PL116168B1 - Apparatus for coal gasification with deslagging - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest gazyfikator wegla kamien¬ nego z odzuzlaniem, a zwlaszcza gazyfikator w którym wegiel kamienny lub inne paliwo weglowe jest wprowadza¬ ne od góry w kolumnowy zbiornik gazyfikujacy i zostaje zgazyfikowane pod wysokim cisnieniem i wysokiej tempe¬ raturze za pomoca gazu, przykladowo tlenu lub pary wod¬ nej, wprowadzanego w warstwe paliwa poprzez dysze.Resztkowy popiól zbiera sie jako roztopiony zuzel i zelazo w trzonie zbiornika skad nastepuje okresowe odprowadzanie zwane zwykle spuszczaniem zuzla do dolu poprzez wylot albo otwór spustu zuzla w trzonie do wody znajdujacej sie w zbiorniku komory gaszacej. Zwykle, roztopiony zuzel i zelazo utrzymuje sie w trzonie przez kierowanie goracych produktów spalania z palnika umieszczonego ponizej otworu spustowego, aby utrzymac kapiel zuzla i zelaza w trzonie. Spust roztopionego zuzla i zelaza rozpoczyna sie i kontroluje poprzez zatrzymanie lub zmniejszenie strumienia gazów z palnika i zmniejszenie cisnienia w ko¬ morze gaszacej przez kontrolowane odpowietrzanie poprzez jej uklad odpowietrzania, tak aby wytworzyc cisnienie rózni¬ cowe pomiedzy komora gaszaca i zbiornikiem gazyfikatora.Znane sa takie gazyfikatory ze spuszczaniem zuzla z opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 977122 oraz publikacji The Gas Council Research Communication nr GC 50 i GC 112.Podczas dzialania gazyfikatorów spust zuzla i trzon podlegaja agresywnej erozji, korozji i uszkodzeniom ciepl¬ nym, przez stopiony zuzel i zelaz.o. Wysoka temperatura i ruch zuzla i zelaza podczas spustu zuzla i podczas pod¬ trzymywania zuzla powoduja, ?e rnaterialy tworzace spust 15 25 30 zuzla oraz jego bezposrednie otoczenie w trzonie podlegaja glównie erozji i uszkodzeniom cieplnym.Zadaniem wynalazku jest opracowanie urzadzenia bez wspomnianych wad. Cel ten zostal zrealizowany wedlug wynalazku, w którym gazyfikator z odzuzlaniem zawiera¬ jacy zbiornik gazyfikujacy, elementy do wprowadzania wegla w ten zbiornik, elementy do wprowadzania tlenu i pary wodnej do zbiornika oraz trzon umieszczony u dolu zbiornika, przy czym trzon ten zawiera chlodzony ciecza czlon spustu zuzla z otworem usuwania zuzla usytuowanym centralnie w trzonie dla usuwania zuzla ze zbiornika, charakteryzuje sie tym, ze trzon zawiera wyjmowany, chlodzony ciecza czlon pierscieniowy usytuowany nad czlonem spustu zuzla, przy czym otwory czlonu spustu zuzla i czlonu pierscieniowego sa usytuowane w jednej linii pionowej, aby usuwac przez nie zuzel.Korzystnie, czlon pierscieniowy osadzony jest z góry na czlonie spustu zuzla, tak aby powstalo polaczenie pomiedzy ich stykajacymi sie wzajemnie ze soba powierzchniami, a czlon pierscieniowy moze byc wykonany z przebiegajaca do dolu czescia przy dolnym obszarze swego otworu aby zapewnic uszczelnienie przy polaczeniu i uniemozliwie wejscie roztopionego zuzla w to polaczenie. Korzystnie, taka rozciagajaca sie do dolu czesc moze miec postac pier¬ scieniowego wystepu w ksztalcie dziobu lub wargi. Ze¬ wnetrzna powierzchnia obwodowa tego wystepu jest do¬ pasowana do wewnetrznej powierzchni obwodowej otworu spustu zuzla, tak aby stykala sie z nia szczelnie.Odpornosc pierscieniowego czlonu i czlonu spustu zuzla na erozje zalezy od krytycznych czynników konstrukcji 116 168116 168 dotyczacych miedzy innymi przewodnictwa cieplnego zastosowanego materialu ksztaltu i geometrii korpusu metalowego, wymiaru i kszjtaltu otworu oraz wymiaru dlugosci i usytuowania kanalów chlodziwa w stosunku do powierzchni wystawionych na dzialanie ciepla.Ilosc i predkosc przeplywajacego cieklego chlodzenia jest takze waznym czynnikiem przy konstrukcji pierscieniowego czlonu trzonu i czlonu spustu zuzla poniewaz odsloniete powierzchnie musza byc wydajne chlodzone dla utrzymania mozliwych do przyjecia temperatur powierzchni, ale z dru¬ giej strony wazne jest aby nadmierne ilosci ciepla nie byly odprowadzane z trzonu. Typowo, korzystne sa predkosci przeplywu cieczy, chlodzacej rzedu 0,6—1 m/s, aby otrzy¬ mac stala temperature scianek kanalu.Korzystnie, czlon spustu zuzla i czlon pierscieniowy trzonu wykonane sa z miedzi albo ze stopu miedzi. Ko¬ rzystnie takze kanaly chlodziwa maja ksztalt spiralny a ich zwoje przebiegaja przynajmniej wokól i w poblizu odslonietych powierzchni pierscieniowego czlonu trzonu i czlonu spustu zuzla.Korzystnie kanaly chlodziwa moga byc utworzone przez zwinieta spiralnie rurke metalowa, której konce wystaja na zewnatrz z otaczajacej masy metalu aby utworzyc wlot - iwylot. ~~ Korzystnie górna pierscieniowa powierzchnia czlonu trzonu ma ksztalt miski,* a wewnetrzna scianka obwodowa jest wykonana jako powierzchnia obrotowa, której profil tworzy rozbiezny lub zbiezny lejek przechodzacy w we¬ wnetrzny profil otworu spustu zuzla.Normalnie obszar trzonu otaczajacy pierscieniowy czlon trzonu jest pochylony ku dolowi i bedzie utworzony przez warstwe materialu zaroodpornego z umieszczonymi w nim przewodami chlodzonymi ciecza. Jednakze tam, fdzie przykladowo pochyly trzon jest wylozony lub dodatkowo wykonany z kilku czesciowo zachodzacych na siebie pier¬ scieniowych warstw cegiel zaroodpornych, na pierscie¬ niowym czlonie trzonu moze byc osadzona najnizsza war¬ stwa pierscieniowa cegiel, która korzystnie moze byc chlo¬ dzona przez wzajemny styk z chlodzonym ciecza czlonem trzonu, który wspiera te warstwe.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia podluzny przekrój poprzez gazyfikator ze stalym zlozem ze spuszczaniem zuzla zawierajacy konstrukcje trzonu wedlug wynalazku, a fig. 2 — przekrój podluzny przez pierscieniowa konstrukcje trzonu pokazana na fig. 1.Gazyfikator przedstawiony na fig. 1, ma wylozona zaro¬ odpornie bedaca pod cisnieniem komore gazyfikacji 10, o której wegiel jest doprowadzany z leja zsypowego 12 i rozdzielany przez obrotowe urzadzenie rozdzielajace 14.Tlen i para wodna sa wprowadzane w zloze paliwa (nie pokazano) poprzez dysze 16.W gazyfikatorze, roztopkny[zuzel gromadzi sie w trzonie 18 i jest okresowo spuszczany poprzez wylot lub spust zuzla 20 do zbiornika wodnego 22 umieszczonego w komorze gaszacej 24, gdzie zuzel jest gwaltownie ochladzany w ob¬ szarze burzliwego przeplywu wody wyplywajacej z perfo¬ rowanego pierscienia rurowego 26 zanim zostanie prze¬ kazany do leja zsypowego 28, po zadzialaniu zaworu 30, w postaci gestego, drobnoziarnistego spieku z pewna iloscia wódy gaszacej. Spiek taki zostaje wyladowany z leja zsy¬ powego 28 na przenosniki 32. Woda doprowadzana do pierscienia gaszacego 26 poprzez wlot 34 moze czesciowo pochodzic z recyrkulacji poprzez wyloty 36, 38 z komory gaszacej 24-z leja zuzlowego 28 za posrednictwem pompy 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 i filtru (nie pokazane). Obszar trzonu otaczajacy spust zuzla 20 wyposazony jest w pierscieniowy czlon 40.Zgodnie z fig. 2, komora gaszaca 24 jest przymocowana gazoszczelnie do dna komory gazyfikatora 10 za posred¬ nictwem wyjmowanego, warstwowego zespolu kolnierzo¬ wego 41, który sklada sie z cylindrycznej tulei stalowej 42. posiadajacej gruby, stalowy czlon kolnierzowy 44 przyspa- wany do jej dolnego konca i stalowy pierscieniowy korpus- 46 przyspawany do jej górnego konca. Spust zuzla 20 wsparty jest przez korpus 46 za pomoca srub 47.Woda chlodzaca doprowadzana jest do zwojowych kana¬ lów wodnych 51 uformowanych w spuscie zuzla 20 poprzez rure wlotowa 52 i rure wylotowa 54, których polaczenia zewnetrzne 56, 58 przechodza przez kolnierz 44. Pierscie¬ niowy czlon trzonu 40 wsparty jest na górnej stronie czlonu spustu zuzla 20 i na pierscieniowym korpusie 46 46. Woda chlodzaca jest równiez doprowadzana do zwinietych ka¬ nalów wodnych 67 uformowanych, w odlewie 66 poprzez rure wlotowa 68 i rure wylotowa 69, których zewnetrzne- polaczenia równiez przechodza przez kolnierz 44. Palnik pierscieniowy 60 z mieszaniem dyszowym zamocowany jest wspólosiowo ponizej czlonu spustu zuzla 20 wokól jego srodkowego otworu a przewody 61 doprowadzajace do tego palnika powietrze i/lub tlen praz gaz maja przela¬ cza (nie pokazane) w kolnierzu 44.Korzystnie zespól 41 jest unieruchomiony gazoszczelnie- za pomoca srub (nie pokazano), które podciagaja do góry kolnierz komory gaszacej w kierunku kolnierza przy pod¬ stawie komory gazyfikatora tak, aby zacisnac pomiedzy nimi kolnierz 44 zespolu (fig. 1). Z takiej konstrukcji palnik 60, spust zuzla 20 i pierscieniowy czlon trzonu mozna latwo demontowac dla konserwacji przez odkrecenie i opusz¬ czanie komory gaszacej w stosunku do zbiornika gazyfi¬ katora i przez wyciagniecie warstwowego zespolu kolnie¬ rzowego 41.Wzajemny styk pomiedzy dolna powierzchnia czlonu trzonu 40 a górna powierzchnia czlonu spustu zuzla 2fr tworzy pomiedzy riimi polaczenie 68, a w celu unikniecia uszkodzenia powodowanego przez przeciek roztopionego zuzla przez takie polaczenie czlon trzonu 40 wykonany jest z rozciagajacym sie ku dolowi pierscieniowym dziobem. 70, którego zewnetrzna powierzchnia obwodowa dopaso¬ wana jest do pochylej powierzchni 71 otworu spustu zuzla^ z która styka sie. Konstrukcja taka skutecznie zapewnia uszczelnienie wymienionego polaczenia.Chociaz w przedstawionym korzystnym przykladzie wykonania obrotowa powierzchnia otworu 72 czlonu trzonu ma profil zbiezny ku dolowi, w niektórych przypadkach moze byc to profil rozbiezny ku dolowi, co bedzie skutecz¬ niej chronilo czlon spustu zuzla przez turbulencje wywolana w gazyfikatorze i potencjalnym wymywaniem przez zuzel i zelazo, a oprócz tego bedzie to pomagalo w powstrzymy¬ waniu tworzenia sie pecherzyków i pulsowania wynikaja¬ cego ze wspólpracy palnika z roztopionym zuzlem.Zastrzezenia patentowe 1. Gazyfikator wegla kamiennego z odzuzlaniem za¬ wierajacy zbiornik gazyfikujacy, elementy do wprowadza¬ nia wegla w ten zbiornik elementy do wprowadzania tlenu, i pary wodnej do zbiornika oraz trzon umieszczony u dolu. zbiornika, przy czym trzon ten zawiera chlodzony ciecza czlon spustu zuzla z otworem usuwania zuzla usytuowanym centralnie w trzonie, znamienny tym, ze trzon (18) za¬ wiera wyjmowany chlodzony ciecza czlon pierscieniowy (40) umieszczony nad czlonem spustu zuzla (20), przy czym otwór (71) czlonu spustu zuzla (20) i otwór (72116 168 pierscieniowego czlonu trzonu (40) sa usytuowane w jednej linii pionowej. 2. Gazyfikator wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierscieniowy czlon trzonu (40) osadzony jest na szczycie czlonu spustu zuzla (20), tak aby powstalo polaczenie pomiedzy ich wzajemnie stykajacymi sie powierzchniami, a czlon trzonu (40) wykonany jest z przebiegajaca ku dolowi czescia (70) w dolnym obszarze jego otworu, dla zapewnie¬ nia uszczelnienia polaczenia w celu unikniecia przenikania roztopionego zuzla w to polaczenie. 3. Gazyfikator wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze czesc (70) przebiegajaca ku dolowi ma postac pierscieniowego przedluzenia w ksztalcie dzioba lub wargi,^ którego ze¬ wnetrzna powierzchnia obwodowa jest dopasowana do wewnetrznej powierzchni obwodowej otworu (71) spustu zuzla.FIGI F=^ FIG.2. 6i\\4P 70 72 66 PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Gazyfikator wegla kamiennego z odzuzlaniem za¬ wierajacy zbiornik gazyfikujacy, elementy do wprowadza¬ nia wegla w ten zbiornik elementy do wprowadzania tlenu, i pary wodnej do zbiornika oraz trzon umieszczony u dolu. zbiornika, przy czym trzon ten zawiera chlodzony ciecza czlon spustu zuzla z otworem usuwania zuzla usytuowanym centralnie w trzonie, znamienny tym, ze trzon (18) za¬ wiera wyjmowany chlodzony ciecza czlon pierscieniowy (40) umieszczony nad czlonem spustu zuzla (20), przy czym otwór (71) czlonu spustu zuzla (20) i otwór (72116 168 pierscieniowego czlonu trzonu (40) sa usytuowane w jednej linii pionowej. 2. Gazyfikator wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierscieniowy czlon trzonu (40) osadzony jest na szczycie czlonu spustu zuzla (20), tak aby powstalo polaczenie pomiedzy ich wzajemnie stykajacymi sie powierzchniami, a czlon trzonu (40) wykonany jest z przebiegajaca ku dolowi czescia (70) w dolnym obszarze jego otworu, dla zapewnie¬ nia uszczelnienia polaczenia w celu unikniecia przenikania roztopionego zuzla w to polaczenie. 3. Gazyfikator wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze czesc (70) przebiegajaca ku dolowi ma postac pierscieniowego przedluzenia w ksztalcie dzioba lub wargi,^ którego ze¬ wnetrzna powierzchnia obwodowa jest dopasowana do wewnetrznej powierzchni obwodowej otworu (71) spustu zuzla. FIGI F=^ FIG.
2. 2. 6i\\4P 70 72 66 PL