty zgazowania i odgazowania powstajace w zlozu nieruchomym zastepuja czesc czynnika zga¬ zowujacego wzglednie fluidyzujacego, które sa bez¬ posrednio wdmuchiwane w zloze fluidalne.Wedlug korzystnej dalszej cechy sposobu wedlug wynalazku, oprócz paliwa stalego stanowiacego podstawowy material wsadowy w procesie zgazo¬ wania, wprowadza sie dodatkowo do komory reak¬ cyjnej paliwo w postaci pylu. Mozna dokonywac te¬ go w kazdej z trzech warstw zgazowywanych. Do¬ datkowe paliwo wprowadza sie do procesu, zwlasz¬ cza razem z czynnikami zgazowujacymi. Paliwem posiadajacym postac pylowa mo?e byc, np.^pyl we¬ glowy uzyskiwany z innych procesów lub tez' subs¬ tancja pylowa, która ulegla wytraceniu w samym, procesie zgazowania i zostala na przyklad wydzielo¬ na w cyklonie. Powyzsze dotyczy równiez odpowied¬ nio wprowadzenia dodatkowych paliw cieklych i/lub gazowych.Sposób wedlug wynalazku mozna stosowac ko¬ rzystnie przy ciaglym doprowadzaniu paliwa do procesu. W pewnych przypadkach moze okazac sie jednak korzystnym doprowadzenie paliwa do pro¬ cesu w sposób calkowicie lub czesciowo okresowy.Dotyczy to zarówno paliw stanowiacych zasadniczy material wsadowy, jak równiez paliw wprowadza¬ nych dodatkowo do tego materialu.Sposób wedlug wynalazku mozna stosowac w zwyklych warunkach cisnieniowych lub równiez przy zwiekszonym cisnieniu w komorze reakcyjnej.Miedzy innymi zalezy to od wymagan stawianych uzyskiwanemu gazowi.Cel wynalazku zostal osiagniety przez to, ze dolna czesc zbiornika urzadzenia jest uksztaltowana jako strefa zgazowywania o zlozu stalym i posiada co naj¬ mniej jeden przewód doplywowy czynnika zgazowu¬ jacego, a nad nia znajduje sie czesc stanowiaca strefe zgazowania warstwy wirowej z co najmniej jednym przewodem doplywowym czynnika zgazo¬ wujacego i/lub czynnika przemieszczajacego. Nad strefa zgazowania fluidalnego jest ponadto strefa zgazowania pylu. Strefa zgazowania ze zlozem sta¬ lym ma korzystnie ksztalt szybu i moze byc uksztal¬ towana w postaci generatora z rusztem obrotowym lub generatora* uciskowego. Strefa ta moze byc wy¬ posazona w plaszcz chlodzacy lub podobna instala¬ cje, co jest korzystne w przypadku zgazowywania pod cisnieniem.Ponadto moze okazac sie korzystne umieszczenie plaszcza chlodzacego lub podobnej instalacji co naj¬ mniej w czesci strefy zgazowania pylu, który to plaszcz korzystnie jest przylaczony do instalacji re- kuperatora kotla parowego. Gaz otrzymywany w procesie ogólnym oddaje cieplo w tym urzadzeniu chlodzacym.Dla doprowadzenia endotermicznego i egzotermi¬ cznego czynnika zgazowujacego do procesu przewi¬ dziane sa na zbiorniku odpowiednie wloty, dysze lub podobne urzadzenia, przy czym ilosc tych wpus¬ tów zalezy miedzy innymi od wielkosci samego re¬ aktora. W korzystnej postaci wykonania wloty na¬ lezace do jednej strefy zgazowania sa umieszczone 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 na róznych wysokosciach. Odnosi sie to zwlaszcza do strefy zgazowania o zlozu fluidalnym oraz do strefy zgazowania pylu, moze jednak równiez oka¬ zac sie to korzystnym w przypadku strefy zgazowa¬ nia w zlozu nieruchomym. |Cazda z kilku znajduja¬ cych sie na tej samej wysokosci dysz, wlotów lub podobnych urzadzen jest wyprowadzana korzystnie z jednego przewodu piescieniowego poprowadzone¬ go wokól zbiornika generatora.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie wedlug wynalazku w prze¬ kroju wzdluznym, a fig. 2 — inne rozwiazanie urza¬ dzenia wedlug wynalazku w przekroju Wzdluznym.Urzadzenie przedstawione na fig. 1 posiada zbior¬ nik G generatora obejmujacy komore reakcyjna R generatora, która w dolnej czesci 1 tworzy strefe zgazowania F o zlozu nieruchomym, w znajdujacej sie nad nia czesci 2 tworzy strefe zgazowania W o zlozu fluidalnym, a w górnej czesci 3 tworzy stre¬ fe zgazowania S pylu.Strefa zgazowania F sluzaca do zgazowania pa¬ liwa w zlozu nieruchomym , lub prawie nierucho¬ mym ma ksztalt szybu i jest wyposazona w ruszt obrotowy 4, który moze byc uksztaltowany w zna¬ ny sposób. Urzadzenie zawiera przewód doplywowy 5, podlaczony do rusztu obrotowego, sluzacy do do¬ prowadzania czynnika zgazowujacego (np. powietrza lub tlenu i/lub pary wodnej, w zaleznosci o& pro¬ cesu jaki ma byc prowadzony wzglednie- w zalez¬ nosci od zadanego gazu).Do odprowadzania pozostalosci po zgazowaniu ze strefy zgazowania F o zlozu nieruchomym sluzy znanego rodzaju sluza 6. Dolna czesc 1 zbiornika 6 moze byc uksztaltowana równiez w postaci genera¬ tora odciekowego lub w inny sposób, odpowiedni dla procesu zgazowania w zlozu nieruchomym. Dolna czesc 1 zbiornika posiada na pewnej czesci swojej wysokosci plaszcz wodny 7 polaczony przewodem 8 i 9 z pokazanym na rysunku znanym ukladem chlodzacym.W strefie zgazowania W o zlozu fluidalnym po¬ laczonej ze strefa F o zlozu nieruchomym, znajduje sie wlot 10 paliwa. Urzadzenie doprowadzajace pa¬ liwo posiada napedzany przenosnik slimakowy 11 i jest umieszczone w dolnym koncu zasobnika 12 paliwa. Zbiornik 12 wyposazony jest u góry w zna¬ nego rodzaju Urzadzenia sluzowe 13. Zamiast prze¬ nosnika slimakowego mozna zastosowac równiez i inny mechanizm sluzacy do doprowadzania paliwa, na przyklad pochylnie, przenosnik wibracyjny lub podobne.Pod wlotem 10 paliwa umieszczonych jest kilka przewodów doplywowych 14 doprowadzajacych czynnik zgazowujacy (np. powietrze, tleri, pare wo¬ dna), rozmieszczonych pierscieniowo wokól zbiorni¬ ka, na jego obwodzie. Ich wyloty usytuowane sa w strefie W na róznych wysokosciach, jak to widac na rysunku. Czesc 2 zbiornika G przylaczona do strefy W o zlozu fluidalnym posiada wewnetrzny ksztalt rozszerzajacy sie ku górze na- przyklad w po¬ staci stozka. Ksztalt czesci 2 jak równiez górny i dolny przekrój poprzeczny tej czesci jest tak do¬ brany, ze^paliwo w postaci ziarnistej o okreslonej wielkosci. ziarna zostaje utrzymane w stanie sflu- 1997 6 idyzowanym pod wplywem czynnika zgazowujacego, jak równiez pod wplywem gazów wydzielajacych sie ze strefy zgazowania F o zlozu nieruchomym.Przewody 15 lub dysze doprowadzajace czynnik 5 zgazowujacy zakonczone w strefie zgazowania S pylu, sa rozmieszczone na róznych wysokosciach w postaci dysz pierscieniowych.W górnej czesci strefy zgazowania S pylu przewi¬ dziany jest w czesci zamykajacej 16 zbiornika G 10 plaszcz chlodzacy 17, który za posrednictwem, prze¬ wodów 18 i 19 jest przylaczony do ukladu chlodza¬ cego. Z górnej czesci zamykajacej 16, która na ry¬ sunku zostala pokazana w uproszczeniu, gaz calko¬ wicie wytwarzany w zbiorniku G odprowadzany jest 15 rura 20. Plaszcz chlodzacy moze siegac dalej do dolu jak to zaznaczono przerywana linia 17\ Zbiornik G jest zamkniety i tak uksztaltowany, ze wytwarzanie gazu mozna przeprowadzac pod zwiek¬ szonym cisnieniem wewnetrznym. Mozna jednak 20. pracowac i bez podwyzszonego cisnienia. Jesli tylko chodzi o to ostatnie, to mozna ewentualnie zrezyg¬ nowac z urzadzen sluzowych 6 i 13 lub zastapic je innymi urzadzeniami., Ponizej omówiono szczególowo stosowanie spo- 25 sobu wedlug wynalazku' za pomoca omawianego urzadzenia. * Poprzez urzadzenie doprowadzajace w postaci przenosnika slimakowego 11, wegiel w postaci ka- ' walków, ziarna lub pylu jest pobierany z zasobnika 12 i wprowadzany do strefy W w zlozu fluidalnym przez wlot 10. Przy czym czesc wsadu nie zdolna do fluidyzacji, to jest czesc, która stanowia kawalki wegla, spada w dól szybu strefy F o zlozu nierucho- oe mym, gdzie ulega zgazowaniu w przeciwpradzie 35 ... . z czynnikami zgazowujacymi, wdmuchiwanymi prze¬ wodem 5 pod ruszt obrotowy 4. Obszar zgazowania zalezy od udzialu wegla w postaci kawalków w sto¬ sunku do calego paliwa. Za pomoca stosunku ilos- ^ ciowego i stosunku zmieszania czynników zgazowu- jacych mozna wplywac na przebieg procesu zgazo¬ wania w zlozu nieruchomym w zadany sposób oraz mozna kontrolowac ten przebieg.W strefie W o zlozu fluidalnym ziarnista czesó 45 paliwa wprowadzona bezposrednio do tej rozzarzo¬ nej strefy ulega zgazowaniu, natomiast czesci pylo¬ we sa unoszone do strefy zgazowania S pylu, wyste¬ pujacej nad strefa W o zlozu fluidalnym i ulegaja tam zgazowaniu. 50 Produkty zgazowania i odgazowania powstajace w strefie F o zlozu nieruchomym przedostaja sie do zloza fluidalnego i oddzialywaja tam jako czynnik przemieszczajacy i czynnik zgazowujacy wraz z czynnikami zgazowujacymi kierowanymi przez 55 boczne dysze lub przewody doplywowe 14 z zew¬ natrz bezposrednio do zloza fluidalnego iy. Przy tym istniejace produkty wytlewania ulegaja roz¬ kladowi w rozzarzonym zlozu fluidalnym, wskutek czego miedzy innymi upraszcza sie równiez znacz- 60 nie samo oczyszczanie gazu.Dalsze korzysci polegaja na tym, ze spiekany we¬ giel mozna zgazowywac bez powszechnie spotyka¬ nych dawniej trudnosci, poniewaz w omawianym przypadku wegiel podczas przechodzenia przez zlo- 65 ze fluidalne ulega starzeniu i schudzaniu.11(^997 Stosujac sposób wedlug wynalazku oprócz paliw stalych, które stanowia zasadniczy material wsado¬ wy w procesie zgazowania, mozna wprowadzac do tego procesu równiez paliwa w postaci ziarnistej, cieklej lub pylowej, wzglednie substancje stale be¬ dace nosnikami reakcji w celu ich dodatkowego zgazowania wraz z paliwem. W takim przypadku w zbiorniku G nalezy przewidziec we wlasciwych miejscach odpowiednie przewody doplywowe, dysze lub tym podobne dla doprowadzenia tych substancji.W przedstawionym wykonaniu oznaczono odnos¬ nikiem 21 przewód doprowadzajacy, którego wylot znajduje sie w strefie F o zlozu nieruchomym. i przez który mozna dodatkowo wprowadzac do pa¬ liwa doprowadzonego przez wlot 10 do generatora i stanowiacego zasadniczy wsad dla procesu zgazo¬ wania, dalsze paliwo np. pyl weglowy, zwlaszcza wraz z czynnikiem zgazowujacym. Mozna równiez przewidziec kilka tego rodzaju przewodów dopro¬ wadzajacych.Dodatkowe paliwo, badz w postaci gazowej badz cieklej, pylowej lub innej mozna tez doprowadzac w strefe W o zlozu fluidalnym jak równiez w stre¬ fe zgazowania S pylu na przyklad przez kilka lub przez wszystkie przewody doprowadzajace 14 wzglednie 15. Pozostalosci zgazowania w strefie F o zlozu nieruchomym zostaja usuwane razem z po¬ zostalosciami zgazowania w strefie W o zlozu flu¬ idalnym w dolnym koncu zbiornika 6 przez sluze 6 lub przez inne odpowiednie urzadzenie.W zaleznosci od rodzaju czynnika zgazowujacego (np. powietrza, tlenu, C02, pary wodnej) ocaz ich stosunku ilosciowego i stosunku zmieszania mozna w zadany sposób oddzialywac na proces zgazowa¬ nia prowadzony sposobem wedlug wynalazku. Moz¬ na przy tym wytwarzac zarówno gaz grzejny iak i gaz syntezowy. W procesie ogólnym wystepuja na¬ stepujace przemiany chemiczne wraz z laczacymi sie ' z nimi zjawiskami cieplnymi, które w zgazowywa- nym zlozu nieruchomym przebiegaja kolejno i od¬ dzielnie pod wzgledem przestrzennym, jako ze za¬ chodza w znajdujacych sie jedne nad drugimi stre¬ fach o zlozu fluidalnym i strefach zgazowania pylu: C+02=C02 (spalanie C na C02) C+0=CO (spalanie C na CO) C+C02=2CO (redukcja C02) C+H20=CO+H2 (tworzenie sie gazu wodnego) CO+H20=C02+H2 (równowaga gazu wodnego) Na skutek wzrostu temperatury w strefie W o zlo¬ zu fluidalnym i/lub w strefie zgazowania S pylu mozna uzyskac znaczne obnizenie zawartosci C02, co równiez mozna uzyskac przez ogrzanie wstepne czynnika zgazowujacego. W takim przypadku ko¬ rzystnym jest zwiekszenie strefy chlodzonej w gór¬ nej czesci zbiornika C.Wykonanie wedlug fig. 2 rózni sie nieznacznie od wykonania wedlug fig. 1, przy czym takie same czesci urzadzenia oznaczono tymi samymi liczbami.W urzadzeniu wedlug fig. 2 wystepuje równiez zbiornik G generatora ze strefa zgazowania F o zlo¬ ze nieruchomym w czesci dolnej 1, ze strefa zga¬ zowania W o zlozu fluidalnym w znajdujacej sie nad nia czesci 2 oraz ze strefa zgazowania S pylu w czesci 3. 8 y W omawianym przykladzie wykonania zastosowa¬ no tez ruszt, obrotowy 4, przewód doplywowy 5 czynnika zgazowujacego, sluze 6 popiolu, plaszcz chlodzacy 7, przewody doplywowe 14 czynnika zga- 5 zowujacego i/lub czynnika przemieszczajacego do strefy W, oraz- umieszczone w tym wykonaniu w dwóch przeciwleglych miejscach wloty 10 pali¬ wa z przynaleznymi do nich urzadzeniami zasila¬ jacymi lub doprowadzajacymi 11 i umieszczonymi io na wejsciu sluzami 13 w które zadawany jest we¬ giel w kierunku onzaczonym na rysunku strzalka.Czesc 3 obejmujaca strefe zgazowania S pylu jest usytuowana dalej, w górnej czesci zamykajacej 16 posiadajacej nieco mniejsza srednice. Od czesci za- 15 mykajacej 16 odchodzi w góre wylot 20 gazu suro¬ wego wytwarzanego w generatorze S. Dalej, w czesci zamykajacej 16 umieszczony jest wymien¬ nik ciepla lub przegrzewacz 31 pary z wlotem. 32 pary i wylotem 33 pary, który stanowi wezownica 20 lub podobne urzadzenie. Za pomoca tego urzadzenia gaz surowy przeplywajacy w strone wylotu ulega ochlodzeniu. Pare opuszczajaca przegrzewacz 31 mozna zuzytkowac w dalszych agregatach calego urzadzenia do wytwarzania gazu lub wykorzysty- 25 wac ja poza tym urzadzeniem.W zbiorniku G w strefie zgazowania S pylu znaj¬ duje sie, podtrzymywany podporami ukosnymi 34 lub podobnymi elementami konstrukcyjnymi, dzwon 35 uksztaltowany w postaci szybu lub rury. Dzwon 35 jest usytuowany w taki sposób, ze stanowi on umieszczony osiowo przepust wewnetrzny 36 i prze¬ pust zewnetrzny 37, posiadajacy w przekroju po¬ przecznym ksztalt kolowy."W obszarze górnego kon¬ ca dzwonu 35 przewidziany jest ukjad dysz 38, do których .przewodem doplywowym, w danym przy¬ padku doprowadzonym z zewnatrz przewodem 15, doprowadza sie medium w postaci gazu. Otwory lub wyloty tych dysz skierowane sa zasadniczo ku do¬ lowi i do przepustu wewnetrznego 36 dzwonu 35, tak ze wywieraja one dzialanie podobne do dzia¬ lania wtryskiwacza.Jako medium, za pomoca którego zasila sie dy¬ sze 38, stosowany jest czynnik zgazowujacy a mia- 45 nowicie tlen i/lub para wodna. Moze jednak oka¬ zac sie korzystnym wprowadzenie do generatora przez dysze innego gazu, ewentualnie wytwarzane¬ go gazu surowego, równiez razem z czastkami od¬ dzielanymi w cyklonie lub tym podobnym urzadze- 50 niu- Oprócz przewodu zasilajacego dysze 38 w obszarze strefy S mozna równiez przewidywac przewody do¬ plywowe czynnika zgazowujacego, posiadajace wy¬ loty w tej strefie. 55 Dzwon 35 wyposazony jest korzystnie w uklad chlodzenia. Uklad ten moze byc uksztaltowany na przyklad w postaci plaszcza chlodzacego. Do tego rodzaju plaszcza chlodzacego mozna doprowadzic od dolu, przewodem 39, na przyklad wode, która jest 60 odprowadzana z dzwonu 35 w górnym jego koncu przewodem 40 na przyklad pod postacia pary.Przewód doprowadzajacy czynnik chlodzacy prze¬ chodzi korzystnie na wylot przez podpore ukosna 34 lub jest on utworzony przez sama podpore 34. 65 Równiez wszystkie istniejace podpory ukosne moga 30 35 40110 997 9 10 sluzyc jako przewody czynnika chlodzacego i wsku¬ tek tego moga same byc chlodzone.Moze równiez okazac sie korzystnym, wykorzys¬ tanie czynnika doprowadzanego do dysz 38, jako czynnika do chlodzenia dzwonu 35. Przy tym czyn¬ nik ten doprowadza sie przewodem 39 lub kilkoma tego rodzaju przewodami do plaszcza chlodzacego lub do ukladu chlodzenia dzwonu 35, a nastepnie z górnego konca tego ukladu chlodzenia odprowa¬ dza sie go przewodem laczacym 41 zaznaczonym na fig. 2 linia osiowa do dysz 38.Przez wdmuchiwanie majace charakter wtryski¬ wania czynnika zgazowujacego i/lub innego 'gazu poprzez dysze 38 wywoluje sie w strefie zgazowania S pylu przeplyw obiegowy poddanego zgazowaniu materialu znajdujacego sie w tej strefie, co mozna okreslic takze jako „prad obiegowy". Przy tym za kazdym razem material wsadowy z górnej czesci strefy S jest sprowadzany do dolu poprzez przepust wewnetrzny 36 dzwonu 35 i po opuszczeniu dzwonu 35 przeplywa ponownie do góry do zewnetrznej komory 37.W ten sposób uzyskuje sie korzystne zwiekszenie czasu przebywania materialu wsadowego w tej stre¬ fie. Dzieki temu odnosi sie miedzy innymi i taka korzysc, ze zgazowanie czastek pylu zawierajacych substancje weglowa przebiega z jeszcze wieksza in¬ tensywnoscia i ze uzyskuje sie równiez calkowity rozklad lotnych czesci skladowych, które moga nie ulec zgazowaniu w innych strefach.Ponadto czastki pylu doprowadza sie ponownie z górnej czesci strefy S do strefy fluidalnej W pod dzialaniem wdmuchiwanego przez dysze 38 czyn¬ nika poprzez przepust wewnetrzny 36 dzwonu 35.W ten sposób czastki pylu moga aglomerowac z in¬ nymi ciezszymi czasteczkami i jako takie moga sie osadzac. Nie obciazaja one juz zatem otrzymywa¬ nego gazu.Pozostale szczególy sposobu pracy generatora we¬ dlug fig. 2 sa takie same jak w przypadku genera¬ tora w wykonaniu przedstawionym na fig. 1.W zaleznosci od potrzeb i od rodzaju poddawane- ' go zgazowaniu paliwa mozna wykonac urzadzenie rózniace sie od przykladowych wykonan pokaza¬ nych na fig. 1 i 2, nie posiadajace równiez oddziel¬ nej strefy zgazowania pylu. W takim przypadku zbiornik G generatora obejmuje w zasadzie jedynie strefe zgazowania R o zlozu nieruchomym (genera¬ tor o zlozu nieruchomym). Gaz wytwarzany w zbior¬ niku G mozna wtedy odbierac z obszaru znajduja¬ cego sie nad strefa zgazowafiia o zlozu fluidalnym, na przyklad w podobny sposób jak w pokazanym na fig. 1 i 2, za pomoca czesci 16 i 20.Zasadnicza cecha wynalazku jest to, ze w jednym i tym samym zbiorniku generatora przewiduje sie generator F o zlozu nieruchomym i generator W o zlozu fluidalnym jako wspólnie polaczone urza¬ dzenia. W przypadku kolejnego uksztaltowania moz¬ na ponadto jeszcze przewidziec nad generatorem o zlozu fluidalnym strefe zgazowania pylu.Wszystkie cechy znamienne, wymienione w po¬ wyzszym opisie wynalazku lub tez przedstawione na rysunku, o ile pozwala na to stan techniki, na¬ lezy rozpatrywac zarówno oddzielnie jak i w po¬ laczeniu jako objete zakresem wynalazku.Sposób wedlug wynalazku przedstawiono blizej w ponizszym przykladzie jego wykonania.Przyklad. Do zbiornika generatora o prze¬ kroju poprzecznym szybu okolo 8,5 m2 i wysokosci 5 27 m doprowadza sie wegiel o ziarnistosci od 0 do 60 mm do strefy W o zlozu fluidalnym w sposób ciagly. analiza sitowa wegla: ' 1 mm=15% l-^ mm=30%i 4—S mm = 15% 8 mm=40% 15 20 50 55 sklad chemiczny wegla: woda= 4,11% popiól= 12,48% czesci lotne=38,16% Cfix=45,25% wartosc opalowa wegla: Hu=6,400 kcal/kg wytwarzanie gazu: 20,000 Nm3/h=2,350 Nm3/m2 szybu 25 (przy pracy bezcisnieniowej) sklad gazu surowego: C02=14,8% CO=41,0% 30 H2=39,0% CH4= 2,0% N2= 2,0% H2S= 1,2% zuzycie: 02 — 5,120 m3/h, pary — 3,570 kg/h we- 35 gla 10,000 kg/h zgazowanie w zlozu nieruchomym (F): 420 m3/h02, 1,270 kg/h pary zgazowanie w zlozu fluidalnym (W): 3,500 m3/h 02, 2,000 kg/h pary 40 zgazowanie w strefie zgazowania pylu (S): 1,200 m3/h 02, 300 kg/h pary temperatura mierzona w strefie F: 900°C (lokalnie wyzsza) temperatura mierzona w strefie W: 950°C (lokal- 45 nie wyzsza) temperatura mierzona w strefie S: J,050°C (lo¬ kalnie wyzsza) sprawnosc zgazowania: Hu gazu = 71% Hu wegla sprawnosc termiczna: Hu gazu+Hu pary odlotowej Hu wegla =81% Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zgazowania paliw stalych o róznych * wielkosciach ziaren w komorze reakcyjnej, do któ- 60 rej wprowadza sie paliwo stale i do której zostaja doprowadzone czynniki zgazowujace, przy czym czesc paliwa zostaje zgazowana w dolnej strefie sta¬ lego zloza, a czesc w wyzej polozonej strefie, zna¬ mienny tym, ze ponad strefa stalego zloza wytwarza 65 sie warstwe wirowa, a ponad warstwa wirowa prze-11 prowadza sie. zgazowanie pylu, przy czym paliwo stale wprowadza sie do warstwy wirowej, a do wszystkich trzech stref, to znaczy do zloza stalego, warstwy wirowej i strefy zgazowania pylu doprowa¬ dza sie czynniki zgazowujace w taki sposób, ze zgazowanie róznych ilosci paliwa stalego doprowa¬ dzonego do strefy wirowej przeprowadza sie w jed¬ nej Jedynej komorze reakcyjnej w trzech polaczo¬ nych ze soba procesach czesciowych, które w wyni¬ ku daja wspólny proces, przy czym w strefie zloza stalego zgazowuje sie spadajace ze strefy wirowej czesci paliwa w kawalkach, a w strefie zgazowania pylu czesc paliwa w postaci pylu. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze poddawanemu zgazowaniu materialowi nadaje sie w strefie zgazowania pylu ruch przeplywowy w kie¬ runku obiegowym, przez wdmuchiwanie do tej stre¬ fy czynnika w postaci gazowej. .. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze oprócz paliw stalych stanowiacych podstawowy material wsadowy wprowadza sie do komory re¬ akcyjnej równiez paliwo w postaci plynnej i/lub ga¬ zowej. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze oprócz paliw stalych stanowiacych podstawowy material wsadowy wprowadza sie do komory reak¬ cyjnej dodatkowe paliwo w postaci pylu. 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze kolejne paliwa wprowadza sie do komory reakcyj¬ nej razem z czynnikami zgazowujacymi. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze paliwo stale wprowadza sie w sposób nieciagly. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zgazowanie przeprowadza sie przy cisnieniu wyz¬ szym od atmosferycznego. . 8. Urzadzenie do zgazowywania paliw stalych o róznych wielkosciach ziaren zawierajacych zbior¬ nik reaktora z komora reakcyjna i co najmniej jed¬ nym urzadzeniem do doprowadzania paliwa wraz z przylaczami do doprowadzania i odprowadzania skladników procesu, znamienne tym, ze dolna czesc (1) zbiornika (G) jest uksztaltowana jako strefa (F) zgazowania o zlozu stalym i posiada co najmniej jeden przewód doplywowy (5) czynnika zgazowuja- cego, a nad nia znajduje sie czesc (2) stanowiaca strefe.(W) zgazowania warstwy wirowej z co naj¬ mniej jednym przewodem doplywowym (14) czyn¬ nika zgazowujacego i/lub przemieszczajacego, a górna czesc komory stanowi strefe (S) zgazowania pylu z co najmniej jednym przewodem (15) dopro¬ wadzajacym czynnik zgazowujacy, przy czym'urza¬ dzenie zawiera co najmniej jeden wlot (10) paliwa w obszarze strefy (W) zgazowania warstwy wiro¬ wej, a zbiornik (G) reaktora rozszerza sie ku górze w, obszarze strefy (W) zgazowania warstwy wirowej. 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze strefa (F) zgazowania o zlozu stalym jest uksztal¬ towana podobnie do generatora z rusztem obro¬ towym. 0 997 12 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze zbiornik (G) co najmniej w czesci strefy (F) zga¬ zowania o zlozu stalym jest wyposazony w plaszcz wodny(7). . / 5 11. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze zbiornik (G) co najmniej w czesci strefy (S) zga¬ zowania pylu jest wyposazony w zespól chlodzacy. 12. Urzadzenie wedlug zastrz/ 8, znamienne tym, ze wewnatrz strefy zgazowania (W) wzglednie (S) io lub (F) przewidziane sa wloty czynnika zgazowuja¬ cego rozmieszczone na róznych wysokosciach. ¦ 13. Urzadzenie do zgazowywania paliw stalych o róznych wielkosciach ziaren, zawierajace zbiornik reaktora z komora reakcyjna i co najmniej jednym 15 urzadzeniem do doprowadzania paliwa oraz z przy¬ laczami do doprowadzania i odprowadzania sklad¬ ników procesu, znamienne tym, ze dolna czesc (1) zbiornika (G) jest uksztaltowana jako strefa (F) zgazowania o zlozu stalym i posiada co najmniej 20 jeden przewód doplywowy (5) czynnika zgazowu¬ jacego, a nad nia znajduje sie czesc (2) stanowiaca strefe (W) zgazowania warstwy wirowej z co naj¬ mniej jednym przewodem doplywowym (14) czyn^ nika* zgazowujacego i/lub przemieszczajacego, a w 25 górnej czesci komora jest uksztaltowana jako stre¬ fa (8) zgazowania pylu z co .najmniej jednym prze¬ wodem (15) doprowadzajacym czynnik zgazowujacy, przy czym urzadzenie zawiera co najmniej jeden wlot (10) paliwa w obszarze strefy (W) zgazowania 30 warstwy wirowej, a' w strefie (S) zgazowania pylu jest przewidziany dzwon (35) posiadajacy zasadniczo ksztalt szybu albo rury, przy czym w obszarze górnego konca dzwonu (35) umieszczone sa jedna lub kilka dysz (38) lub podobnych urzadzen, skiero- '35 wanych do wnetrza dzwonu (35) sluzacych do wdmu¬ chiwania czynnika. - 14. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze strefa (F) zgazowania o zlozu stalym jest uksztal¬ towana podobnie do generatora z rusztem obro- 40 towym. 15. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze zbiornik (G) co najmniej w czesci strefy (F) zga¬ zowania o zlozu stalym jest wyposazony w plaszcz wodny(7). . 45 16. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze zbiornik (G) co najmniej w czesci strefy (S) zga¬ zowania pylu jest wyposazony w zespól chlodzacy. 17. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, 50 ze wewnatrz strefy zgazowania (W) wzglednie (S) lub (F) przewidziane sa wloty czynnika zgazowuja¬ cego rozmieszczone na róznych wysokosciach. 18. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze dzwon (35) jest wyposazony w zespól chlodzacy 55 (39, 40). 19. Urzadzenie wedlug zastrz. 13 albo 18, znamien¬ ne tym, ze czynnik doprowadzany do dysz (38) lub podobnych urzadzen stanowi czynnik chlodzacy dzwonu (35).110 997 i-3 Y2 1 FIG. 1 IM K'3 FIG-2 PL PL

Claims

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zgazowania paliw stalych o róznych * wielkosciach ziaren w komorze reakcyjnej, do któ- 60 rej wprowadza sie paliwo stale i do której zostaja doprowadzone czynniki zgazowujace, przy czym czesc paliwa zostaje zgazowana w dolnej strefie sta¬ lego zloza, a czesc w wyzej polozonej strefie, zna¬ mienny tym, ze ponad strefa stalego zloza wytwarza 65 sie warstwe wirowa, a ponad warstwa wirowa prze-11 prowadza sie. zgazowanie pylu, przy czym paliwo stale wprowadza sie do warstwy wirowej, a do wszystkich trzech stref, to znaczy do zloza stalego, warstwy wirowej i strefy zgazowania pylu doprowa¬ dza sie czynniki zgazowujace w taki sposób, ze zgazowanie róznych ilosci paliwa stalego doprowa¬ dzonego do strefy wirowej przeprowadza sie w jed¬ nej Jedynej komorze reakcyjnej w trzech polaczo¬ nych ze soba procesach czesciowych, które w wyni¬ ku daja wspólny proces, przy czym w strefie zloza stalego zgazowuje sie spadajace ze strefy wirowej czesci paliwa w kawalkach, a w strefie zgazowania pylu czesc paliwa w postaci pylu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze poddawanemu zgazowaniu materialowi nadaje sie w strefie zgazowania pylu ruch przeplywowy w kie¬ runku obiegowym, przez wdmuchiwanie do tej stre¬ fy czynnika w postaci gazowej. 3. ..

3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze oprócz paliw stalych stanowiacych podstawowy material wsadowy wprowadza sie do komory re¬ akcyjnej równiez paliwo w postaci plynnej i/lub ga¬ zowej.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze oprócz paliw stalych stanowiacych podstawowy material wsadowy wprowadza sie do komory reak¬ cyjnej dodatkowe paliwo w postaci pylu.

5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze kolejne paliwa wprowadza sie do komory reakcyj¬ nej razem z czynnikami zgazowujacymi.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze paliwo stale wprowadza sie w sposób nieciagly.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zgazowanie przeprowadza sie przy cisnieniu wyz¬ szym od atmosferycznego. 8. .

8. Urzadzenie do zgazowywania paliw stalych o róznych wielkosciach ziaren zawierajacych zbior¬ nik reaktora z komora reakcyjna i co najmniej jed¬ nym urzadzeniem do doprowadzania paliwa wraz z przylaczami do doprowadzania i odprowadzania skladników procesu, znamienne tym, ze dolna czesc (1) zbiornika (G) jest uksztaltowana jako strefa (F) zgazowania o zlozu stalym i posiada co najmniej jeden przewód doplywowy (5) czynnika zgazowuja- cego, a nad nia znajduje sie czesc (2) stanowiaca strefe.(W) zgazowania warstwy wirowej z co naj¬ mniej jednym przewodem doplywowym (14) czyn¬ nika zgazowujacego i/lub przemieszczajacego, a górna czesc komory stanowi strefe (S) zgazowania pylu z co najmniej jednym przewodem (15) dopro¬ wadzajacym czynnik zgazowujacy, przy czym'urza¬ dzenie zawiera co najmniej jeden wlot (10) paliwa w obszarze strefy (W) zgazowania warstwy wiro¬ wej, a zbiornik (G) reaktora rozszerza sie ku górze w, obszarze strefy (W) zgazowania warstwy wirowej.

9. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze strefa (F) zgazowania o zlozu stalym jest uksztal¬ towana podobnie do generatora z rusztem obro¬ towym. 0 997 12

10. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze zbiornik (G) co najmniej w czesci strefy (F) zga¬ zowania o zlozu stalym jest wyposazony w plaszcz wodny(7). . / 5

11. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze zbiornik (G) co najmniej w czesci strefy (S) zga¬ zowania pylu jest wyposazony w zespól chlodzacy.

12. Urzadzenie wedlug zastrz/ 8, znamienne tym, ze wewnatrz strefy zgazowania (W) wzglednie (S) io lub (F) przewidziane sa wloty czynnika zgazowuja¬ cego rozmieszczone na róznych wysokosciach. 13. ¦

13. Urzadzenie do zgazowywania paliw stalych o róznych wielkosciach ziaren, zawierajace zbiornik reaktora z komora reakcyjna i co najmniej jednym 15 urzadzeniem do doprowadzania paliwa oraz z przy¬ laczami do doprowadzania i odprowadzania sklad¬ ników procesu, znamienne tym, ze dolna czesc (1) zbiornika (G) jest uksztaltowana jako strefa (F) zgazowania o zlozu stalym i posiada co najmniej 20 jeden przewód doplywowy (5) czynnika zgazowu¬ jacego, a nad nia znajduje sie czesc (2) stanowiaca strefe (W) zgazowania warstwy wirowej z co naj¬ mniej jednym przewodem doplywowym (14) czyn^ nika* zgazowujacego i/lub przemieszczajacego, a w 25 górnej czesci komora jest uksztaltowana jako stre¬ fa (8) zgazowania pylu z co .najmniej jednym prze¬ wodem (15) doprowadzajacym czynnik zgazowujacy, przy czym urzadzenie zawiera co najmniej jeden wlot (10) paliwa w obszarze strefy (W) zgazowania 30 warstwy wirowej, a' w strefie (S) zgazowania pylu jest przewidziany dzwon (35) posiadajacy zasadniczo ksztalt szybu albo rury, przy czym w obszarze górnego konca dzwonu (35) umieszczone sa jedna lub kilka dysz (38) lub podobnych urzadzen, skiero- '35 wanych do wnetrza dzwonu (35) sluzacych do wdmu¬ chiwania czynnika. -

14. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze strefa (F) zgazowania o zlozu stalym jest uksztal¬ towana podobnie do generatora z rusztem obro- 40 towym.

15. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze zbiornik (G) co najmniej w czesci strefy (F) zga¬ zowania o zlozu stalym jest wyposazony w plaszcz wodny(7). . 45

16. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze zbiornik (G) co najmniej w czesci strefy (S) zga¬ zowania pylu jest wyposazony w zespól chlodzacy.

17. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, 50 ze wewnatrz strefy zgazowania (W) wzglednie (S) lub (F) przewidziane sa wloty czynnika zgazowuja¬ cego rozmieszczone na róznych wysokosciach.

18. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze dzwon (35) jest wyposazony w zespól chlodzacy 55 (39, 40).

19. Urzadzenie wedlug zastrz. 13 albo 18, znamien¬ ne tym, ze czynnik doprowadzany do dysz (38) lub podobnych urzadzen stanowi czynnik chlodzacy dzwonu (35).110 997 i-3 Y2 1 FIG. 1 IM K'3 FIG-2 PL PL