PL120472B1 - Method of introduction of coal into gasification apparatus - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wprowa¬ dzania wegla do urzadzenia zgazowujacego, zwlasz¬ cza szlamu weglowego, za pomoca pompy i prze-' wodu rurowego.Dotychczas wegiel wprowadzano do urzadzenia zgazowujacego, pracujacego pod wysokim cisnie¬ niem w ten sposób, ze do zmielonego mialu weg¬ lowego dodawano ciecz, zwlaiszcza wode i tak utworzony szlam weglowy przetlaczano za pomoca pompy i przewodu rurowego do urzadzenia zgazo¬ wujacego.Poniewaz urzadzenie zgazowujace, czyli reaktor pracuje pod wysokim cisnieniem, przeto dla utrzy¬ mania szczelnosci tego reaktora, musza byc w przewodzie rurowym, którym wprowadza sie we¬ giel, wbudowane róznego rodzaju zawory z rózny¬ mi przewezonymi kanalami przewodu. Z uwagi na te przewezone kanaly przeplywu wprowadzony szlam weglowy musial byc na tyle plynny, aby nadawal sie do przetloczenia go przez te przewe¬ zone kanaly przeplywu. W zwiazku z tym .do. mia¬ lu weglowego musiano dodawac znacznie wieksze ilosci wody, niz to jest wymagane dla wytworze¬ nia gazu skladajacego sie z CO i H2. Ten nadmiar wody dodawanej do mialu weglowego musial byc z kolei usuniety przez odparowanie jej w rea¬ ktorze, co mialo ujemny wplyw na ogólny bilans energetyczny procesu zgazowania.Celem wynalazku jest poprawienie bilansu ener¬ getycznego procesu zgazowania przez opracowanie 10 15 20 29 30 2 takiego sposobu wprowadzania wegla do urzadze¬ nia zgazowujacego, w którym to sposobie nie be¬ dzie zachodzila koniecznosc dodawania do miialu weglowego wiekszych ilosci wody niz jest to wy¬ magane dla wytworzenia gazu zawierajacego CO i H2.Zgodnie z wynalazkiem cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze do znajdujacego sie przed pompa cisnieniowa odcinka przewodu rurowego, fotóry wypelniony jest weglem, wprowadza sie gaz za¬ wierajacy dwutlenek wegla. Ten dwutlenek we?la jest wydzielany lub wyplukiwany z gazu surowego, wytwarzanego w tym samym procesie zgazowania.Poniewaz dwutlenek wegla traktowany jest w procesie zgazowania jako zanieczyszczenia gazu syntezowego, przeto kazdy przecietny fachowiec obawialby sie wprowadzania go do szlamu, weglo¬ wego. Wynalazca nie zwazajac jednak na powyz¬ sze uznal, ze wymagana ilosc dwutlenku wegla dla polepszenia plynnosci szlamu weglowego wply¬ wa tylko w bardzo nieznacznym stopniu na proces zgazowania. Ta dodatkowa ilosc dwutlenku wegla zostaje wraz z nieuniknienie powstajacym w pro¬ cesie zgazowania dwutlenkiem wegla wyplukana bez zadnych dodatkowych nakladów materialo¬ wych, co wlasnie okazalo sie dla wynalazku nie¬ oczekiwane i zaskakujace.Dwutlenek wegla dokladnie rozprowadzony w szlamie weglowym oddzialuje bardzo korzystnie na przebieg jego przepompowywania; mianowicie 120 472120 472 zmniejsza lepkosc szlamu weglowego i wplywa dodatnio na jego rozpylanie przy wylocie palnika do reaktora. Gaz jegt wdmuchiwany dyszami w przewcd rurowy ze szlaimeim i/lub doniieiszywany wraz z cieklym nosnikieim gazu do tsigo szdamu.Gaz -mozna równiez domieszywac do szlamu weg¬ lowego ze stalym nosnikiem gazu.Staly nosnik gazu rozklada. sde w szlamie weg¬ lowym wzglednie z nim reaguje uwalniajac gaz.Jako gaz dodawany do szlamu weglowego stosuje aia zwlaszcza dwutlanek wegla, który jest wy¬ dzielany wzglednie wymywany z pcwisitajaic&go w reaktorze gazu surowego, przy czym przed doda¬ niem dwu/tlenku wegla zostaje on rozpuszczony w -ameftiakaluaej lulb zamr;.eniony w weglan imy. Wode "^amoniakalna nasycona sole i za- lwieraijaca dwutlenek wegla mozna równiez dopro- jw^za^c ipiHjr^eoJniA zmielonym suchym mialem weglowymi. amonu rozklada sde przez podgrzewanie podczas mieszania wody amoniakalnej z szlamem weglowym wzglednie przez dodanie kwasu fosfo¬ rowego.Sposób wedlug wynalazku jest blizej objasniony w pirzykladizie wykonania na rysunku, który przedstawia kinematyczny schemat urzadzenia do zgaizowania wegla.Szlam weglowy jest wprowadzany do reaktora 1 od góry za pomoca pompy 2. Razem ze szlamem weglowym dodaje sie do reaktora 1 przewodem 3 tlen. Faza ciekla szlamu weglowego jest woda lub inna ciecz jak np. olej. Woda odparowuje ze szla¬ mu weglowego pod wplywem panujacego ciepla w reaktorze. Wegiel reaguje z tlenem r powstala para wodna. Wynikiem reakcji jest gaz syntezowy z duza zawartoscia tlenu wegla i wolnego wodoTu.Ten gaz syntezowy jeist waznym .surowcem che¬ micznym.Wraz z gazem syntezowym powstaje jednoczes¬ nie zuzel, który zbiera sie przewaznie w kapieli Wodnej u spodu reaktora 1 i jest wyrzucony na zewnajtaz za pomoca sluzy 4, tak by cisnienie ro¬ bocze 30X!l03 Pa zostalo utrzymane.Druga czesc powstajacego w reaktorze 1 zuzla, a mianowicie jego lotna czesc, unosi z reaktora gaz syntezowy. Przy tym w razie potrzeby zostaje gaz isyn/tezowy ochlodzony we wbudowanym w reaktorze 1 ukladizie ciepla odpadowego. Po wyjs¬ ciu z reaktora 1 gaz surowy zostaje ewentualnie ochlodzony ponownie w nie przedstawionym tu kotle na cieplo odpadowe, zanim dostanie sie do pluczki 5 dwutlenku wegla.Pluczka dwutlenku wegla sklada sie z dwóch zbiorników cisnieniowych 6 i 7, polaczonych ze soba przewodami 8 i 9. W przewodzie 8 miesci sie pompa 10, zas w przewodzie 9 dlawik 11. Jeden koniec przewodu 8 jest polaczony u spodu zbior¬ nika, podczas gdy zwrócony ku zbiornikowi 6 ko¬ niec przewodu 9 wchodzi do tego zbiornika 6 po¬ nizej zwierciadla mieszczacego sie w nim kapieli wodnej 12. Drugi koniec przewodu 9 jest umiesz¬ czony powyzej zwierciadla kapieli wodnej 13 w zbiorniku 7. Kapiel wodna 13 ma takie samo cis¬ nienie, lub mieco nizsze, niz wnetrze reaktora 1. 10 15 25 30 35 40 45 50 55 Wskutek tego cisnienia znaczna czesc zawartego w gazie surowym dwutlenku wegla rozpuszcza sie w wodzie. Wobec znacznej róznicy cisnien miedzy oboma zbiornikami 6 i 7, woda .wzbogacana bez¬ wodnikiem weglowym przechodzi przez przewód 9 i dlawik 11 do zbiornika 7. Przy tym przy pomocy dlawika 11 obniza sie cisnienie wody do wymaca¬ nego pozdomu, odpowiadajacego cisnieniu w zbior¬ niku 7. Zawarty w wodzie dwutlenek wegla wy¬ dziela sie z niej podczas spadku cisnienia a takze pózniej. Zbierajaca sie w zbiorniku cisnieniowym 7 wode wypompowuje sie za pomoca pompy 10 i od¬ prowadza z powrotem przewodem 8 do zbiornika 3, Aby gaz surowy, który przechodzi przez kapiel wodna w zbiorniku 6, nie dostal sie do przewodu 9, musi lustro kapieli wodnej 12 znaijdowac sie powyzej wlotu przewodu 9 do zbiornika cisnienio¬ wego 6. Uzyskuje sie to przez regulacje dlawika 11 oraz/adibo pompy 10. Niezbednego przestawienia dlawika 11 oraz/ailbo pompy 10 dokonuje nie przedstawiony plywak w zbiorniku cisnieniowym 6, polaczony zespolem dzwigni i drazków oraz/albo urzadzeniem hydraulicznym z dlawikiem 11 oraz/albo pompa 10.Strate wody wyrównuje sie z przewodu zada¬ jacego 14 przez zaisuwe 15, uruchamiana automa¬ tycznie lub w okreslonych odstepach czasu recznie.Wymyty z gazu surowego wraz z dwutlenkiem wegla zuzel zbiera sie w nie przedstawionym tu, wlaczonym w przewód 8 zageszczaniu, z którego sie go odprowadza.Zamiast wody mozna w pluczce bezwodnika weglowego 5 zastosowac alkohol lub roztwory aminowe. Przy pracy alkoholem jest wymagana temperatura Okolo 50°C.Poza tym mozna w miejsce pluczki dwutlenku wegla wprowadzic tzw. wydzielainie. Przy wydzie¬ laniu zostaje usuniety z gazu surowego jedynie dwutlenek wegla, podczas gdy w zwyklej pluczce dwutlenku wegla wystepuje najczesciej niepoza¬ dane wyplukiwanie innych czesci skladowych gazu. Do wydzielania dwutlenku wegla sluzy sub¬ stancja zasadowa w zbiorniku 6. Reakcja dwutlen¬ ku wegla z suibstancja zasadowa wytwarza ,sól, na która po wprowadzeniu jej ze zbiornika 6 dziala sie woda i cieplem, przez co wyzwala sie z niej wolny dwutlenek wegla.Zbierajacy sie w zbiorniku 7 nad powierzchnia kapieli wodnej 13 dwutlenek wegfla przedoistaja sie przewodem 16 z wlaczonym zaworem zwrot¬ nym 17 do zbiornika 18. W zbiorniku 18 znajduje sie stezona woda amoniakalna. Przechodzac przez zbiornik 18 i przez wode amoniakalna, istotna czesc dwutlenku wegla rozpuszcza sie w wodzie amoniakalnej wzglednie zamienia sie w weglan anionowy. Pozostaly dwutlenek wegla uchodzi przewodem 19. Woda amoniakalna obciazona sola i zawierajaca rozpuszczony dwutlenek wegla, zo¬ staje odpompowana u spodu zbiornika 18' za po¬ moca pompy 20 i doprowadzona do wpustu wegla 21. Odprowadzana ilosc wody amoniakalnej jest nieustannie uzupelniana za pomoca pompy 24 przewodem zasilajacym 22 poprzez wlaczony za¬ wór 23,120 472 6 Wegiel, który podawany jest do przewodu ru¬ rowego 21 razem z woda amoniakalna, obciazona sola i zawierajaca rozpuszczony dwutlenek wegla, zostaje przemielony na mokro w mlynie 25. Wode amoniakalna mozna jednak doprowadzac równiez po zmieleniu wegla na sucho, po przejsciu przez mlyn 25. W przewodzie zasilajacym reaktor 1 dwutlenek wegila uwakiia sie ponownie wskutek ogrzania zawiesiny wegla w cieczy. Weglan amo¬ nowy rozpada sie po domieszaniu niewielkiej ilo¬ sci kwasu fosforowego. Niezbedne do tego dozo¬ wanie odbywa sie przez przewód 28. W tym celu w przewodzie 26 jest wmontowana pompa dozu¬ jaca. Moze to byc zarówno pompa tloczaca ciagle przez odpowiedni zawór sterowniczy, jak tez pom¬ pa wtryskujaca w sposób przerywany. Wyzwala¬ jacy sie w przewodzie tlocznym dwutlenek wegla wydobywa sie w postaci licznych drobnych peche¬ rzyków, które przyczyniaja sie powaznie do po¬ prawienia plynnosci zawiesiny wegla w cieczy.Predkosc wznoszenia sie pecherzyków drobnych jest mniejsza, niz pecherzy duzych, dzieki czemu mieszanina trójskladnikowa, powstala wskutek do¬ mieszki gazu, zachowuje swoja statecznosc.Dodatkowo, oprócz domieszania cieklych lub sta¬ lych nosników ga-z/u, mozna przy pomocy odpo¬ wiednich dysz, umieszczonych miedzy mlynem 25 i reaktorem 1, wzglednie miedzy pompa 2 i rea¬ ktorem 1, wdmuchiwac gaz przez wieksza ilosc drobnych dysz od spodu przewodu tlocznego. Jako gaz stosuje sie najodpowiedniej znów wyplukany lub wydzielony dwutlenek wegla.Przez rozmieszczenie dysz na co najmniej jednej trzeciej obwodu od spodu przewodu tlocznego i przez równomierne ich rozdzielenie uzyskuje sie 26 30 35 najkorzystniejsze przenikanie gazu wglab szlamu weglowego.W najprostszym wykonaniu dyszami sa otworki w przewodzie tlocznym, zas przewód doprowadza¬ jacy gaz do dysz jest ubworzony przez plaszcz otaczajacy przewód tloczny.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wprowadzania wegla do urzadzenia zgazowujacego, zwlaszcza szlamu weglowego, za pomoca pompy i przewodu rurowego, znamienny tym, ze do .znajdujacego sie przed pompa cisnie¬ niowa przewodu rurowego, w którym zawarty jest wegiel, wprowadza sie gaz zawierajacy dwutlenek wegla. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dwutlenek wegla wydziela sie wzglednie wyplu¬ kuje z gazu surowego pochodzacego z tego same¬ go procesu zgazowania wegla. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze dwutlenek wegla, przed jego wprowadzeniem do przewodu rurowego zawierajacego wegiel, zostaje rozpuszczony w wodzie amoniakalnej wzglednie poddaje sie go przemianie w weglan amonowy. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze rozpuszczony w nasyconej sola wodzie amoniakal¬ nej dwutlenek wegla doprowadza sie do przewodu rurowego, w którym zawarty jest wegiel badz jeszcze nie zmielony badz juz zmielony. 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze weglan amonowy rozklada sie przez podgrzewanie podczas mieszania wody amoniakalnej z szlamem weglowym wzglednie przez dodanie do niego kwa¬ su fosforowego. \ •21 12- 20 ;19 ?S 23 U^S-18 ^22 V eV H \C-15 Of H3 10 PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wprowadzania wegla do urzadzenia zgazowujacego, zwlaszcza szlamu weglowego, za pomoca pompy i przewodu rurowego, znamienny tym, ze do .znajdujacego sie przed pompa cisnie¬ niowa przewodu rurowego, w którym zawarty jest wegiel, wprowadza sie gaz zawierajacy dwutlenek wegla.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dwutlenek wegla wydziela sie wzglednie wyplu¬ kuje z gazu surowego pochodzacego z tego same¬ go procesu zgazowania wegla.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze dwutlenek wegla, przed jego wprowadzeniem do przewodu rurowego zawierajacego wegiel, zostaje rozpuszczony w wodzie amoniakalnej wzglednie poddaje sie go przemianie w weglan amonowy.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze rozpuszczony w nasyconej sola wodzie amoniakal¬ nej dwutlenek wegla doprowadza sie do przewodu rurowego, w którym zawarty jest wegiel badz jeszcze nie zmielony badz juz zmielony.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze weglan amonowy rozklada sie przez podgrzewanie podczas mieszania wody amoniakalnej z szlamem weglowym wzglednie przez dodanie do niego kwa¬ su fosforowego. \ •21 12- 20 ;19 ?S 23 U^S-18 ^22 V eV H \C-15 Of H3 10 PL