Opis patentowy opublikowano: 15.12.1983 Twórca wynalazku: Gernot Staudinger Uprawniony z patentu: Voest-Alpine AG., Wieden (Austria) 120466 Int. Cl.3 C10J 3/16 Sposób zgazowania wegla i urzadzenie do zgazowywania wegla Przedmiotem wynalaaku jest sposób i urzadze¬ nie do zgazowywania wegla za posrednictwem tle¬ nu lub gazu, zawierajacego tlen i pary wodnej.Pyl weglowy zgazowuje sie w co najmniej jed¬ nym palniku za posrednictwem tlenu lub zawiera¬ jacego tlen gazu oraz pary. Powstajacy w procesie zgazowania wegla gaz pierwotny prowadzi sie przez znajdujacy sie w zgazowaczu szybowym grubszy wegiel, który w postaci zasypu z kawal¬ ków wegla, tworzacego górna i dolna powierzch¬ nie swobodna, korzystnie w przeciwpradzie, pod cisnieniem od dolu do góry, z wytwarzaniem pro¬ duktu gazowego i tworzeniem cieklego zuzla.Przez wegiel rozumie sie tu najrozmaitsze pali¬ wa, zawierajace wolny wegiel, takie jak antracyt, wegle bitumiczne, wegiel brunatny, sadze, brykie¬ ty. Zamiast frakcji drobnoziarnistej moga równiez znalezc zastosowanie paliwa ciekle lub gazowe.W wyniku zgazowania powstaje gaz zawierajacy jednotlenek wegla oraz wodór. Tego rodzaju gaz moze sluzyc w zaleznosci od swego skladu jako gaz palny do zastosowania w ogniwach paliwo¬ wych, lecz takze do syntezy, np. amoniaku, meta¬ nolu, weglowodorów, fosgenu oraz oksoalkoholi.W przypadku zgazowania autotermiczneigo, któ¬ re lezy u podstaw wynalazku, zachodzi zatem po¬ laczenie zgazowania grubszego wegla, korzystnie w kawalkach, przy podwyzszonym cisnieniu, ko¬ rzystnie w zlozu stalym w przeciwpradzie, ze zga- zowaniem pylu weglowego przy podwyzszonym 2 cisnieniu we wspólpradzie, przy czym przez od¬ powiednie prowadzenie procesu dazy sie do tego, aby proces przebiegal w zakresie temperatur po¬ wyzej temperatury mieknienia popiolu, zas zuzel 5 odprowadzony byl z bezrusztowego zgazowywacza szybowego w stanie cieklym. Grubszy wegiel, któ¬ ry wystepuje w postaci zasypu, zlozonego z wegla w kawalkach, przejmuje przy tym funkcje zespo¬ lu chlodzacego i filtrujacego w odrnesieniu do go- io racego gazu pierwotnego, doprowadzonego do dol¬ nej czesci zgazowywacza szybowego. Zapotrzebo¬ wanie na cieplo, niezbedne do procesu, potorywa sie przez czesciowe spalanie pylu weglowego z tlenem. 15 W przypadku autotermicznego zgazowywania wegla za pomoca tlenu znane sa trzy zasady dzia¬ lania : 1. Zgazowywarnie strumienia lotnego, przy któ¬ rym stosuje sie drobno zmielony pyl weglowy to i wytwarza sie gaz o wysokiej temperaturze i ma¬ lej zawartosci metanu. 2. Zgazowywanie w zlozu fluidalnym, pnzy któ¬ rym stosuje sie wegiel o sredniej ziarnistosci i osiaga sie srednie temperatury gazu. 23 3. Zgazowywanie szybowe, przy którym uzywa sie wegla w kawalkach i wytwarza sie gaz o niz¬ szej temperaturze i — jesli nie stosuje sie kok¬ su — duzej zawartosci metanu.Ze wzgledu na mala ekonomicznosc cieplna zga- 30 zowywaczy z pylem lotnym oraz wrazliwosc zga- 120 466120 466 3 procea» ^roiiha « vdmuchiwanie pa Kmsflibti rtiy^ frwtotsacza niemr zowywaczy szybowych na mial weglowy (propono¬ wano juz rozmaite polaczenia obu metod.Znany jest sposób zgaizowywania wegla wymie¬ nionego na wstepie rodzaju, w którym wegiel roz¬ dziela sie przez odsiewanie na frakcje brylkcwa czyli kawalkowa i frakcje pylowa i doprowadza sie te frakcje brylkowa do zgazowywacza szybo^ wego, natomiast pyl weglowy zgazowuje s:e w palniku, zas powistaijacy przy tym gaz pierwotny doprowadza sie do zgazowywacza szybowego, w celu wysuszenia i zgazowania wegla w kawalkrch.Ciekly zuzel gromadzi sie na pochylym dnie zga¬ zowywacza szybowego przed uksztaltowana w po¬ staci stoku dolna powierzchnia swococinego zaisy- z wegla w kawalkach i mozna go stamtad pz odprowadzenie zuzla. Na alywac w znany sposób pnzez wodnej. W przypadku tego ezne jest odprowadzanie zuzla gdy pracuje sie pod cdsnie- Ijest ponadto nieekonomiczny, poniewaz nalezy wydatkowac dodatkowa encirgie na doprowadzenie pary wodnej.Znane jest rozwiazanie, w którym w celu po¬ prawienia bilansu cieplnego w piroceslie zgazowy- wania, zuzel, splywajacy do dolnej czesci zgazo¬ wywacza szybowego natychmiast gasi sie w ob¬ rebie zgazowywacza szybowego i granuluje w ka¬ pieli wodnej. Ciekly zuzel groimadizii sie przy tym najpierw w specjalnej wannie, z której przeplywa on do kapieli wodnej, znajdujacej sie pod zgazo- wywaczem szybowym. Para wodna, powstajaca po doprowadzeniu zuzla do kapieli wodnej, tloczy sie do górnej czesci zgazowywacza szybowego ponad strefe topnieniia zuzla. Ma sie w ten sposób nie dopuscic do tego, aby para wodna dochodzila do doilnej czesci reaktora szybowego. W przypadku tego sposobu mozliwe jest tylko niedostateczne wykorzystanie zawartego w cieklym zuzlu ciepla, poniewaz powstajaca pare wykorzystuje sie w nie¬ zadowalajacym stopniu jako pare, uczestniczaca w procesie.Znany jest z Chem. Ing. Technik nr 1/1956 r., strony 2t5 do 30, generator kapieli zuzlowej, w którym paliwo pylowe oraz czynniki zgazowujace wdmuchuje sie oddiziednymi dyszami do zgazowy¬ wacza szybowego pochylo w dól w przyblizeniu statycznie na wysokosci przelewu zuzlowego, znajdujacego sie przy dnie zgazowywacza szybo¬ wego. Przelewajacy sie zuzel doplywa do kapieli wodnej, mieszczacej sie pod dnem zgazowywacza szyibowego, w celu granulacji. W przypadku do¬ prowadzania paTy wodnej do procesu zgaizowywa¬ nia nalezy te ostatnia wytwarzac oddzielnie.Znane jest z opisu patentowego RFN nr 104)2817, podawanie gazu pierwotnego przez dwa boczne zgazoiwywaicze pylowe i poprzez zasyp w zgazo- wyiwaczu szybowym, przy czym pyl weglowy mie¬ sza sie dokladnie z tlenem, zanim dotrze on na zasyp z wegla lub koksu w kawalkach, poniewaz w przeciwnym przypadku zloze zostaloby zatkane.W sposobie tym mozna odprowadzac popiól w sta¬ nie cieklam luib suchym.Spust cieklego zuzla, ze zgazowywaczy szybo- wych, które pozostaja pod cisnieniem, wymaga 10 15 20 29 30 40 49 90 63 skomplikowanych urzadzen technicznych, nato¬ miast wszystkie wymienione poprzednio sposoby nie nadaja sie do zgazowywamda pod cisnieniem.Ponadto w przypadku znanych sposobów zawarte w zuzlu cieklym dosc znaczne cieplo utajone cal¬ kowicie lub w znacznej mierze jest tracone.Z opisu patentowego RFN nr 903516 znany jest sposób wytwarzania mieszanin gazów palnych z paliw drobnoziarnistych, w których czesc wegla spala sie w palikach, które maja korzystnie po¬ stac palników cyklonowych, z czynnikami zgazo- wujacymi w postaci tlenu i pary wodnej, a pow¬ staly w ten sposób gaz pierwotny' przeplywa przez zloze fluidalne z pozostalego wegla, przy czym zachodza reakcje chemiczne z weglem oraz na¬ stepuje chlodzenie gazu pierwotnego. Sposób ten laczy w sobie wprawdzie stosunkowo duza wy¬ dajnosc przestrzenno-czasowa metody wispólprado- wej w pierwszym stopniu z dobrym wykorzysta¬ niem ciepla metody pnzeciwpradowej, w drugim stopniu mozna go jednak w praktyce stosowac tylko wówczas, gdy palniki wytwairzaja suchy po¬ piól,, poniewaz w przeciwnym przypadku zloze fluidalne zostaloby zatkane.Zadaniem wynalazku jest dalsze' rozwiniecie sposobu i urzadzenia wymienionego* na wstepie rodzaju tak, aby mozna go bylo stosowac nieza¬ wodnie i nader ekonomicznie, zwlaszcza z lepszym wykorzystaniem ciepla cieklego zuzla i mniejszym obciazeniem otoczenia.Sposób zgazowywania wegla za pomoca tlenu lub gazu, zawierajacego tlen, oraz pary wodnej, w którym pyl weglowy zgazowuje sie w co najm¬ niej jednym palniku za pomoca tlenu lub zawie¬ rajacego tlen gazu oraz pary, a powstajacy przy tym gaz pierwotny prowadzi sie przez znajdujacy sie w zgazowytwaczu szybowym grubszy wegiel, zasypu z kawalków wegla, tworzacego górna i dolna powierzchnie swobodna, korzystnie w przeciwpradizie, pod cisnieniem od dolu do góry, z wytwarzaniem produktu gazowego i tworzeniem cieklego zuzla, charakteryzuje sie w rozwiazaniu wedlug wynalazku tym, ze podczas procesu zga- zowania ciekly zuzel gromadzi sie w znajdujacej sie w zgazowywaczu szybowym kapieid zuzlowej i odprowadza sie poprzez przelew do wodnej ka¬ pieli chlodzacej, przewidzianej wewnatrz zgazowy¬ wacza szybowego, zas podczas swobodnego spa¬ dlania pomiedzy przelewem, a wodna kapiela chlo¬ dzaca rozpyla sie ciekly zuzel za pomoca strumie¬ nia wodnego, z jednoczesnym chlodzeniem zuzla i wytwarzantieim pary, przy czym przynajmniej czesc pary technologicznej doprowadza sie do dol¬ nej powierzchni swobodnej zaisypu grubszego weg¬ la, natomiast gaz pierwotny zawiera dwutlenek wegla.Masy strumieni wodnych wprowadza sie w su¬ mie od 2 do 1<0 raizy wieksze od masy struimieinia odprowadzanego zuzla. Strumienie wodlne wpro¬ wadza sie z predkosci przeplywu, zawarta w gra¬ nicach od 20 do 100 m/s.Masy i/lufo predkosci przeplywu strumieni wod¬ nych reguluje sie, a na swobodna powiemachnie kapieli zuzlowej kieruje sie co najmniej jeden strumien gazu pierwotnego, który klaruje sie po-5 nad przelew w przecciwpradzie wzgladem, cieklego zuzla.Pare powstajaca przy rozpylaniu zuzla porywa *ie przez, strumien gazu pierwotnego w kierunku grubszego wegla, korzystnie "w kierunku dolnej powierzchni: swolbodnej..szybu.¦"¦¦ Mieszantae wody. chlodzacej i granulatu zuzlo¬ wego, powstajaca w wodnej kapieli chlodzacej, odprowadza sie z tej kapieli przez odfiltrowanie granulatu zuzlowego, zas oczyszczona wode chlo¬ dzaca prowadzi sie z powrotem, po ewentualnym uzupelnieniu woda swieza dla. wytworzenia stru¬ mieni wodnych. Mieszanine wody chlodzacej i gra- -nulaitu zuzlowego rozpreza sie przed /odfiltrowa¬ niem granulatu zuzlowego. iPTzedimioitem wynalazku jest urzadzenie, do zga.- zowantia wegla wraz z tworzacym, zgazowywacz szybowy zbiornikiem ciinaeniowym grubszego wegla, stanowiacym zasobnik zasypowy, oraz co najmniej jednym palniikiem do:wytwarzania, stru^ mieni gazu pierwotnego, który skierowany jest na dolna powierzchnie swobodna zasypu weglowego, majaca postac spadu, charakteryzujace sie w roz¬ wiazaniu wedlug wynalazku tym, ze posiada ko¬ more usytuowana przed grubszym weglem, ko¬ rzystnie w postaci dolnej powierzchni swobodnej zasypu, a zabudowany w komorze co najmniej je¬ den palnik, wytwarzajacy strumien gazu pierwot¬ nego ma zwrócony w kierunku dolnej powierzchni swobodnej zasypu weglowego, przy czym komora jest ograniczona od dolu przez wanne z kapiela zuzlowa, zawierajaca przelew; a pod komora umieszczona jest: w zbiorniku cisnieniowym wodna kapiel chlodzaca, zas naprzeciw przelewu osadzo¬ na, ma co najmniej jedna lance, wytwarzajaca strumien wody.Komora jest ograniczona od dolu przynajmniej czesciowo przez powierzchnie swobodna kapieli zuzlowej. I'-.-' '"¦Korzystnie co najmniej jeden palnik, wytwarza¬ jacy strumien gazu pierwotnego, jest skierowany na powierzchnie kapieli zuzlowej. Palnik ma umieszczony bezposrednio nad lanca wytwarza¬ jaca strumien wodny, bezposrednio pod przelewem przy przepuscie parowym pomiedzy wodna kapie¬ la chlodzaca a komora. Zasyp korzystnie ma umieszczony . w koszu, utworzonym z przewodów czynnika chlodzacego. Kosz ma wystep, skiero¬ wany do wewnatrz, w celu ograniczenia komory od góry, . • * ¦ ..Urzadzenie wedlug wynalazku ma osadzone w koszu co najmniej jetfeio urzadzenie posuwowe, w celu przemieszczania wegla w kawalkach w kie¬ runku dokiej- powierzchni swobodnej zasypu.Urzadzenie; wedlug wynalazku ma filtr do gra¬ nulatu zuzlowego który jest ustawiony poza wod¬ na: kapiela chlodzaca, zapewniajac ewentualne .wlaczenie posrednie naczynia do rozprezania, przy czym filtr, wylot wody chlodzacej ma polaczony z lanca wytwarzajaca strumien wodny.W sposobie wedlug wynalazku ciekly zuzel' gro¬ madzi sie w zgazowywaczu szybowym w kapieli zuzlowej i odprowadza sie poprzez przelew do wodnej kapieli chlodzacej, przewidzianej w zga¬ zowywaczu szybowym, ie podczas swobodnego 466 spadania pomiedzy przelewem a wodna kapiela chlodzaca rozpyla sie ciekly zuzel za pomoca jed¬ nego lub szeregu strumieni wodnych z jednoczes¬ nym chlodzeniem zuzla i wytwarzaniem pary oraz * ze przynajmniej czesc pary doprowadza sie do grubszego wegla, korzystnie do dolnej powierzchni swobodnego zasypu, jako pare, uczestniczaca w procesie. W ten sposób wykorzystuje sie efektyw¬ nie dosc znaczna ilosc ciepla cieklego zuzla, a pow- lfl stajaca przy tym pare wodna mozna mieszac bez¬ posrednio z doprowadzanym z palncków gazem pierwotnym, zawierajacym dwutlenek we^gla, przed wprowadzeniem tego gazu w grubszy wegiel, ko¬ rzystnie w dolna powierzchnie swobodna zasypu. 15 w przypadku wegli z zawartoscia popiolu powy¬ zej 2 do 10% niepotrzebna jest juz w ogóle zalez¬ na od zadanego skladu gazu para dodatkowa. Gdy zawartosc popiolu w weglu wynosi 20P/© lub wie¬ cej, wówczas wytwarzanie pary jest w sposobie 20 wedlug wynalazku tak duze, iz moze byó ekono¬ micznie uzasadnione, aby juz nie wszystka pare stosowac jako pare, uczestniczaca w procesie, lecz aby czesc strumienia pary odgalezic i zuzyc ja gdzie indziej, np. do wstepnego suszenia wegla 26 lub wytwarzania energii mechanicznej lub elek¬ trycznej.Do wytwarzania strumieni wodnych mozna sto¬ sowac zwiazana z procesem wode chlodzaca, ale takze skropliny, które powstaja w dalszym oczysz- '30 czaniu gazu, a równiez inne obciazone scieki, pow¬ stajace we wczesniejszych i pózniejszych proce¬ sach. Wskutek tego sposób wedlug wynalazku jest .bardzo korzystny z punktu widzenia ochrony sro¬ dowiska, poniewaz nie musza byc odprowadzane 35 zadne scieki technologiczne, lecz mozna nawet jeszcze przyjmowac inne obciazone scieki... Dla efektywnego granulowania i wytwarzania pary okazalo sie celowe utrzymywanie mas stru¬ mieni wodnych w sumie od 2 do 10 razy wiek- 40 .szych od masy strumienia odprowadzanego zuzla.Dla strumieni wodnych stosuje sie celowe pred¬ kosci przeplywu, zawarte w granicach od 20 do 100 m/s. Gdy masy i/lub predkosc przeplywu stru¬ mieni wodnych* daja sie regulowac,, wówczas moz- 49 na oddzialywac na intensywnosc procesu granu¬ lacji.W korzystnym dalszym rozwinieciu wynalazku kieruje sie co najmniej jeden strumien gazu- pier¬ wotnego z palników na swobodna powiei^zchnie 50 kapieli zuzlowej. W ten sposób mozna osiagnac calkowite zgazowanie takze jeszcze plywajacego w kapieli zuzlowej wegla oraz stosunkowo wysoka temperature, a tym samym duza plynnosc kapieli zuzlowej. 55 Jesli dalej strumien gazu pierwotnego - kieruje sie ponad przelew w przeciwpradzie wzglejdem cieklego zuzla, to mozna utrzymywac przelew w prosty sposób wolnym od zatkan przez plywajace na powierzchni kawalki wegla. w Strumien gazu pierwotnego kieruje sie korzyst¬ nie w taki sposób i umieszcza sie tak blisko miej¬ sca, w którym strumienie wodne trafiaja w od¬ prowadzany zuzel, iz para, powstajaca frjrzy roz¬ pylaniu zuzla, jest porywana przez strumien gazu W pierwoitnego w kierunku grubszego wegla, korzyst-f nie w kierunku dolnej powierzchni swobodnej za¬ sypu. Dzieki temu mozna osiagnac efektywne do¬ prowadzanie pary, powstajacej podczas rozpylania auizla, do zasypu weglowego.Jesli rnieszanine wody chlodzacej i granulatu zuzlowego, powstajaca w wodnej kapieli chlodza¬ cej, odprowadza sie z tej kapieli, odfiltorowuje sie granulat zuzlowy, a oczyszczona wode chlodzaca prowadzi sie z powrotem, po ewentualnym doda¬ niu wody dodafflkoiwej, w celu wytwarzania stru¬ mieni wodnych, zapewnione jest to, iz w procecie zgazowywanda wedlug wynalazku nie powstaja zadne scieki, zanieczyszczajace srodowisko.W charakterze wody dodatkowej mozna uzyc wody pluczacej z procesu oczyszczania produktu gajowego po usunieciu HCN przez odpedzenie lzejszych skladników za pomoca powietrza przy pozostawionym jednak obciazeniu szczaitikowym w postaci H^S i CS2. Powstawaniu kompleksowych cyjanków z pochlaniania HCN z produktu gazo¬ wego w wodzie chlodzacej oraz z zachodzacej bez¬ posrednio potem reakcji tego HCN z zuzlem za¬ pobiega sie dzieki stosunkowo duzej ilosci dopro¬ wadzanego w gazie pierwotnym tlenu oraz dziej*i strumieniowi pary netto z kapieli wodnej w kie¬ runku przelewu i w kierunku dclneij powierzchni swobodnej zasypu weglowego.Przed odfiltrowaniem granulatu zuzlowego z mieszaniny wody chlodzacej i granulatu celowe jest jeszcze rozprezenie tej ostatniej. Powstajaca przy tym pare mozna doprowadzic do dalszego wykorzystania.Wynalazek dotyczy równiez urzadzenia do sto¬ sowania omówionego powyzej sposobu. W UTza- dzeniu tym, przed grubszym weglem* korzystnie przed dolna powierzchnia swobodna zasypu jest komora, w której co najmniej jeden palndk, wy¬ twarzajacy strumien gazu pierwotnego, jest zorien¬ towany w kierunku dolnej powierzchni swobod¬ nej zasypu, która to komora jest ograniczona od dolu przez wanne z kajpiela zuzlowa, majaca prze¬ lew, i pod która to komora umieszczona jest w zbiorniku cisnieniowym wodna kapiel chlodzaca, oraz naprzeciw przelewu osadzona jest co najm¬ niej jedna lanca, wytwarzajaca strumien wody.Dolna powierzchnia swobodna zasypu graniczy zatem bezposrednlio z komora, do której uchodzi palnik wytwarzajacy strumien gazu pierwotnego.W komorze tej moze zachodzic intensywne mie¬ szanie pary wodnej, powstajacej podczas rozpy¬ lania zuzla, z gazem pierwotnym.Jezeli komora jest ograniczona od dolu przy¬ najmniej czesciowo przez powierzchnie swobodna kapieli zuzlowej, to ciekly zuzel moze wyplywac bez przeszkód z kapieli zuzlowej poprzez przelew.Jesli co. najmniej jeden palnik, wytwarzajacy strumien gazu pierwotnego, jest skierowany na powierzchnie kapieli zuzlowej, to zapobiega sie zatykaniu przelewu.Wedlug dalszego korzystnego rozwiniecia wy¬ nalazku palnik i lanca, wytwarzajaca strumien wodny, sa umieszczone bezposrednio nad lub bez¬ posrednio pod przelewem przy przepuscie paro¬ wym pomiedzy wodna kapiela chlodzaca a ko¬ mora* Vl t« upoftób para, powstajaca podczas aroz- 4tt 1 pylania cieklego zuzla, jest porywana skutecznie przez strumien gazu pierwotnego palnika w kie¬ runku dolnej powierzchni swobodnej zasypu.Celowe jest umieszczanie zasypu w koajai, utwo- » rzonym z przewodów czynnika chlodzacego, po* niewaz wówczas ulega zmniejszeniu obciazenie cieplne zbiornika cisnieniowego,. tworzacego zga- zowywaicz szybowy. jWyimagana w mysl wynalazku dolna powienzch- 10 nde swobodna zasypu w ksztalcie spadu mozna utworzyc w prosty sposób wymuszenie dzieki temu, ze kosz ma wystep, skierowany do we¬ wnatrz, dla ograniczenia komory od góry.Poniewaz strumienie gazu pierwotnego sa skle- is rowane na dolna powierzchnie swobodna zasypu, zachodzi tam pomimo odfiltrowywania kropli zuz¬ la ze strumienia gazu pierwotnego efektywne zga- zewywanie. Okdlioanosc ta wystepuje jeszcze jas¬ krawiej, jesli do kosza wchodzi co najmniej jedno «0 urzadzenie posuwowe, np. chlodzony woda prze¬ nosnik slimakowy, do przemieszczania wegla w kawalkach w kierunku dolnej powierzchni swo¬ bodnej, poniewaz wówczas ta powierzchnia swo¬ bodna pozostaje w ruchu i jest stale odnawiana. a* Odprowadzanie scieków, o obciazajacych srodo¬ wisko, zostaje wyeliminowane wówczas, gdy w urzaccenie wedlug wynalazku za wodna kapiela chlodzaca wstawiony zostaje, z ewentualnym umieszczeniem posrednim naczynia do rozpreza¬ lo nia, filtr do granulatu zuzlowego, którego wylot wody chlodzacej jest polaczony z lanca, wytwa¬ rzajaca strumien wodny.Przedmiot wynalazku uwidoczniony zostatf w przykladzie wykonania na rysunku, na którym n faig. 1 przedstawia schematycznie urzadzenie zga- zowujace wedlug wynalazku w przekroju piono¬ wym, fig. 2 — urzadzenie w przekroju poziomym wzdluz osi I-I na fig. 1, fig. 3 — urzadzenie w przekroju poziomym wzdluz osi II-II na figi 1, M a fig. 4 — schematycznie obieg wody chlodzacej.Zbiornik cisnieniowy 1, zawierajacy izolacje ze¬ wnetrzna 33 tworzy zgazowylwacz szybowy. Zbior¬ nik cisnieniowy 1 ma pionowy odicdnek górny oraz zalamany w bok odcinek dolny. Do górnego od- 45 cinka zbiornika cisnieniowego I doprowadza sie wegiel w kawalkach poprzez sluze 4, która prze¬ plukuje sie po kazdym takcie pracy gazem obojet¬ nym, np. para, za posrednictwem przewodu 5.Wegiel w kawalkach dociera do osadzonego w * zbiorniku cisnieniowym 1 kosza chlodzacego 3 z przewodów wody chlodzacej i tworzy w nim zasyp 11 ze stozkiem nasypowym, majacym górna powierzchnie swobodna 12.Przewody kosza chlodzacego 3 sa zasilane za w posrednictwem dolnego rozdzielacza pierscienio¬ wego 31, do którego prowadza rury spadowe 33, które znajduja sie w przestrzeni pomiedzy koszem chlodzacym 3 a zbiornikiem cisnieniowym 1, od górnego rozdzielacza pierscieniowego 29, do które- 68 go przylaczony jest przewód 7, doprowadzajacy wode chlodzaca. Woda chlodzaca, przeplywajaca ku górze w koszu chlodzacym 3, doplywa do gór¬ nego kolektora pierscieniowego 28 i zostaje odpro¬ wadzona stamtad przewodem 8 do odprowadzenia m wody chlodzacej. Kosz chlodzacy 3 w dolnej trze-9 IM 466 10 ciej czesci posiada skierowany do wewnatrz wy¬ step 20, który stanowi górne ogranticzenie komory 21, lezacej pod nim. Wskutek przewezenia, istnie¬ jacego w zwiazku z tym w koszu chlodzacym 3, w dolnym koncu zasypu 11 powstaje wymuszenie, * lezaca pochylo spadzista dolna powierzchnia swo¬ bodna 13, która ogranicza komore 21. U dolu za¬ syp 11 spoczywa na wannie 22 z kapiela zuzlowa, utworzonej w dolnej czesci kosza chlodnacego 3 równiez przez przewody czynnika chlodzacego. W W dolnej strefie, a zatem pod wystepem 20, we¬ wnetrzna powierzchnia kosza chlodzacego 3 wraz z wanna 22 z kapiela zuzlowa jest zaopatrzona w zaroodporna mase ubijania 32. Spad, tworzacy dolna powierzchnie swobodna 13 zasypu 11, ma ib pewien odstep od przelewu 16 utworzonego na od¬ wróconym od zasypu 11 koncu wanny 22 z kapiela zuzlowa. Przelew 16 ma ksztalt litery V, jak to jest widoczne zwlaszcza na fig. 3. Pomiedzy dolna powierzchnia swobodna 13, a przelewem 16 moze 20 zbierac sie podcizas pracy zgazowywacza szybowe¬ go, ciekly zuzel z powierzchnia swobodna w ka¬ pieli zuzlowej 14. Powierzchnia swobodna kapieli zuzlowej 14 ogranicza komore 21 od dolu az do przepustu parowego 24, który zostanie pózniej 25 objasniony.Zewnetrzna czesc komory 21 jest oddzielona od kosza chlodacego 3 masa ubijania 32. Bezposred¬ nio naprzeciw pnzelewu 16 umieszczony jest w scianie zbiornika cisnieniowego 1 palnik 2, do któ- ^ rego doprowadza sie pyl weglowy, tlen lub gaz, zawierajacy tlen, oraz ewentualnie pare dodatko¬ wa. Strumien 15 gazu pierwotnego, wytwarzany przez palnik 2, jest zwrócony pochylo w dól w kie¬ runku dolnej powierzchni swobodnej 13 oraz po- M wierzchni swobodnej kapieli zuzlowej 14. W ten sposób osiaga sie intensywne zgazowywanie na dolnej powierzchni swobodnej 13, a takze na weg¬ lu, plywajacym na powierzchni kapieli zuzlowej 14, oraz zapobiega sie zatkaniu przelewu 16, gdyz *° strumien 15 gazu pierwotnego jest skierowany przeciwnie niz strumien zuzla, plynacy ku przele¬ wowi 16. Ciekly zuzel, który przelewa sie przez przelew 16, tworzy spadajacy strumien 17 zuzla w przepuscie parowym 24. Na spadajacy swobodnie ^ strumien 17 zuzla skierowany jest strumien 18 wody pod cisnieniem, wychodzacy z lancy 23, wy¬ twarzajacej strumien wodny i umieszczonej w scia¬ nie zbiornika cisnieniowego 1. Dzieki ternu ciekly zuzel rozpyla sie na drobne czastki i chlodzi. Jed'- M noczesnie powstaje para, która jest porywana jako para technologiczna przez przepust parowy 24 do komory 21 przez strumien 15 gazu pierwotnego i tam wchodzi wraz z gazem pierwotnym w dolna powierzchnie swobodna 13 zasypu. w Zarówno strumien 15 gazu pierwotnego, jak i strumien 18 wody pod cisnieniem mozna regu¬ lowac, aby sterowac przebieg procesu oraz wply¬ wac na niego lub dostarczac ilosc wody gaszacej, odpowiadajaca wymaganiom procesu. Nadmiar * pary mozna odprowadzac poprzez odpowiednie od¬ prowadzenie 25 pary. Rozpylony, przynajmniej czesciowo ochlodzony zuzel dociera dla ostatecznej granulacji wraz z nie odparowana woda chlodzaca strumienia 18 wody pod cisnieniem do kapieli « wodnej 19, znajdujacej sie pod wanna 22 z ka- piela zuzlowa w zbiornjku cismieniowym 1. Z tej kapieli wodnej 19 mozna odprowadzac mieszanine granulowanego zuzla i wody chlodzacej poprzez sluze wyladowcza 26. W najnizszym punkcie obok sluzy wyladowczej 26 znajduje sie w zbiorniku cisnieniowym 1 odprowadzenie skroplin 27 do od¬ prowadzania pary wodnej, skroplonej w zbiorniku cisnieniowym 1 podczas uruchamiania.W celu przemieszczania wegla w kawalkach z zasypu 11 w kierunku dolnej powierzchni swo¬ bodnej 13, znajduja sie dwa skierowane pochylo w dól urzadzenia posuwowe 9 i 10, zawierajace przenosniki slimakowe, przez które równiez prze¬ plywa czynnik chlodzacy. W górnej czesci zbior¬ nika cisnieniowego 1 znajduje sie równiez chlo¬ dzony wylot 6 gazu do odprowadzenia produktu gazowego. Przewody czynnika chlodzacego wy¬ lot 6, mozna zasilac oddzielnie, lecz mozna je takze polaczyc np. przewodami kosza chlodzacego 3.Zgodnie z fig. 4 mieszanina granulatu zuzlowego i wody chlodzacej dociera poprzez sluze wyladow¬ cza 26 najpierw do naczynia do rozprezania 34 z odprowadzeniem pary 35, a stamtad do filtru 36 do granulatu zuzlowego. Granulat odprowadza sie poprzez odprowadzenie 38 granulatu. Wylot 37 wody chlodzacej jest polaczony z powrotem z lan¬ ca 23 wytwarzajaca strumien wody, za posredni¬ ctwem pompy 40 i przewodu powrotnego 41. Przed pompa 40 moze uchodzic przewód 39 wody dodat¬ kowej do polaczenia pomiedzy wylotem 37 wody chlodzacej a przewodem powrotnym 41.Opisany sposób umozliwia zgazowywanae taKicn wegli, które zawieraja stosunkowo duzy udzial frakcji drobnoziarnistej. Bilans cieplny jest szcze¬ gólnie korzystny, poniewaz nawet cieplo, zawarte w cieklym zuzlu, wykorzystuje sie dla potrzeb procesu. Zuzel rozpyla sie w stanie rzadkoplyn- nym, dzieki czemu powstaja male granulki zuzla, które mozna bezproblemowo odprowadzic i poddac dalszej obróbce. Sposóta zgazowywania wedlug wy¬ nalazku nie wytwarza zadnych scieków, obciaza¬ jacych srodowisko, jest on ponadto jeszcze w sta¬ nie przyjmowac obce scieki. W przypadku tego sposobu mozna wytwarzac w jednym i tym sa¬ mym reaktorze zarówno ubogi w CH4 gaz synte¬ zowy dla przemyslu chemicznego, jak i bogaty w CH4 gaz, przenoszony rurociagiem lub do celów syntez weglowodorowych.Korzystne spalanie bez zatykania zasypu 11 oraz wykorzystanie pary gaszenia strumienia stanowia szczególne zalety sposobu wedlug wynalazku. Spo¬ sób ten mozna stosowac np. przy wysokiej tempe- rasturze wylotu gazu, wynoszacej np. lO50°C. Za¬ wartosc metanu w produkcie gazowym jest wów¬ czas bardzo mala. W zbiorniku cisnieniowym 1 panuje przy tym cisnienie, równe w przyblizeniu 35 barów. W prowadzacych czynnik chlodzacy ru¬ rach kosza chlodzacego wytwarza sie pare o ols¬ nieniu 40 barów. Mozna ja wykorzystac w prze¬ wazajacej mierze przy oczyszczaniu gazu. Jej nad¬ miar mozna odprowadzic do instalacji tlenowej lufo zastosowac do wytwarzania energii elektrycz¬ nej.120 46B 11 12 Jako painiki stosuje sie korzystnie' takie reakto¬ ry, w których pyl weglowy, tlen oraz ewentualnie para lub dwutlienek wegla nie tylko podlegaja wewnetrznemu wymieszaniu i przemianie che¬ micznej, lecz równiez nastepuje wstepne oddziele¬ nie cieklych kropli zuzla. Do tego celu nadaja sie szczególnie dobrze palniki cyklonowe. Strumien gazu pierwotnego, który wchodzd z palników 2 do komory 21, jest zatem w duzym stopniu wolny od cieklych kropli zuzla. Oddzielenie pozostalych, bardzo drobnych kropli zuzla zachodzi podpas przeplywu zasypu li wzdluz dolnej powierzchni swobodnej 13 która odnawia sie stale i dzieki temu nie zatyka. Gaz pierwotny zawiera C02.Przed wniknieciem w warstwe nasypowa miesza sie go z para, CQ2 i H2C reaguja z weglem zasy¬ pu 11 wedlug" nastepujacych równan: C+!H?0 = CO + H2 C + C02=2CO Poniewaz odbydwie reakcje sa endotermccane, zachodzi .szybkie chlodzenie gazu pierwotnego.Temperature wylotu gazu mozna nastawiac przez zmiane wysokosci, zasypu. 11. Zawiera sie ona w granicach od 3(M) do 1200°C w zaleznosciod wysokosci zloza. : Zawartosc metanu w gazie -jest, determinowana nie tylko przez wlasciwosci wegla, leaz równiez przez temperature i czas przebywaoia gazu w przestrzeni, ponad zasypem 11, Gdy np. do celów syntezy chemicznej wymagany jest gaz o malej zawartosci metanu, wówczas czas przebywania wynosi od 3 do 1.0 s. przy ^temperaturze, zawartej w granicach od 950 do 1&00°C. Bogaty w metan gaz powstaje przy temperaturze od 250 do 800°C i w czasie przebywania od O do 5 s.. Zasyp 11 z wegla w kawalkach, powinien nie tylko miec okreslona wysokosc, lecz równiez do¬ puszczac przeplyw gazu pierwotnego oraz produk¬ tów rozkladu, które powstaja z wegla w kawal¬ kach. Przeplyw jest zapewniony wówczas, gdy srednia wielkosc ziarna wegla .w kawalkach nie jest nizsza od 10 mm, a minimalna wielkosc ziar¬ na od 5 mm. Najwieksze kawalki, wegla nie po¬ winny byc wieksze od 100 mm. W celu unikniecia problemów .przy zasilaniu poprzez, sluze, celowe jest ograniczenie wielkosci kawalków wegla do 50 mm.Z a s t r z e zen i a paten to we 1. iSposób zgazówywania wegla za pomoca tlenu lub gazu,;zawierajacego: tlen, oraz pary wodnej, w którym pyl weglowy zgazowuje sie w có najim- niej jednym palniku za pomoca tlenu lub zawie¬ rajacego tlen gazu ^ o^^ a powstajacy przy tym gaz pierwotny prowadzi sie przez znajdujacy sie w zgazowywaczu szybowym grubszy wegiel, zasypu z kawalków wegla, tworzacego górna i dol¬ na powierzchnie swobodna, korzystnie w przectiw- pradzie, pod cisnieniem od dolu do góry, z wy¬ twarzaniem produktu gazowego i tworzeniem ciek¬ lego zuzla, znamienny tym, ze podczas pTceoisu zgazowanda ciekly zuzel gromadzi sie w znajduja- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 cej sie w zgazowywaeizju szybowym kapfefll. zuzlo¬ wej i odprowadza sie poprzez przelew do Wodnej kapieli chlodzacej, przewidzianej wewnatrz zgazo- wywacza szybowego i podczas swobodnego spada¬ nia pomiedzy przelewem, a wodna kapiela chlo^ dzaca rozpyla sie ciekly zuzel za pomoca strumie¬ nia wodnego, z jednoczesnym chlodzeniem zuzla i wytwarzaniem pary, przy czym przynajmniej czesc pary technologicznej doprowadza sie do dol¬ nej powierzchni swobodnej zasypu grubszego wegla. 2. Sposób wedlug zas/trz. 1, znamienny: tym, ze gaz pierwotny zawiera dwutlenek:wegla. .... 3. Sposób wedlug zastaz. 1, znamienny tym, ze •masy strumieni wodnych wpirowadiza sie w sumie od 2 do 10 razy wieksze od masy strumienia od¬ prowadzanego zuzla. "¦¦¦;... 4. Spoisób wedlug zastrz. 3,znamienny tym,- ze strumienie ' wodne -wprowadza - "sie "z - predkoscia przeplywu, zawairta w granicach :od 20 do iiOO m/s. 5. Sposób' wedlug zastrz. 4, znamienny tym; ze masy i/kub predkosci; przeplywu strumieni* wid¬ nych reguluje sie. 6. Sipoisób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze na swobodna powierzchnie kapieli zuzlowej kie* ruje sie co najmniej jeden strumien gazu pierwot¬ nego, ;'-:; "' .'"¦¦ ---¦¦¦- '¦'¦...••:¦ :..... ¦¦.:¦ ¦-. 7. Sposób wedlug zaiste. 6, znamienny tym, ze strumien gazu pierwotnego kieruje sie ponad prze¬ lew w przeciwpradzle wzgledem cieklego zuzla. 8. Sposób wedlug zaistrz. 7, znamienny tym, ze pare powstajaca przy rozpylaniu ziuzflaporyWa sie przez strumien gazu pierwotnego - W -kierunku grubszego wegla, korzystnie w kierunku dolnej powierzchni swobodnej szybu. 9. (Sposób wedlug zaostrz. 8, znamienny tym, ze mieszanine wody chlodzacej i gramiulatu zuzlowe- wego, powstajaca w wodnej kapieM chlodzacej, odprowadza sie z tej kapieli "przez ódfa?ltjx)wanie granulatu zuzlowego* zas oczyszczona wode chlo¬ dzaca prowadzi sie- z powrotem, po ewentualnym uzupelnieniu woda swieza dla wytwarzania- stru¬ mieni wodnych. --»-'¦' ¦': 1 : ,1;0. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze mieszanine wody chlodzacej i granulatu zuzlowego rozpreza sie przed odfiltrowaniem granulatu zuzlo¬ wego. lii. Urzadzenie do zgazowania wegla wraz z two¬ rzacym zgazowywacz szybowy zbaornikiem cisnie¬ niowym grubszego -wegla, stanowiacym ''zasabndfk zasypowy, oraz co najmniej jednym palnikiem do wytwarzania strumieni gazu pierwotnego^ który skierowany jest na dolna powierzchnie swobodina zasypu weglowego, majaca postac spadu, znamien¬ ne tym, ze posiada komore' (21) usytuowana; przed grubszym weglem, korzystnie-w postaci idotoejpo- wieflzchni swobodnej (13) zasypu (11), a. zabudo¬ wany w komarze (21) co najmniej jeden palnik (2), wytwarzajacy Sitruimden (15) gazu pierwotnego ma zwrócony w kierunku dolnej powierzchni swo¬ bodnej (13) zasypu (11) weglowego, przy czym ko¬ mora (21) jest ogiraniczona od dolu przez wanne (22) z kapiela zuzlowa, zawierajaca przelew (16), a pod komora (21) umieszczona jest w. zbiorniku cisnieniowym (1) wodna kapiel chlodzaca (19), zas13 120 466 14 naprzeciw przelewu (16) osadzona ma co najmniej jedna lance (23), wytwarzajaca strumien wody. 12. Urzadzenie wedlug zastrz. 11, znamienne tym, ze komora (21) jest ograniczona od dolu przy¬ najmniej czesciowo przez powierzchnie swobodna kapieli zuzlowej (14). 13. Urzadzenie wedlug zastrz. 1|2, znamienne tym, ze korzystnie co najmniej jeden palnik (2), wytwarzajacy strumien (15) gazu pierwotnego jest skierowany na powierzchnie kaipieli zuzlowej (14). 14. Urzadizenie wedlug zastrz. 113, znamienne tym, ze palnik (2) ma umieszczony bezposrednio nad lanca (23) posrednio pod przelewem (16) przy przepuscie pa¬ rowym (24) pomiedzy wodna kapiela chlodzaca (19), a komora (21). 15. Urzadzenie wedlug zastrz. 14, znamienne tym, ze zasyp (11) korzystnie ma umieszczony w 15 koszu (3), utworzonym z przewodów czynnika chlodzacego. 16. Urzadzenie wedlug zastrz. 15, znamienne tym, ze kosz (3) ma wystep (20), .skierowany do wewnatrz, w celu ograniczenia komory (21) od góry. 17. Urzadzenie wedlug zastrz. 16, znamienne tym, ze jest osadzone w koszu (3) co najmniej jedno urzadzenie posuwowe (9, 10) w celu prze¬ mieszczania wegla w kawalkach w kierunku dol¬ nej powierzchni swobodnej (13) zasypu (11). 18. Urzadzenie wedlug zastrz. 1,7, znamienne tym, ze filtr (36) do granulatu zuzlowego jest usta¬ wiony poza wodna kapiela chlodzaca (19), zapew¬ niajac ewentualne wlaczenie posrednie naczynia do rozprezania (34), przy czym filtr (36) wylot (37) wody chlodzacej ma polaczony z lanca (23), wy¬ twarzajaca strumien wodny. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL