PL137643B1

PL137643B1 - Method of controlling temperature in a rotary furnace for dry gasification of solid carbonaceous material

Info

Publication number: PL137643B1
Application number: PL1982236475A
Authority: PL
Original assignee: Allis Chalmers
Priority date: 1981-05-18
Filing date: 1982-05-17
Publication date: 1986-07-31
Also published as: FR2505864B1; PL236475A1; US4374650A; FR2505864A1; IT8248434A0; JPS581791A; IT1197428B; FI821729A0; DE3216836A1; GB2099014A; CA1169657A; AU8342082A; SU1114342A3; GB2099014B; IN157946B; DE3216836C2; SE8202808L; SE453099B; AU545077B2; ZA823012B

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji temperatury w pdecu obrotowym do zgazowania stalego materialu weglowego na sucho, a zwla¬ szcza zgazowania wegla, jaki mozna prowadzic w obrotowych piecach posiadajacych wyloty gazu na obydwu koncach pieca oraz otwory do do¬ prowadzania mieszaniny powietrze-para wodna, przechodzace promieniowo przez oslone pieca tak, ze obracaja sie wraz piecem i przechodza pod zlozem wegla w piecu.Wiadomo, ze procesy zgazowania wegla pro¬ wadzone w ukosnie nachylonym piecu obrotowym wykazuja szereg zalet. Obrotowe piece do zgazo¬ wania wegla mozna budowac w bardzo duzej skali ich przerób mozna latwo kontrolowac regulujac predkosc obrotowa, wprowadzanego materialu nie trzeba uprzednio przesiewac celem uzyskania cza¬ stek okreslonej wielkosci, jako ze w obrotowymi piecu mozna przetwarzac zarówno duze kawalki jak i bardzo drobny mial, mozna zapewni6 duzo miejsca dla uwzglednienia pecznienia spiekajacych sie wegli, a ponadto stale mieszanie wsadu wegla spowodowane obracaniem sie pieca zarpewnia o- siagniecie zasadniczo biorac wyrównanych tempe¬ ratur w zlozu w kazdym miejscu wzdluz podluz¬ nej osi pieca.Prowadzenie zgazowania wegla w ukosnie na¬ chylonym piecu obrotowym znane jest co naj¬ mniej od opisu patentowego Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr 24!7 322 z 1801 rokui, zas we 10 15 francuskim opisie patentowym nr 149049 z 1382 roku ujawniono, ze zgazowanie prowadzi sie w obrotowym piecu posiadajacym przechodzace przez ten piec promieniowe otwory na przeplyw gazu.Z kolei w opisie patentowym Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr H21906 z 22 grudnia 1914 ujaw¬ niono zaopatrzony w otwory obrotowy piec, u- szczelniony do pracy pod cisnieniem sprezonego powietrza lub innego gazu albo par, dostarcza¬ nych przez otwory w osolnie pieca.Pierwsza sugestia sposobu, w którym w poje¬ dynczym ukladzie mozna wytwarzac dwa stru¬ mienie gazu opalowego o róznym skladzie, znaj¬ duje sie prawdopodobnie w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 1199676 z 9 li¬ stopada 1915. W sposobie tym wykorzystuje sie trzy piece obrotowe: pierwszy piec do suszenia i wstepnego ogrzewania wegla, drugi piec do wy¬ dzielania gazów w temperaturze okolo 480°C, za¬ wierajacych skraplajace sie substancje lotne (o- kreslane jako „gaz weglowy") i wreszcie trzeci piec do wydzielania z wegla gazów w tempera¬ turze powyzej 870°€, w atmosferze pary wod¬ nej/,, przy czym gazy te sa zasadniczo biorac wolne od skraplajacych sie substancji lotnych (i gazy takie Okreslane sa jako „gaz wodny"). .- W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 12(14)164 z 30 styczn"ia 1917 prawdo¬ podobnie po raz pierwszy ujawniono sluzacy do zgazowania wegla obrotowy piec zaopatrzony w 137 6433 137 643 4 wyloty gazu na obydwu koncach pieca. W opi¬ sie tym ujawniono dwa sposoby zgazowahia, ja¬ kie mozna prowadzic w takim piecu. Pierwszy opisywany proces sluzy do wytwarzania jednego gazu, a mianowicie gazu wodnego, z wprowa¬ dzanego materialu, który uprzednio zostal pod¬ dany koksowaniu. W opisie tego procesu wytwa¬ rzania gazu,wodnego podano, ze wlot pary wod¬ nej i wylot gazu wodnego moze znajdowac sie na dowolnym koncu pieca wzglednie w dowol¬ nej kombinacji. Natomiast drugi proces opisany w tym patencie sluzy do wytwarzania dwu stru¬ mieni gazu, a mianowicie gazu weglowego i ga¬ zu wodnego, w pojedynczym piecu obrotowym, przy czym gaz weglowy odbierany jest na wlo¬ towym koncu pieca, gdzie wprowadza sie wegiel, zas gaz wodny odbierany jest na wylotowym kon¬ cu pieca, gdzie wyladowuje sie popiól.Równiez dwa sposoby prowadzenia zgazowania wegla przedstawiono w dwu opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 1267410 z 28 maja 1918 i 1270949 z 2 lipca 19118. Pierwszy sposób opisywany w obydwu tych patentach wy-/ korzystuje proces, w którym gaz odbiera sie z wlotowego konca obrotowego pieca, zas tempera¬ ture i sklad gazu reguluje sie, zwiekszajac lub zmniejszajac doplyw pary wodnej. Drugi sposób opisywany w obydwu tych patentach wykorzy¬ stuje proces, w którym wytwarza sie gaz nie zawierajacy smoly, reguluijac doplyw powietrza dla ulatwienia spalania, a gaz ten odbiera sie z wylotowego konca pieca, gdzie tez wyladowuje sie stale produkty procesu. Sposób podany we wspomnianych opisach patentowych polega na do-* starczaniu powietrza w ilosci wystarczajacej dla przeksztalcenia tlenku wegla w dwutlenek wegla i wytworzenia takiej ilosci ciepla, ze smoly o- siagaja tak wysoka temperature, ze ulegaja prze¬ ksztalceniu do trwalych gazów. W opisie nie po¬ dano konkretnie, jaka wartosc maja te wysokie temperatury, ale skadinad wiadomo, ze aby prze¬ ksztalcic w ten sposób wystepujace w gazach smoly, a jednoczesnie efektywnie prowadzic pro¬ ces (tzn. uzyskiwac prawie calkowita przemiane wegla na gaz), temperatury w generatorze gazo¬ wym powinny byc rzedu 1370^1840°C.Taki sposób zgazowania wykazuje dwie wady.Po pierwsze tak wysokie temperatury sa bardzo szkodliwe dla pieca obrotowego i jego wykladziny.Po drugie, w wyniku takiego prowadzenia pro¬ cesu zgazowania, wiele energii zawartej w weglu ulega przeksztalceniu w nie dajace sie odzyskac wyczuwalne cieplo, zam&ast bardziej pozadanego przeksztalcenia energii zawartej w weglu w u- tajona energie chemiczna w palnym gazie opa¬ lowym, która moze wydzielic sie jako energia cieplna po spaleniu gazu opalowego. Przeksztal¬ cenie znacznej czesci energii zawartej w weglu w wyczuwalne cieplo zamiast w utajona energie chemiczna gazu opalowego w tym sposobie zga¬ zowania prowadzonym w obrotowym piecu z nad¬ muchem powietrza oznacza, ze wytwarzany gaz opalowy, jakkolwiek wolny od smdl, to posiadal¬ by bardzo niska utajona chemiczna wartosc opa¬ lowa, znacznie nizsza od gazu opalowego wytwa¬ rzanego sposobem wedlug wynalazku. Jesli nato¬ miast opisywany powyzej sposób realizuje sie tak, aby przeksztalcac smoly w gazy w znacznie niz¬ szych temperaturach (np. okolo 1040—tllO0°C), to 5 utajona chemiczna wartosc opalowa bedzie co prawda wyzsza w odniesieniu do jednostkowej objetosci gazu, ale calkowita chemiczna wartosc opalowa uzyskana, z tony wegla bedzie znacz¬ nie nizsza niz wartosc opalowa uzyskana sposo- io bem wedlug wynalazku.Jak to zostanie wyjasnione z opisu sposobu wedlug wynalazku, sposób ten mozna uwazac za ulepszenie sposobów ujawnionych w dwu wyzej wspomnianych opisach patentowych Stanów Zjed- 15 noczonych Ameryki nr nr 1267410 i 1270949, jak równiez nr 1214164.Przed opisaniem sposobu wedlug wynalazku na¬ lezy wspomniec jeszcze trzy nowsze opisy paten¬ towe odnoszace sie do zgazowania wegla w oforo- 20 towym piecu. Opis patentowy Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr 1O16900 z 4 lipca 1903 ujaw¬ nia obrotowy piec z wylotami gazu na obydwu koncach. Jednakze sposób opisywany w tym pa¬ tencie jest to proces prowadzony we wzglednie 25 niskiej temperaturze (nie przekraczajacej 590°C), w celu odzyskania „skoksowanych pozostalosci" oraz przeksztalcenia kawalków wegli brunatnych i kenelskich jak równiez niektórych wegli ka¬ miennych w kawalki antracytu, a tym samym 30 proces nie jest ukierunkowany na maksymaliza¬ cje uzysku gazu opalowego z wprowadzanego ma¬ terialu.W opdsie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 39(9086(5 z 9 listopada 1976 ujawnio¬ no obrotowy piec do zgazowania wegla, z promie¬ niowymi otworami w oslonie pieca obrotowego, sluzacymi do wprowadzania powietrza i pary wod¬ nej do wnetrza pieca, albo wówczas, gdy otwo¬ ry te przechodza pod zlozem czastek wegla w piecu, albo tez w sposób ciagly, kiedy otwory te przesuwaja sie po kolowej orbicie wokól zlo¬ za wegla w piecu.Natomiast w opisie patentowym Stanów Zjed- 41 noczonych Amelryki nr 4B1470r7 z 29 lipca 1980 ujawniono sposób rozwiazania ukladu doprowa¬ dzania do pieca plynu, obejmujacego rury, za¬ wory, otwory oraz doprowadzone do otworów dy¬ sze, sluzace do wtryskiwania pary wodnej i po- so wietrza do wnetrza pieca do zgazowania wegla takiego, jak ujawniony w oposie patentowym Sta¬ nów Zjednoczonych Ameryki nr 39901865 i/lub w ponizej podanym opisie sposobu wedlug wyna¬ lazku.SB Przedstawiony opis dotychczasowego stanu tech¬ niki mial na celu przedstawienie podstawowych pieciu zalet, jakie wykazuja wszystkie sposoby zgazowania wegla w piecu obrotowym, przy po¬ równywaniu ze sposobami nie prowadzonymi w 60 piecach obrotowych.* Celem wynalazku jest dostarczenie sposobu zga¬ zowania wegla w piecu obrotowym, wykazujace¬ go dodatkowe i unikalne zalety, a w szczegól¬ nosci te, ze wytwarza sie gazy opalowe, które •• sumarycznie biorac odbieraja z wegla wiecej war-137 643 6 tosci opalowej w postaci utajonej energii chemi¬ cznej, która moze wydzielic sie jako energia ciepl¬ na po spaleniu gazu opalowego, w urzadzaniu nie zwiazanym z wytwarzaniem gazu z wegla, jak np. kociol parowy, przy czym wytwarzanie wyczuwalnego ciepla ograniczone jest do pred¬ kosci, przy której mozna zapewnic znaczny od¬ zysk ciepla dla innych, ekonomicznie uzsadnio- nych zastosowan, a jednoczesnie osiagnac to bez skraplania sie smól na roboczych powierzchniach urzadzen.Innym celem wynalazku jest wytwarzanie ga¬ zów opalowych z wegla, przy czym gazy te za¬ wieraja skladniki o wyzszej wartosci opalowej w postaci utajonej energii chemicznej, a mniej nie dajacego sie odzyskac, wyczuwalnego ciepla, bez potrzeby poddawania wegla reakcji z czy¬ stym tlenem i bez potrzeby stosowania tempe¬ ratur powyzej okolo 1100°C.Jak to zostanie przedstawione w opisie ponizej, sposób wedlug wynalazku nie ma na celu uni¬ kania¦- calkowicie wytwarzania smól i zawiera¬ jacego smoly gazu opalowego, ale dostarczenie unikalnego i ekonomicznie atrakcyjnego sposobu prowadzenia zgazowania wegla, w toku którego wytwarzane sa zarówno gazy zawierajace smoly, jak i gazy nie zawierajace smól, zas gaz nie zawierajacy smól jest po czesci wykorzystywany do utrzymywania gazów zawierajacych smoly w temperaturach na tyle wysokich, aby zapobiec skraplaniu sie smól na powierzchniach urzadzen do zgazowania wegla.W sposobie wedlug wynalazku cele te osiag¬ nieto stosujac proces, w którym przez wstepnie ogrzane zloze materialu weglowego przewalajace sie w piecu obrotowym przedmuchuje sie utle¬ niajacy gaz i pare wodna, przy czym ich nate¬ zenia przeplywu reguluje sie tak, aby ogrzewac i wydzielac z materialu gaz zawierajacy smoly, który przepuszcza sie nad wprowadzanym mate¬ rialem, celem wykorzystania czesci wyczuwalnego ciepla z takiego gazu do wstepnego ogrzania-wpro¬ wadzanego materialu, zas ten podgrzewajacy gaz jest nastepnie odprowadzany z wlotowego konca pieca, a jednoczesnie ze zweglonej masy tego weglowego materialu wytwarza sie gaz nie za¬ wierajacy smól, który to gaz odprowadzany jest -z wylotowego konca pieca, w temperaturze okolo 1040oC. Stosunek przeplywu odprowadzanych ga¬ zów reguluje s!ie nastepnie wzgledem siebie tak, ze czesc nie zawierajacego smól gazu o tempe- raturze okolo 1040°C miesza sie z posiadajacym nizsza temperature gazem zawierajacym smoly, . przeplywajacym w kierunku wlotowego konca pie¬ ca, w ilosci wystarczajacej do tego, aby te zmie¬ szane gazy posiadaly temperature dostatecznie wy¬ soka, aby zapobiec skraplaniu sie smól na ro¬ boczych powierzchniach urzadzen do zgazowania wegla. Reszte. strumienia gazów o wysokiej tem¬ peraturze odbiera, sie jako gaz nie zawierajacy smól, na wylotowym koncu pieca.Przedmiotem wynalazku jest zatem ulepszony sposób, regulacji temperatury w piecu obrotowym, do ciaglego zgazowania . niesortowanych czastek wegla lub innego stalego materialu weglowego, w toku którego material stopniowo ogrzewa sie do koncowej temperatury w przyblizeniu 1100°C, poprzez kolejne etapy obróbki cieplnej, w trak¬ cie których wprowadzony material oddaje pare 5 wodna, wodór, tlenek wegla, dwutlenek wegla, pary weglowodorów i dym (aerozole) oraz nie zawierajace weglowodorów gazy (w temperaturze 87'0—illO0°C), w koncowym i przebiegajacym w najwyzszej temperaturze etapie ze wspomniane- io go ciagu etapów, przy czym te etapy obróbki cieplnej przebiegaja w ukosnym piecu obroto¬ wym nachylonym w dól w kierunku od wlotu materialu do wylotu materialu, a ten sposób o- bejmuje etapy wprowadzania ciaglego strumie- 15 nia materialu weglowego do wlotu pieca w celu utworzenia zloza materialu w piecu i obracanie pieca, oraz stopniowego podnoszenia temperatury zloza w miare, jak material przesuwa sie przez etapy obróbki cieplnej, przy czym do co naj- 20 mniej tej czesci zloza, która przeszla do konco¬ wego i wolnego od weglowodorów etapu zgazo¬ wania wprowadza sie utleniajacy plyn zawiera¬ jacy pare wodna, w celu podniesienia tempera¬ tury materialu w koncowym etapie do okolo 25 1100°C, a temperatury nie zawierajacych weglo¬ wodorów gazów wydzielajacych sie w tym kon¬ cowym etapie do okolo 1040°C.Istota wynalazku polega na tym, ze selektyw¬ nie kontroluje sie wypuszczanie w okreslonych 30 proporcjach gazów procesowych jednoczesnie z o- bu konców pieca, tak aby rozdzielic na dwa stru¬ mienie gaz wolny od smoly, wytwarzany przez przepuszczanie powietrza i pary przez wegiel i aby wypuszczac osobno rozdzielone, wolne od smo- 35 ly strumienie gazu, które przeplywaja w osiowo przeciwnych kierunkach wewnatrz pieca, przy czym strumien gazu wolnego od smoly przeply¬ wa w kierunku wlotu materialu do pieca, mie¬ szajac sie z gazami zawierajacymi smole, wydzie- 40 lajacymi sie z wegla ogrzewanego do temperatury ulatniania sie i nastepnie zostaje wypuszczony przez wlot materialu w postaci mieszaniny ga¬ zów wolnych od smoly i zawierajacych smole oraz dostosowuje sie proporcje gazów procesowych 45 wypuszczanych z kazdego konca pieca tak, aby usytuowac miejsce rozdzielania gazu wolnego od smoly wzdluz glównej osi pieca, w taki sposób, aby utrzymac najfwyzszy osiagalny wyplyw gazu wolnego od smoly przy wylotowym koncu pieca, 50 przy czym jednoczesnie temperature zmieszanych gazów, wyplywajacych z konca wylotowego pie¬ ca, utrzymuje sie powyzej temperatury skrapla¬ nia sie smoly.Korzystnie zawierajacy pare wodna utleniajacy 55 plyn wprowadza sie do co najmniej tej czesci zloza, która zostala ogrzana do temperatury okolo 870oC, w celu dalszego podniesienia temperatury materialu w koncowym etapie do okolo lilOO°C, a temperatury nie zawierajacych weglowodorów w gazów wydzielajacych sie w tym koncowym eta¬ pie do okolo 1040°C.Korzystnie, sposób wedlug wynalazku zawiera dodatkowy etap polegajacy na tym, ze gdy tem¬ peratura gazów uchodzacych z wlotowego konca •5 pieca wzrosnie o wiecej niz okolo 170°C powyzej7 137 643 S z góry okreslanej teiriperatury, w której odparo¬ wane smoly skraplaja sie z utworzeniem kleiste¬ go lepkiego materialu, reguluje sie uchodzenie gazów z pieca tak, aby zmniejszyc uchodzenie gazów z konca wlotowego i aby zwiekszyc ucho¬ dzenie gazów z konca wylotowego pieca i aby zmniejszyc przyplyw gazu nie zawierajacego we¬ glowodorów, w temperaturze okolo 1040°C z kon¬ cowego etapu o najwyzszej temperaturze w kie- rurikii do i z wlotowego konca pieca, w celu obnizenia temperatury strumienia zmienionych ga¬ zów uchodzacych z wlotowego konca pieca do temperatury o okolo 170°C wyzszej niz okreslona temperatura, w której odparowane smoly skra¬ plaja sie z utworzeniem kleistego lepkiego mate¬ rialu. Poniewaz stopniowe ogrzewanie powoduje powstanie par weglowodorów i dym (aerozole) za¬ wierajace odparowana smole i metan, uchodze¬ nie gazów jednoczesnie z obu konców pieca re¬ guluje sie tak, aby gaz wyplynal w kierunku do i z wlotowego konca pieca w takiej ilosci, aby zawartosc metanu w gazie o temperaturze okolo 1040°C, wyplywajacym z wylotowego kon¬ ca pieca, utrzymywala sie na poziomie nie wiek¬ szym ndz 0,lf/o objetosciowym, co stanowi wska¬ zanie zasadniczo calkowitej nieobecnosci odparo¬ wanej smoly w gazach wyplywajacych z wylo¬ towego konca pieca. korzystnie uchodzenie gazów jednoczesnie z o- bu konców pieca reguluje sie tak, aby na kazdy 1 kgi/godz gazu wyplywajacego z wylotowego kon¬ ca pieca przypadalo okolo 3 kg/godz^ gazu wy¬ plywajacego z wlotowego konca pieca.Korzystnie plymy utleniajace, zawierajace pare wprowadza sie do zloza materialu przez otwory w cylindrycznej oslonie pieca, w miare jak o- twory te przesuwaja sie pod zloze materialu w wyniku obracania sie pieca oraz, ze do czesci zloza materialu w temperaturze ponizej 104O°C wprowadza sie utleniajacy plyn nie zawierajacy pary wodnej.Ponadto, korzystnie plyny utleniajace wprowa¬ dza sie do wnetrza pieca przez otwory umozli¬ wiajace przeplyw tylko wówczas, gdy otwory te przesuwaja sie pod zlozem materialu i przeplyw plynu przez otwory przerywa sie po wyjsciu o- tworów spod zloza, dopóki w wyniku obracania sie pieca otwory te nie znajda ' sie z powrotem pod zlozem.Dalej, korzystnie plyn utleniajacy, przed wpro¬ wadzeniem go do pieca, poddaje sie sprezaniu do ustalonego i utrzymywanego poziomu, tak aby wytworzyc cisnienie gazu wewnatrz pieca nad i wzdluz calej poosiowej dlugosci zloza mate¬ rialu, które to cisnienie jest o co najmniej 1,38 • 10* Pa wyzsze od cisnienia atmosferycznego, pa¬ nujacego na zewnatrz pieca.W sposobie wedlug wynalazku wystepuja pew¬ ne parametry prowadzenia procesu, okreslajace sposób regulacji proporcji wyplywu gazów z obu konców pieca tak, aby utrzymac pozadany stan obydwu strumieni gazu. Te parametry prowadze¬ nia procesu moga obejmowac utrzymywanie tem¬ peratury gazów uchodzacych z wlotowego konca pieca na poziomie okolo 540°C, jak równiez; "u- trzymywanie zawartosci metanu w gazie ucho¬ dzacym z wylotowego konca pieca w zakresie od zera do okolo 0,1 ofoj. Jak to wyniknie z podanych ponizej przykladów, spelnienie tych za- 5 lecen moze wymagac odprowadzania okreslonej liczby kilogramów gazu z wlotowego konca pieca w stosunku do liczby kilogramów gazu z wylo¬ towego konca pieca, która to proporcja w od¬ niesieniu do wegli kamiennych pozostaje w za¬ kresie stosunków od w przyblizeniu 2 :*1 do 4 : 1; z drugiej strony w odniesieniu do wegli brunat¬ nych bez wstepnego suszenia niezbedne moze o- kazac sie zmieszanie nawet 1009/t nie zawierajace¬ go smoly gazu o wysokiej temperaturze z za¬ wierajacym smole gazem o nizszej temperaturze, aby gaz ten byl odprowadzany z wlotowego kon¬ ca pieca ze smolami w bezpiecznym zakresie po¬ wyzej temperatury skraplania.Co sie tyczy parametru zawartosci metanu, to nalezy zauwazyc, ze dostepne sa juz obecnie w handlu przyrzady do kontrolowania zawartosci metanu w strumieniu gazu, podczas gdy nie ma jeszcze przyrzadów do ciaglej kontroli zawartosci smól w gazde. Jednakze stwierdzono w toku o- pracowywania sposobu wedlug wynalazku, ze kie¬ dy zawartosc metanu w gazie odprowadzanym z wylotowego konca pieca przekracza 0,l*/t obj., wówczas istnieje duze prawdopodobienstwo, ze w gazie znajdzie sie równiez smoly oraz inne da¬ jace sie skroplic weglowodory. Tym samym po¬ miar zawartosci metanu dostarcza wskazania co do wystepowania lub nieobecnosci niepozadanych smól oraz innych skraplajacych sie weglowodo¬ rów w posiadajacym wysoka temperature gazie odprowadzanym z wylotowego konca pieca.Sposób osiagniecia wyzej wymienionych celów wynalazku stanie sie jasny po zapoznaniu sie z podanym ponizej opisem, w powiazaniu z zala¬ czonymi rysunkami, posród których: Rys. 1 stanowi ogólny schemat przeplywu ma- teriakufeazu oraz aparatury stosowanej do zgazo- wania wegla w piecu obrotowym; Rys. 2 stanowi widok w przekroju zaopatrzo¬ nego w otwory doprowadzajace obrotowego pieca przedstawionego na rys. fl, przy czym przekrój wykonano wzdluz linii II—II na rys. 1; Ryis. 3 przedstawia wykres obrazujacy przebieg skraplania sie smoly ze strumienia zawierajacego smole gazu, w funkcji temperatury; oraz Rys. 4 przedstawia wykres obrazujacy zmiany temperatury zarówno czastek stalego materialu weglowego poddawanego zgazowaniu, jak i gazów nad zlozem, w funkcji przesuwania sie stalych czastek wzdluz pieca.Na zalaczonych rysunkach generator gazowy 6 przedstawiony jest jako posiadajacy ukosnie na¬ chylona, zaopatrzona w ognioodporna wykladzine oslone pieca obrotowego 7. Wejgiel lub inny staly material weglowy wprowadza sie z przewodu do¬ prowadzajacego 8 do górnego konca 10 oslony pieca 7, poprzez dozownik 9* Do obracania otlo- ny pieca 7 mozna zastosowac konwencjonalne roz¬ wiazania, dobrze znane w technice*. Poniewaz u- rzafizenia do obracania oslony pieca nie wcho¬ dza w zakres sposobu wedlug wynaiadku, a sa 15 20 u 10 35 45 60 55 8f137 643 10 dobrze znane w technice, wiec nde pokazana ich na rysunku. Oslona pieca 7 nachylona jest ukos¬ nie w dól od wlotowego konca 10, gdzie wpro¬ wadza sie materialy stale, do konca wylotowego 11, gdzie odprowadza sie popiól. To nachylenie * w powiajzaniu z obracaniem sie oslony pdeca 7 powoduje, ze wegiel tworzy zloze 12 w zaopa¬ trzonej w ognioodporna wykladzine oslonie pieca 7, które to zloze powoli przesuwa sie w dól nachylenia w miare jak podlega zgazowaniu. 10 Wlotowy koniec 10 pieca 7, przez który wpro¬ wadza sie staly material, zaopatrzony jest w nieruchomy kolpak 13, posiadajacy przewód wy¬ lotowy gazu 14. Koniec wylotowy 11 pieca 7, przez który odprowadza sie popiól, zaopatrzony w jest w nieruchomy kolgak 15. Kolpak do odpro¬ wadzania popiolu 15 posiada przewód wylotowy gazu 16 oraz kanal wylotowy popiolu 17. Wy¬ lotowy kolpak 15 zaopatrzony jest w palnik 21, przeznaczony do wstepnego ogrzewania pieca i 20 wegla do roboczej temperatury podczas rozru¬ chu. W tym celu mozna zastosowac palnik gazo¬ wy lub na dowolne inne odpowiednie paliwo.Przy pracy generatora gazowego, jak to zo¬ stanie opisane, pod cisnieniem wyzszym od atmo- M sferycznego w oslonie pieca 7, dozownik wegla 9 i wylot popiolu 17 mozna zaprojektowac i roz¬ wiazac jak .podano w opisie patentowym St. Zjedn.Ameryki nr 4244705 z 13 stycznia 1981.Na rys. 1 i rys. 2 przedstawiono schematycznie M opisywany ponizej uklad, sluzacy do doprowadza¬ nia powietrza i pary wodnej przez otwory w, zaopatrzonym w ognioodporna wykladzine piecu 7 i przez zloze materialu 12 w piecu. Jednakze przed przystapieniem do opisu przedstawionego M ukladu nalezy zwrócic uwage na fakt, ze dla unikniecia niepotrzebnie skomplikowanego opisu przedstawiony uklad stanowi tylko pogladowy schemat, nie przedstawiajacy rozwiazan stosowa¬ nych w ukladach przemyslowych. Stosowane w 40 rozwiazaniach przemyslowych uklady do dostar¬ czania dwu strumieni gazu (którymi moga byc powietrze i para wodna), do oslony obrotowego pieca, a nastepnie przez otwory do wnetrza oslony obrotowego pieca, sa znane i najprawdopodobniej 45 obejmowalyby dwa uklady doprowadzania gazu, podobne do przedstawionych w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 661370 z 9 maja 1972. Ponadto, jesli otwory do wprowadza¬ nia powietrza i pary wodnej mialyby byc otwar- M te tylko wówczas, gdy otwory te przechpdza pod zlozem materialu w piecu, jak w korzystnym spo¬ sobie wedlug wynalazku, to zawory na przewo¬ dach doprowadzajacych gaz mozna wlaczac i wy¬ laczac wtedy, gdy otwory te dochodza do wy- 55 branych pozycji na ich orbitalnych drogach, przy uzyciu ukladów krzywka-wyzwalacz, takich jak ujawnione w opisach patentowych Stanów Zjedno¬ czonych Ameryki nr nr 3a4r7)538 z 12 listopada 1974; 39#5fl24 z 23 marca 1976; oraz 4070149 z 60 24 stycznia 19*78.Przedstawiony na rys. 1 i rys. 2 uproszczony pogladowy schemat ukladu do dostarczania po¬ wietrza i pary wodnej do oslony pieca obroto¬ wego ;7, obejmuje dmuchawe do sprezania po- « wietrza 19 polaczona z przewodem doprowadzaja¬ cym 20, zródlo pary wodnej pod cisnieniem (nie pokazane) oraz przewód doprowadzajacy pare wodna 21. Przewody 20 i 21 polaczone sa z i przechodza przez nieruchoma plyte montazowa 22.Nieruchomy rozgaleziony przewód rurowy 23 przy¬ lega do plyty 22 i jak pokazano na rys. 2, za¬ opatrzony jest w lukowe szczeliny 24 i 25. Do rozgalezionego przewodu rurowego 23 od strony przeciwnej do nieruchomej plyty mentazowej 22 przylega element podtrzymujacy rury 26, zamon¬ towany na oslonie pieca 7, obracajacy sie wraz z oslona pieca 7. Na elemencie podtrzymujacym rury 26 zamontowanych jest wiele rozmieszczo¬ nych na obwodzie i rozciagajacych sie poosiowo rur 27, 32, które to rury 27, 32 rozciagaja sie w kierunku wlotowego konca 10 pieca 7. Kazda z rur 27 polaczona jest z wieloma promieniowy¬ mi przewodami 28, które z kolei polaczone sa z otworami 29 przechodzacymi-promieniowo przez piec 7 i jego ognioodporna wykladzine 70, ko¬ munikujac sie z jego wnetrzem i przechodzac pod zlozem materialu 12, w miare jak oslona pieca 7 obraca sie. Podczas obracania sie pieca 7f piec 7 i element podtrzymujacy rury 26 prze¬ suwa rury 27 obok lukowej szczeliny 24 w nie¬ ruchomym rozgalezionym przewodzie rurowym 23, umozliwiajac przeplyw powietrza od przewodu 20 przez szczeline 24 do jednej lub wiecej z rur 27 przesuwajacych sie obok szczeliny 24. Powietrze przeplywa nastepnie z rur 27 przez promieniowe przewody 28 i otwory 29, aby wreszcie przejsc przez zloze 12 materialu w piecu.Uklad doprowadzania i rozprowadzania pary wodnej, od przewodu 21 do rur 32 jest podobny do juz opisanego ukladu doprowadzania i roz- prowadzania powietrza i nie wymaga opisu. Kaz¬ da z rur 32 polaczona jest z wieloma promie¬ niowymi przewodami 33, które z kolei polaczone sa z przewodami 28 i przez nie. z otworami 29. Pod¬ czas obracania sie pieca 7, piec 7 i eLement pod¬ trzymujacy rury 26 przesuwa rury 32 obok luko¬ wej szczeliny 25 w nieruchomym rozgalezionym przewodzie rurowym 23, umozliwiajac przeplyw pary wodnej od przewodu 21, przez szczeline 25 do jednej lub wiecej z rur 32 przesuwajacych sie obok szczeliny 25. Para wodna przeplywa na¬ stepnie z rur 32 przez promieniowe przewody 33, 28 i otwory 29, aby wreszcie wraz z powie¬ trzem przejsc przez zloze 12 materialu w pie¬ cu.Mozna w ukladzie zastosowac zawory (nie po-' kazane), umieszczone w poosiowo rozciagajacych sie rurach 27, 32 i/lub w promieniowych prze¬ wodach 28, 33 i/lub umieszczone w rurach do¬ prowadzajacych plyn, jak to przedstawiono w o- pisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 4214707 z 29 lipca 1980, w celu zmiany rozkladu i liczby otworów 29, które dzialaja w opisywany sposób, w celu zapewnienia przeplywów powietrza i pary wodnej potrzebnych dla róznych materialów we¬ glowych poddawanych zgazowaniu. W kazdym z otworów 29 mozna zalozyc dysze (nie pokazane), ewentualnie o konstrukcji ujawnionej* równiez we wspomnianym opisie.137 643 11 12 Jak to wynika z podanego ponizej Ojpisu, gaz opalowy odprowadzany jest jednoczesnie z wlo¬ towego konca 10 pieca 7 (gdzie wprowadzany jest wegtel) i z wylotowego konca 11 pieca 7 (gdzie odprowadzany jest popiól). Przeplyw gazu odlo¬ towego z wlotowego konca 10 pieca 7 przez prze¬ wód wylotowy gazu 14 regulowany jest zaworem 40. Gaz odlotowy przez przewód 14 przechodzi do oddzielacza cyklonowego 41, a nastepnie gaz odlotowy z oddzielacza cyklonowego 41 przez prze¬ wód 42 przechodzi do urzadzenia do dalszego czyszczenia (w aparacie nie pokazanym na rysun¬ ku). Urzadzenie do dalszego czyszczenia gazu z przewodu 42 moze obejmowac skruber 51, który moze byc taki, jak opisano w Chemical Engineers Handbook, Perry, 3 wyd., 1950, McGraw-Hill Book Company, s. 1034, oraz uklad do usuwania siarko¬ wodoru 52, który moze byc taki sam jak opisa¬ no w tym Chemical Engineers Handbook jw., s. 1577, wzglednie jak przedstawiono w opisach pa¬ tentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 4150953 i 4260*590. Czastki usuwane z gazów przez odipylacz 41 mozna zawracac do obiegu, przesy¬ lajac je przewodem 43 do dozownika 44 (który moze byc pod wzgledem konstrukcji i rozwiaza¬ nia podobny do dozownika 9) i czastki te zawra¬ ca sie z powrotem do generatora gazowego 6.Przeplyw gazu odlotowego z wylotowego konca 11 pieca 7 przez przewód 16 regulowany jest za¬ worem 47. Gaz odlotowy przez przewód 16 prze¬ chodzi do odpylacza cyklonowego 48, a nastep¬ nie gaz odlotowy wolny od zanieczyszczen me¬ chanicznych przeplywa od odpylacza 48 przez prze¬ wód 49 do urzadzenia do odzyskiwania ciepla 53 w celu odzyskania ciepla z tego strumienia ga¬ zów, np. do wytwarzania pary. Gaz z urzadzenia 53 przechodzi do skrubera 54, który moze byc taki jak opisano w odniesieniu do skrubera 51, a nastepnie do ukladu do usuwania siarkowodoru 52. Gaz z ukladu do usuwania siarkowodoru 52 mozna dostarczac do palnika kotla parowego wzglednie do silowni pracujacej w kombinowa¬ nym cyklu (nie pokazana). Czastki usuwane z gazów przez odpylac z 48 przechodza przez prze¬ wód 50 celem odprowadzenia do wylotowego prze¬ wodu popiolu 17, w celu usuniecia we wlasci¬ wy sposób wraz z popiolem odprowadzanym z pieca 7.Opis sposobu wedlug wynalazku zacznie sie od opisu dzialania zakladu opisanego w odnie¬ sieniu do rys. 1 i rys. 2, a nastepnie przejdzie do bardziej szczególowego opisu w powiazaniu z rys. 3 i rys. 4.Dzialanie urzadzenia przedstawionego na rys. 1 zapoczatkowuje sie przez zapalenie najpierw pal¬ nika 21, w celu wstepnego nagrzania ogniood¬ pornej wykladziny 70 i oslony 7 obrotowego pie¬ ca, kolpaków 13, 15 oraiz odlotowych przewodów wytworzonego gazu 14, 16. Kiedy wewnetrzna po¬ wierzchnia ognioodpornej wykladziny 70 ogrzeje sie do temperatury pomiedzy 8&0°C a 980°C, do pieca 7 przez dozownik 9 wprowadza sie czastki wegla. Kiedy piec jest juz czesciowo wypelniony i zloze 12 wegla pokrylo zasadniczo biorac cala dlugosc pieca, zaczyna sie wtryskiwanie powietrza i pary wodnej przez otwory 29 oraz zloze 12, kie¬ dy otwory 29 przechodza pod zlozem, a wylacza sie palnik 21. Temperatura zloza wegla przesu¬ wajacego sie po nachyleniu pieca 7 gwaltownie 5 rosnie do zakresu 870°C do 1200°C w poblizu wylotowego konca 11 pieca 7 i reguluje sie sto¬ sunek powietrza do wody, wtryskiwanych przez otwory 29, celem utrzymywania pozadanej* war¬ tosci temperatur. 10 Sprezone powietrze z dmuchawy 19 przeplywa przez przewód 20, lukowa szczeline 24 w rozga¬ lezionym przewodzie rurowym (patrz takze i*ps. 2) i do kazdej rozciagajacej sie poosiowo rury 27 (pokazane tylko na rys. 1), przesuwanej obok szcze- 15 liny 24 w wyniku obracania sie oslony pieca 7.Z rur 27 powietrze przechodzi przez promieniowe przewody 28, otwory 29 i zloze materialu 12; Para wodna pod cisnieniem (z wytwornicy pa¬ ry, nie pokazanej), przeplywa przez przewód 21, 121 lukowa szczeline 25 w rozgalezionym przewodzie rurowym 23 (patrz takze rys. 2) i do kazdej rozciegajacej sie poosiowo rury 32 (pokazane tylko na rys. 1), przesuwanej obok szczeliny 25 w wy¬ niku obracania sie oslony pieca 7. Z rur 32 para 25 przechodzi przez promieniowe przewody 33, które przechodza w przewody 28, po czym para zmie¬ szana z powietrzem przechodzi przez otwory 29 i zloze materialu 12. Nalezy jednak zwrócic u- wage na fakt, ze rury pary 32 nie rozciagaja 81 sie tak daleko w strone konca wlotowego 10 pieca 7, jak rozciagaja sie rury powietrza 28, w zwiazku z czym w zloze wprowadza sie naj¬ pierw samo powietrze,, przed wtryskiwaniem zmie¬ szanego powietrza i pary, z przyczyn wyjasnio- 35 nych ponizej w powiazaniu z rys. 4.Cisnienie pary i powietrza wprowadzanych do pieca 7 reguluje sie tak, aby wytworzyc w piecu cisnienie gazu, które jest o conajmniej 0,15 MPa, a korzystnie 0,4 -5- 1,3 MPa wyzsze od aisiMe- 40 nia atmosferycznego panujacego na zewnatrz pie¬ ca. Wiplyw takich sprezonych gazów z obydwu konców 10, 11 pieca 7 mozna regulowac przy pomocy zaworów 40, 47.Sposób wedlug wynalazku zgazowania stalych 45 czastek wegla w zlozu 12 w obrotowym piecu 7, wytwarza jednoczesnie i w ciagly sposób, dwa wyraznie rózniace sie strumienie gazu opalowe¬ go, wychodzace z" przeciwnych konców pojedyn¬ czego pieca 7. Pierwszy z tych strumieni gazu, 50 który zawiera zasadniczo biorac wszystkie smoly wytworzone w toku tego procesu, tworzy sie pod¬ czas gdy wegiel ogrzewa sie od okolo 200°C do 8!70i°C i gdyby ten strumien odprowadzac z wlo¬ towego konca 10 pieca 7 bez dodania gazów 55 o wyzszej temperaturze, to gaz taki bylby w tem¬ peraturze lezacej w zakresie, który powoduje skra¬ planie sie odparowanych smól (patrz rys. 3).Drugi strumien gateu tworzy sie w aftmosferze po¬ wietrza1 i pary, po tym, jajk wiegiel zostal juz ogrza- 60 ny powyzej okolo 8T09C i[przeksztalcil sie w zwe¬ glona mase. Ten drugi gaz odprowadza sie z wy¬ lotowego konca 11 pieca 7, we wzglednie wyso¬ kiej temperaturze (1040°C) i zasadniczo biorac nie zawiera on smól. Z tego wolnego oid smoly 85 gazu mozna odzyskiwac cieplo i wytwarzac pare137*643 13 U przy pomocy wymiennika ciepla 53, po prostym oczyszczeniu z zanieczyszczen mechanicznych, ja¬ kie mozna osiagnac przy uzyciu odpylacza cyklo¬ nowego 48.Wplyw gazu z wlotowego konca 10 pieca 7, 5 jak równiez wyplyw gazu z wylotowego konca li pieca 7, reguluje sie wzgledem -siebie przy pomocy zaworów 40, 47 tak, ze co najmniej czesc nie zawierajacego smoly gazu o temperaturze 1040°C bedzie mieszac sie z zawierajacym smole w gazem plynacym w kierunku wlotowego kon¬ ca 10 pieca 7, przy czym taki gaz o wyzszej temperaturze wystepuje w ilosci wystarczajacej do tego, aby utrzymac te zmieszane gazy w tem¬ peraturze okolo 540°C, która jest dostatecznie wy- i* soka, aby zapobiec skraplaniu sie smól na robo¬ czych powierzchniach urzadzen (tzn. pieca, zawo¬ rów wylotowych gazu itp.). Z rys. 3 wynika, ze w temperaturze powyzej 370°C skraplanie sie smól zachodzi w bardzo niewielkim stopniu. Jed- 20 nakze nawet takie niewielkie skraplanie sie smo¬ ly, zachodzace przez dlugi okres, bedzie powo¬ dowalo znaczne narastanie osadów smoly na wy¬ kladzinie pieca 7 oraz w zaworach 40, 47 tak, ze beda one uniemozliwialy prawidlowe dziala- 25 nie urzadzen sluzacych do realizacji sposobu we¬ dlug wynalazku.Dla zapewnienia niezawodnego dzialania przez dlugie okresy, przyjeto jako temperature odpro¬ wadzania gazów z wlotowego konca 10 pieca 7, 30 temperature okolo 540°C, jako wskazanie korzy¬ stnej mieszanki dwu:strumieni gazów. Nalezy jed¬ nak podkreslic, ze jesli gazy odprowadzane sa z wlotowego konca 10 pieca 7 w temperaturach znacznie wyzszych, niz temiperatura konieczna dla 35 zapobiezenia skraplaniu sie smoly na roboczych powierzchniach urzadzen, to oznaczaloby to, ze gaz o wysokiej temperaturze jest bezuzytecznie odbierany ze strumienia gazu, z którego cieplo mozna odzyskac po prostym oczyszczeniu z za- 40 nieczyszczen mechanicznych przy uzyciu odpyla¬ cza cyklonowego 48.Przebieg procesu zgazowania w sposobie wedlug wynalazku mozna dalej wyjasnic w powiazaniu z rys. 4, który przedstawia wykres temperatur 45 gazu nad zlozem oraz temperatur zloza, w funkcji przesuniecia stalych materialów od wlotowego kon¬ ca 10 pieca 7 do wylotowego konca 11 pieca 7.Na rys. 4 widac, ze stale czastki wegla prze¬ suwajace sie przez piec 7 wysychaja w miare, 50 jak temperatura czastek podnosi sie od okolo 93°C do okolo 150°C. Kiedy czastki wegla zo¬ stana ogrzane do okolo 205°C i powyzej, i przej¬ da nad otwory 29 dostarczajace tylko powietrze, wegiel zaczyna tracic substancje lotne, oddajac 55 gaz zawierajacy smole (nazywany czasami „gazem weglowym''), który wydzieli sie z wegla zasad¬ niczo biorac calkowicie do czasu, gdy wegiel 0- grzeje sie do temperatury 870°C lub nieco wyz¬ szej. Calkowite wydzielenie sie substancji lot- 60 nych przeksztalca wyjsciowy wegiel w calkowi¬ cie zweglona mase (wegiel odbarwiajacy). Kiedy temperatura tej zweglonej masy wzrosnie w at¬ mosferze powietrze^para wodna utworzonej w wy¬ niku przeplywu pary przez przewody 33 na rys. 1, 45 i osiagnie temperature okolo 87fl°C i powyzej, ze zweglonej masy .powstaje gaz nie zawierajacy smoly (nazywany czasami „gazem wodnym").Kiedy piec 7 pracuje pod cisnieniem, otwarcie zaworów 40, 47 (pokazanych na rys. 1) umozliwia i reguluje wyplyw gazu z obydwu konców pieca 7. Zawory 40, 47 otwiera sie w celu odprowadze¬ nia calosci gazu zawierajacego smole plus co najmniej pewna czesc gazu nie zawierajacego smoly, ze strefy dwukierunkowego przeplywu ga¬ zu, oznaczonej na rys. 4 jako obszar zakresko- wany.Jak przedstawiono na rys. 4, temperatura za¬ wierajacego smole gazu spada dosc gwaltownie w miare, jak przeplywa on w kierunku wloto¬ wego konca 10 pieca 7 i wistejpnie ogrzewa wpro¬ wadzany wegiel, przeplywajacy i przewalajacy sie w kierunku wylotowego konca 11 pieca 7.Gdyby nie pobrac czesci nie zawierajacego smoly gazu z zakreskowanej strefy z rys. 4 w kierunku wlotowego konca 10 wraz z zawierajacym smole gazem, to gazy odprowadzane z wlotowego konca 10 ulegalyby schlodzeniu ponizej 540°C, wraz z wynikajacymi stad konsekwencjami w postaci skraplania sie smoly, wskazywanymi przez wy¬ kres na rys. 3. Dokladne nastawy zaworów 40, 47 (pokazane na rys. 1.) w dowolnym czasie powinny byc takie, aby utrzymywac temperature wyply¬ wu gazu z wlotowego konca 10 pieca 7 przy docelowej temperaturze, np. okolo 540°C, aby zapobiec skraplaniu sie smoly na roboczych po¬ wierzchniach urzadzen. Dla 'wiekszosci, a byc mo¬ ze nawet wszystkich gatunków wegli, utrzymy¬ wanie wspomnianej docelowej temperatury okolo 540°C bedzie zarazem zapewnialo, ze gaz odloto¬ wy z wylotowego konca 11 pozostaje wolny od smól tak, ze z tego strumienia gazu mozna od¬ zyskiwac cieplo przy uzyciu wymiennika ciepla 53, po prostym oczyszczeniu z zanieczyszczen me¬ chanicznych przy uzyciu odpylacza 48, zas przed przejsciem do skrubera 54 i ukladu do usuwa¬ nia siarkowodoru 52. Innym parametrem do kon¬ trolowania gazu odlotowego z wylotowego konca 11, celem upewnienia sie, ze nie zawiera on smoly, jest pomiar zawartosci metanu w tym gazie. Jak to juz wczesniej wyjasniono, dostepne sa w handlu urzadzenia do kontrolowania za¬ wartosci metanu i zawartosc metanu w zakresie od zera do okolo Oi,l0/o wskazuje, ze prawdo¬ podobnie smoly nie wystepuja.Z powyzszego wymoka, ze sposób wedlug wyna¬ lazku zapewnia maksymalizacje wytwarzania war¬ tosci opalowej gazu, jako utajonej energii che¬ micznej, która moze wydzielic sie jako energia cieplna po spaleniu gazu opalowego, przy jed¬ noczesnym zapobiezeniu skraplania sie smól w strumieniu gazu odprowadzanym z wlotowego kon¬ ca pieca.Inne zalety sposobu wedlug wynalazku stana sie oczywiste z podanych ponizej przykladów, odnoszacych sie do zgazowania konkretnych ma¬ terialów weglowych.Przyklad I. Wegiel Illinois Nr 6.Przyblizony sklad137 643 15 16 Wilgoc Substancje lotne Wegiel odgazowany Popiól Sklad chemiczny, bez wilgoci i Siarka Wodór Wegiel Azot i popiolu 12,0% 33,3% 41,7% 13,0% 5,3% 5,1% 75,5% 1,2% Tlen 12,9% *° Parametry robocze i wyniki.Kilogramów gazu odlotowego z konca wlotowego na kilogram wegla wprowadzonego do pieca = 2,0. k*/ffodz °€ u a) Wegiel 189 2il b) Popiól 29 1040 c) Gaz odlotowy z kon¬ ca wlotowego 5114 540 d) Gaz odlotowy z kon- * ca wylotowego 1771 1040 e) Stosunek c) dod) 3:1 f) Para wodna lOfl 245 g) Powietrze 425 245 Przyklad II. Wegiel Pittsburgh Nr 8. u Przyblizony sklad.Wilgoc 4,4% Substamcje lotne 39,5% Wegiel odgazowany 48,6% Popiól 7,5°/a * Sklad chemiczny, bez wilgoci i popiolu.Siarka 3,8°/© Wodór 5,7% Wegiel 812,7% Azot 1,6% Tlen 6,2% Parametry robocze i wyniki. Kilogramów gazu odlotowego z konca wlotowego na kilogram wegla wprowadzonego do pieca = 2,7. kg/godz °C a) Wegiel, 162 21 b) Popiól 14,5 1040 c) Gaz odlotowy z konca 434 5410 245 1O40 2 : 1 39 45 wlotowego d) Gaz odlotowy z konca wylotowego e) Stosunek c) do d) f) Para wodna 106 245 g) Powietrze 425 245 ^ Przyklad III. Wegiel brunatny Wyoming Pow- der River.Przyblizony sklad Wilgoc 30,4% Substancje lotne 31,1% 55 Wegiel odgazowany 32,1% Popiól 6,4% Sklad chemiczny, bez wiligoci i popiolu Siarka 0,8% Wodór 5,5% w Wegiel 75,7% Azot x 1,0% Tlen 17,0% Parametry robocze i wyniki.Kilogramów gazu odlotowego z konca wlotowego* w na kilogram wegla wprowadzonego do pieca =» 3,1. kg/godz °C a) Wegiel 246 21 b) Popiól 20 1040 c) Gaz odlotowy z konca wlotowego 75(7 540 d) Gaz odlotowy z konca wylotowego 0 e) Stosunek c) do d 100% f) Para wodna 106 245 g) Powietrze 425 245 Z podanego powyzej szczególowego opisu spo¬ sobu wedlug wynalazku i przykladów jego wyko¬ rzystania wynika, ze w korzystny sposób osiag¬ nieto cele wynalazku. W zakres wynalazku wcho¬ dza takze modyfikacje i odpowiedniki ujawnionych koncepcji, jakie latwo moga wprowadzic specja¬ lisci. Tak wiec zakres wynalazku ograniczony jest wylacznie przez zakres zalaczonych zastrzezen pa¬ tentowych.Zastrzezenia patentowe 1; Sposób regulacji temperatury w piecu obro¬ towym przez regulacje przeplywu i wypuszczania strumieni gazu w znanym sposobie zgazowania, obejmujacym ciagle wprowadzanie materialu we¬ glowego do wlotu pieca obrotowego w celu utwo¬ rzenia zloza materialu w piecu i obracanie pieca w celu przesuwania zloza od wlotu do wylotu pieca, stopniowe podnoszenie temperatury zloza w miare jak material przesuwa sie przez etapy obróbki cieplnej w celu podniesienia temperatury materialu w koncowym etapie do okolo 1100°C oraz temperatury gazów wolnych od weglowo¬ dorów, uwalniajacych sie w koncowym etapie, do okolo 1040°C, wprowadzanie powietrza i pary przez oslone pieca i zloze wegla, gdzie wegiel ogrzewa sie do co najmniej temperatury zgazo¬ wania wolnego od smoly i w miejscach zlokali¬ zowanych w szeregu promieniowych plaszczyzn, usytuowanych w pewnych odstepach wzdluz glów¬ nej osi pieca, znamienny tym, ze selektywnie Kon¬ troluje sde wypuszczanie w okreslonych porcjach gazów procesowych z obu konców pieca, tak aby rozdzielic na dwa strumienie gaz wolny od smo¬ ly, wytwarzany przez przepuszczanie powietrza i pary przez wegiel i aby wypuszczac osobno roz¬ dzielone, wolne od smoly strumienie gazu, które przeplywaja w osiowo przeciwnych kierunkach wewnatrz pieca, przy czym strumien gazu wol¬ nego od smoly przeplywa w kierunku wlotu ma¬ terialu do pieca, mieszajac sie z gazami zawie¬ rajacymi smole, wydzielajacymi sie z wegla 0- gr zewartego do temperatury ulatniania sie i na¬ stepnie wypuszczony przez wlot materialu w po¬ staci mieszaniny gazów wolnych od smoly i za¬ wierajacych smole oraz dostosowuje sie -propor¬ cje gazów procesowych wypuszczanych z kazdego konca pieca tak, aby usytuowac miejsce rozdzie¬ lenia gazu wolnego od. smoly wzdluz glównej osi pieca, w taki sposób, "aby utrzymac najwyzszy osiagalny wyplyw gazu wolnego od smoly przy wylotowym koncu pieca, przy czym jednoczesnie17 137 643 18 temperature zmieszanych gaz6w, wyplywajacych z konca wlotowego pieca,, utrzymuje sie powyzej temperatury skraplania sie smoly. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utleniajacy plyn zawierajacy pare wprowa¬ dza sie do co najmniej tej czesci zloza, która zostala ogrzana do temperatury okolo 87rt)0:C, w celu dalszego podniesienia temperatury materialu w koncowym etapie do okolo 1100°C oraz tem¬ peratury nie zawierajacych weglowodorów gazów wydzielajacych sie w koncowym etapie, do okolo 1040°C. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze uchodzenie gazów z wlotowego konca pieca reguluje sie tak, aby je zwiekszyc, a ucho¬ dzenie gazów z wylotowego konca pieca reguluje sie tak, aby je zmniejlszyc, gdy temperatura ga¬ zów uchodzacych z wlotowego konca pieca opad¬ nie ponizej 540PC i ze przeplyw gazów reguluje sie tak, ze temperatura gazów uchodzacych z wlo¬ towego konca pieca ustala sie i utrzymuje na poziomie okolo 540°C. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze zawiera dodatkowy etap polegajacy na tym, ze gdy temperatura gazów uchodzacych z wlotowego konca pieca wzrosnie o wiecej niz okolo 170°C powyzej z góry okreslonej tempe¬ ratury,, w której odparowane smoly skraplaja sie z utworzeniem kleistego lepkiego materialu, re¬ guluje sie uchodzenie gazów z pieca, tak aby zmniejszyc uchodzenie gazów z konca wlotowego i aby zwiekszyc uchodzenie gazów z konca wy¬ lotowego pieca i aby zmniejszyc przeplyw gazu nie zawierajacego weglowodorów, w temperaturze okolo 104O^C z koncowego etapu o najwyzszej temperaturze w kierunku do i z wlotowego konca pieca, w celu obnizenia temperatury strumienia zmienionych gazów uchodzacych z wlotowego kon¬ ca pieca do temperatury o okolo ltyOPC wyzszej niz okreslona temperatura, w której odparowane smoly skraplaja sie z utworzeniem kleistego lep¬ kiego materialu. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uchodzenie gazów jednoczesnie z obu konców pieca reguluje sie tak, aby gaz wyplynal w kie¬ runku do i z wlotowego konca pieca w takiej 5 ilosci, aby zawartosc metanu w gazie o tempera¬ turze okolo 1040°C, wyplywajacym z wylotowe¬ go konca pieca, 'Utrzymywala sie na poziomie nie wiekszym niz 0rl°/o objetosciowym, co stanowi wskazanie zasadniczo calkowitej nieobecnosci od¬ parowanej smoly w gazach wyplywajacych z wy¬ lotowego konca pieca. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uchodzenie gazów jednoczesnie z obu konców pieca reguluje sie tak, aby na kazdy 1 kg/godz. gazu wyplywajacego z wylotowego konca pieca przypadalo okolo 3 kg/godz. gazu wyplywajacego z wlotowego konca pieca. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plyny utleniajace, zawierajace pare wprowadza sie do zloza materialu przez otwory w cylindry¬ cznej oslonie pieca, w miare jak otwory te prze¬ suwaja sie pod zloze materialu w wyniku obra¬ cania sie pieca oraz ze do czesci zloza materialu w temperaturach ponizej 1040°C wprowadza sie utleniajacy plyn nie zawierajacy pary wodnej. 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze plyny wprowadza sie do wnetrza pieca przez o- twory umozliwiajace przeplyw tylko wówczas, gdy otwory te przesuwaja sie pod zlozem materialu i ze przeplyw plynu przez otwory przerywa sie po wyjsciu otworów spod zloza, dopóki w wyni¬ ku obracania sie pieca otwory te nie znajda sie z powrotem pod zlozem. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utleniajacy plyn przed wprowadzeniem go do pie¬ ca poddaje sie sprezaniu do ustalonego i utrzy¬ mywanego poziomu, tak aby wytworzyc cisnie¬ nie gazu wewnatrz pieca nad i wzdluz calej po¬ osiowej dlugosci zloza materialu, które to cisnie¬ nie jest o co najmniej 1,36 • 105 Pa wyzsze od cisnienia atmosferycznego panujacego na zewnatrz pieca. 15 20 25 30 35 /137 643 FIG. 2137 643 _o $ _s -5 "S" ° C 5 o C -£ § o 5 L_ _g j£ =3 in Et D _* CO 100 80 60 40 20 0 H ' 1- 0 93.3 204,4 315,6 426,7 Temp.°C Fig. 3137 643 CD 0odiuai Cena 100 zl DN-3, zam. 359/86 PL PL PL

Claims

1.Zastrzezenia patentowe 1. ; Sposób regulacji temperatury w piecu obro¬ towym przez regulacje przeplywu i wypuszczania strumieni gazu w znanym sposobie zgazowania, obejmujacym ciagle wprowadzanie materialu we¬ glowego do wlotu pieca obrotowego w celu utwo¬ rzenia zloza materialu w piecu i obracanie pieca w celu przesuwania zloza od wlotu do wylotu pieca, stopniowe podnoszenie temperatury zloza w miare jak material przesuwa sie przez etapy obróbki cieplnej w celu podniesienia temperatury materialu w koncowym etapie do okolo 1100°C oraz temperatury gazów wolnych od weglowo¬ dorów, uwalniajacych sie w koncowym etapie, do okolo 1040°C, wprowadzanie powietrza i pary przez oslone pieca i zloze wegla, gdzie wegiel ogrzewa sie do co najmniej temperatury zgazo¬ wania wolnego od smoly i w miejscach zlokali¬ zowanych w szeregu promieniowych plaszczyzn, usytuowanych w pewnych odstepach wzdluz glów¬ nej osi pieca, znamienny tym, ze selektywnie Kon¬ troluje sde wypuszczanie w okreslonych porcjach gazów procesowych z obu konców pieca, tak aby rozdzielic na dwa strumienie gaz wolny od smo¬ ly, wytwarzany przez przepuszczanie powietrza i pary przez wegiel i aby wypuszczac osobno roz¬ dzielone, wolne od smoly strumienie gazu, które przeplywaja w osiowo przeciwnych kierunkach wewnatrz pieca, przy czym strumien gazu wol¬ nego od smoly przeplywa w kierunku wlotu ma¬ terialu do pieca, mieszajac sie z gazami zawie¬ rajacymi smole, wydzielajacymi sie z wegla 0- gr zewartego do temperatury ulatniania sie i na¬ stepnie wypuszczony przez wlot materialu w po¬ staci mieszaniny gazów wolnych od smoly i za¬ wierajacych smole oraz dostosowuje sie -propor¬ cje gazów procesowych wypuszczanych z kazdego konca pieca tak, aby usytuowac miejsce rozdzie¬ lenia gazu wolnego od. smoly wzdluz glównej osi pieca, w taki sposób, "aby utrzymac najwyzszy osiagalny wyplyw gazu wolnego od smoly przy wylotowym koncu pieca, przy czym jednoczesnie17 137 643 18 temperature zmieszanych gaz6w, wyplywajacych z konca wlotowego pieca,, utrzymuje sie powyzej temperatury skraplania sie smoly.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utleniajacy plyn zawierajacy pare wprowa¬ dza sie do co najmniej tej czesci zloza, która zostala ogrzana do temperatury okolo 87rt)0:C, w celu dalszego podniesienia temperatury materialu w koncowym etapie do okolo 1100°C oraz tem¬ peratury nie zawierajacych weglowodorów gazów wydzielajacych sie w koncowym etapie, do okolo 1040°C.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze uchodzenie gazów z wlotowego konca pieca reguluje sie tak, aby je zwiekszyc, a ucho¬ dzenie gazów z wylotowego konca pieca reguluje sie tak, aby je zmniejlszyc, gdy temperatura ga¬ zów uchodzacych z wlotowego konca pieca opad¬ nie ponizej 540PC i ze przeplyw gazów reguluje sie tak, ze temperatura gazów uchodzacych z wlo¬ towego konca pieca ustala sie i utrzymuje na poziomie okolo 540°C.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze zawiera dodatkowy etap polegajacy na tym, ze gdy temperatura gazów uchodzacych z wlotowego konca pieca wzrosnie o wiecej niz okolo 170°C powyzej z góry okreslonej tempe¬ ratury,, w której odparowane smoly skraplaja sie z utworzeniem kleistego lepkiego materialu, re¬ guluje sie uchodzenie gazów z pieca, tak aby zmniejszyc uchodzenie gazów z konca wlotowego i aby zwiekszyc uchodzenie gazów z konca wy¬ lotowego pieca i aby zmniejszyc przeplyw gazu nie zawierajacego weglowodorów, w temperaturze okolo 104O^C z koncowego etapu o najwyzszej temperaturze w kierunku do i z wlotowego konca pieca, w celu obnizenia temperatury strumienia zmienionych gazów uchodzacych z wlotowego kon¬ ca pieca do temperatury o okolo ltyOPC wyzszej niz okreslona temperatura, w której odparowane smoly skraplaja sie z utworzeniem kleistego lep¬ kiego materialu.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uchodzenie gazów jednoczesnie z obu konców pieca reguluje sie tak, aby gaz wyplynal w kie¬ runku do i z wlotowego konca pieca w takiej 5 ilosci, aby zawartosc metanu w gazie o tempera¬ turze okolo 1040°C, wyplywajacym z wylotowe¬ go konca pieca, 'Utrzymywala sie na poziomie nie wiekszym niz 0rl°/o objetosciowym, co stanowi wskazanie zasadniczo calkowitej nieobecnosci od¬ parowanej smoly w gazach wyplywajacych z wy¬ lotowego konca pieca.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uchodzenie gazów jednoczesnie z obu konców pieca reguluje sie tak, aby na kazdy 1 kg/godz. gazu wyplywajacego z wylotowego konca pieca przypadalo okolo 3 kg/godz. gazu wyplywajacego z wlotowego konca pieca.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plyny utleniajace, zawierajace pare wprowadza sie do zloza materialu przez otwory w cylindry¬ cznej oslonie pieca, w miare jak otwory te prze¬ suwaja sie pod zloze materialu w wyniku obra¬ cania sie pieca oraz ze do czesci zloza materialu w temperaturach ponizej 1040°C wprowadza sie utleniajacy plyn nie zawierajacy pary wodnej.

8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze plyny wprowadza sie do wnetrza pieca przez o- twory umozliwiajace przeplyw tylko wówczas, gdy otwory te przesuwaja sie pod zlozem materialu i ze przeplyw plynu przez otwory przerywa sie po wyjsciu otworów spod zloza, dopóki w wyni¬ ku obracania sie pieca otwory te nie znajda sie z powrotem pod zlozem.

9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utleniajacy plyn przed wprowadzeniem go do pie¬ ca poddaje sie sprezaniu do ustalonego i utrzy¬ mywanego poziomu, tak aby wytworzyc cisnie¬ nie gazu wewnatrz pieca nad i wzdluz calej po¬ osiowej dlugosci zloza materialu, które to cisnie¬ nie jest o co najmniej 1,36 • 105 Pa wyzsze od cisnienia atmosferycznego panujacego na zewnatrz pieca. 15 20 25 30 35 /137 643 FIG. 2137 643 _o $ _s -5 "S" ° C 5 o C -£ § o 5 L_ _g j£ =3 in Et D _* CO 100 80 60 40 20 0 H ' 1- 0 93.3 204,4 315,6 426,7 Temp.°C Fig. 3137 643 CD 0odiuai Cena 100 zl DN-3, zam. 359/86 PL PL PL