Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do wytwarzania gazu syntezowego /CO+Hp/ przez autotermiczne zgazowanie drobnoczestkowych, bogatych w wegiel materialów za pomoce tlenu w obecnosci substancji wyjsciowych dla endotermicznej redukcji karbotermicznej.Od okolo 1973/74 roku rozwija sie intensywnie sposoby wytwarzania gazu syntezowego z we- la i innych paliw stalych, szczególnie pod zwiekszonym cisnieniem, aby wykorzystac lepiej ro¬ dzime zródla energii i surowców. Takie sposoby sa dokladnie opisane w literaturze /np. Ullmanns EncyklopSdie der Technischen Chemie, wydanie 4, tom 14, str. 375 i nastepna/. Zwiekszone w przyszlosci zastosowanie tego rodzaju sposobów w skali wielkoprzemyslowej moglo by prowadzic do rozleglego wysypu popiolu i zuzli i narzucic powazne problemy doponowania. W opisie paten¬ towym RFN DOS nr 3 132 506, 8 opisano sposób i urzadzenie do wytwarzania gazu syntezowego, przy czym przy dodaniu substancji dodatkowych przynajmniej czesc popiolu otrzymuje sie jako produkty chemiczno-techniczne, jak np. zelazokrzem albo weglik wapnia.Charakterystyczne dla opisanego tam urzadzenia jest to, ze z boku przy wypelnionym mie¬ szanine substancji dodatkowych piecu szybowym /generator spustowy/ umieszczone se komory zga- zowania, które maje otwarte poleczenie ze strefe redukcji w piecu szybowym. Wtryskuje sie do nich material zawierajecy wegiel z tlenem i ewentualnie gazami dodatkowymi i przeprowadza w skrajnie goracy, zawierajecy monotlenek wegla gaz syntezowy, który przeplywa stamtad do strefy redukcji zawierajecej zasyp zlozony z substancji dodatkowych gdzie tworzy sie np. zelazo¬ krzem albo weglik wapnia jako produkty redukcji. Czesc popiolu z substancji wsadowych zostaje wyniesiona z gazem syntezowym w postaci pylu, inna przeksztalcona w reakcji chemicznej i resz¬ ta odciegnieta z produktem redukcji. Ilosc popiolu z bogatych w wegiel materialów, która zos¬ taje wyniesiona z gazem syntezowym, zalezy od temperatury zgazowania i temperatury reakcji w strefie redukcji. Przyczyne tego jest miedzy innymi odparowanie i czesciowa redukcja tlenków popiolu do lotnych podtlenków, np. SiO.2 139 256 Okazuje sie* ze czystosc wytworzonych produktów redukcji zalezy silnie od czystosci «a- terialów wsadowych* szczególnie materialu bogatego w wegiel* Przy zastosowaniu np. bardzo bo¬ gatych w popiól wegli jako material wsadowy moze okazac sie potrzebne wytworzenie wyraznie wyzszych temperatur w strefie zgazowania i/albo redukcji« niz byloby to potrzebne do utworze¬ nia odpowiednich produktów redukcji* aby przeprowadzic wieksze ilosci popiolu do strumienia gazowego. Korzystnie nalezy tutaj dazyc do osiagniecia temperatury 2000-3300°C.Rozpatrujec aparat do odparowywania strumienia lotnego* który sklada sie w zasadzie z pustego reaktora* wymurowanego ogniotrwale* albo tez urzadzenie wedlug opisu patentowego RFN DOS nr 3 132 506.8* które* jesli nawet znacznie mniejsze* ma jednak równiez puste* ogniotrwa¬ le wylozone komory gazowania* rozpoznaje sie latwo* ze przy zastosowaniu skrajnych temperatur reakcji sciana reaktora nie moze wytrzymac równoczesnego ataku atmosfery redukujecej i sto¬ pionego popiolu lub zuzla* W szczególnosci dotyczy to wegli bogatych w popiól* gdzie juz w przypadku konwencjonalnych wytwornic gazu syntezowego i temperatur zgazowania miedzy 1500 i 2000°C obserwuje sie powazne trudnosci.Sted powstalo zadanie dostarczenia sposobu i urzadzenia# które przy takim samym postawie¬ niu celu jak w przypadku opisu patentowego RFN DOS nr 3 132 506*8 zminimalizuje zuzycie urza¬ dzenia* tym samym przedluze jego zywotnosc* umozliwie wplywanie na rozdzial popiolu lub zuzla miedzy gazem syntezowym i stalym produktom reakcji i powodujec zwiekszone czystosc karboter- micznego produktu redukcji. Niniejszy wynalazek rozwiezuje to zadanie w prosty sposób* przy czym jednoczesnie jeszcze z popiolów uzytych materialów zawierajecych wegiel przynajmniej czesciowo mozna wytwarzac produkty chemiczno-techniczne• W porównaniu ze stanem technicznym jak równiez z opisem patentowym RFN DOS nr 3 132 506.8 uzyskuje sie w zestawieniu nastepujece korzysci: temperatura reakcji w strefie zgazowania moze sie zmieniac w szerokim zakresie od 1300 do 3300°C; wyleczone jest zuzycie ogniotrwalej wykladziny komory zgazowania* Wierz¬ cholki dysz i przepusty dysz mozna wystarczajaco chlodzic; zuzycie czesci konstrukcyjnych szybowego generatora spustowego jest zminimalizowane przez silny promieniowy spadek tempera¬ tury z tworzeniem warstwy ochronnej na sciankach wewnetrznych; straty ciepla se zminima¬ lizowane; strefa zgazowania dziala jednoczesnie jako rozdzielacz gazu; urzadzenie wedlug wy¬ nalazku jest w zasadzie rotacyjne symetryczne i zapewnia dzieki temu w znacznym stopniu rów¬ nomierny rozdzial gazu; czesci mieszaniny substancji dodatkowych moge byc równiez wprowadzo¬ ne przez dysze do generatora spustowego; z symetrii rotacyjnej urzadzenia wedlug wynalazku wynika mozliwosc umieszczenia go w odpowiedni sposób obrotowo* w lekkim nachyleniu w sto¬ sunku do pionu i osiegniecia intensywnego wymieszania skladników w komorze zbiorczej i re¬ akcji nastepczej.Zalety te osiega sie korzystnie w ten sposób* ze w zamknietym reaktorze* który zawiera usyp zlozony z bogatych w wegiel stalych materialów* takich jak koks* wegiel wytlewny* antra¬ cyt* wegiel drzewny albo koks torfowy* i ewentualnie substancji dodatkowych* takich jak wapno* zlom zelazny i inne* wytwarza sie w przypadku produkcji wydrazenie albo przynajmniej strefe wirowe z rozluznionego usypu in situ* przy czym za pomoce dyszy wdmuchuje sie pylisty ma¬ terial bogaty w wegiel* np. jeden albo kilka z wyzej wymienionych albo tez wegiel kamienny albo wegiel brunatny* razem z tlenem* ewentualnie w obecnosci gazów dodatkowych takich jak para wodna* monotlenek wegla* azot albo dwutlenek wegla* i zapala* Przy tym stosunek ilos¬ ciowy skladników srodków zgazowania /O^/HUO^Og/, które reaguje w strefie zgazowania z we¬ glem na gaz syntezowy* jest ustalony korzystnie tak* ze powstajacy pierwotny gaz syntezowy otrzymuje zadana temperature plomienia wynoszece korzystnie 1300-2000°C.Ten stosunek ilosciowy jest ustalony co najmniej tak* ze stale jest zuzywana okreslona ilosc materialu otaczajecego wytworzone puste przestrzen, w* ten sposób osiega sie zgazowa¬ nia materialów bogatych w wegiel w dwóch etapach. 1. Zgazowania wstepne ze stechiometrycznym nadmiarem wegla* w odniesieniu do sumy srod¬ ków zgazowania /02* C02* HJ3/. Wedlug tej zasady chodzi tutaj o zgazowanie wspólpredowe albo w strumieniu lotnym w odnawiajecej sie w sposób ciagly pustej komorze zgazowania z przepusz¬ czalnymi dla gazu powierzchniami ograniczajacymi, która dzialajec jednoczesnie jako rozdzie¬ lacz gazu zapewnia mozliwie symetryczne prowadzenie gazu.139 256 3 2. Zgazowanie nastepcze /wtórne/, przy czym odpowiadajace nadmiarowi srodków zgazowania ilosc wegla wedlug sposobu zgazowania w warstwie nieruchomej albo ruchomej w przeciwpredzie poddaje sie reakcji w zakresie otaczajecym strefe zgazowania, przy czym jednoczesnie mozna przeprowadzic zadane reakcje substancji dodatkowych. Jako srodek zgazowania przenoszecy tlen nie stosuje sie tutaj juz samego tlenu, lecz pare wodne i/albo dwutlenek wegla. Reakcja gazu wodnego lub Boudouard*a /H20 + C CO + H2; C02 + C 2C0/ przebiegaja tak samo jak reakcja substancji dodatkowych endotermicznie, to znaczy zuzywajac cieplo. Równiez ten zakres zgazowania nastepczego odnawia sie stale w stanie eksploatacji. Nie jest on jednak w kierunku na zewnetrz ostro odgraniczony i zawarty we wlasciwej strefie redukcji.Szczególowo wynalazek dotyczy teraz sposobu wytwarzania gazu syntezowego /CO+H^/ przez autotermiczne zgazowanie drobnoczestkowych, bogatych w wegiel materialów z tlenem, przy czym wtryskuje sie bogaty w wegiel material o wielkosci czestek 0-0,1 mm z tlenem i ewentualnie gazami dodatkowymi do gorecej strefy zgazowania, utworzony zawierajecy popiól lotny pierwotny surowy gaz syntezowy ze znajdujece sie w nim energie termiczne przeprowadza sie przez wypel¬ nione substancjami wyjsciowymi dla endotermicznej redukcji karbotermicznej strefe redukcji i, powiekszony przez powstaly przy redukcji karbotermicznej gaz syntezowy, przez doleczone ku górze, napelnione tymi samymi substancjami strefe ogrzewania wstepnego i przy temperaturze 300-1500°C odciega sie do oczyszczania i konwertowania, i przy tym pobiera sie ponizej strefy redukcji produkt reakcji redukcji karbotermicznej jak równiez powstaly zuzel w stanie stopio¬ nym ze strefy zbiorczej i reakcji nastepczej, który polega na tym, ze jako strefe zgazowania w usypie z substancji wyjsciowych dla redukcji karbotermicznej wytwarza sie wydrezenie albo przynajmniej strefe wirowe z takiego rozluznionego usypu, w której utrzymuje sie temperature 1300-3300°C; wytwarza sie strefe redukcji powyzej i z boku strefy zgazowania; i w strefie redukcji przeprowadza sie równoczesnie zgazowanie nastepcze, przy czym zawarta w pierwotnym surowym gazie syntezowym para wodna i dwutlenek wegla reaguje z materialem bogatym w wegiel na dalszy gaz syntezowy.Sposób wedlug wynalazku moze ponadto do wyboru i korzystnie polegac na tym, ze: w stre¬ fie zgazowania stosuje sie stechiometryczny nadmiar tlenu w odniesieniu do utleniania do CO i wytwarza goracy pierwotny surowy gaz syntezowy o temperaturze 2000-3300°C; do strefy zgazo¬ wania jako gaz dodatkowy i srodek zgazowania wtryskuje sie pare wodne i/albo dwutlenek wegla i przez reakcje z weglem wytwarza sie gorecy pierwotny surowy gaz syntezowy o temperaturze 1300-2000 C; od góry przez strefe ogrzewania wstepnego wprowadza sie tyle bogatego w wegiel materialu w nadmiarze, w odniesieniu do stechiometrii endotermicznej redukcji karbotermicz¬ nej, do usypu otaczajecego strefe zgazowania, ze wychodzeca ze strefy zgazowania para wodna i/albo dwutlenek wegla reaguje z weglem na dalszy gaz syntezowy; opuszczajecy strefe ogrzewa¬ nia wstepnego ku górze surowy gaz syntezowy uwalnia sie od pylu i popiolu i te substancje stale przynajmniej czesciowo w obiegu razem ze swiezym zawierajecym wegiel materialem wtrys¬ kuje sie ponownie do strefy zgazowania; stosuje sie substancje wyjsciowe do redukcji karbo¬ termicznej o wielkosci ziarna 10-20 mm, 20-40 mm i/albo 40-60 mm, przy czym korzystnie w celu optymalnego rozdzialu gazu nasypuje sie na przemian warstwy o róznych zakresach wielkosci ziarna jedne na drugiej; strefe ogrzewania wstepnego i strefe redukcji zasila sie koksem, zlo¬ mem zelaznym i ewentualnie kwarcem, przy czym jako produkt reakcji redukcji karbotermicznej w temperaturze 1300-1800°C otrzymuje sie zelazokrzem i strefe ogrzewania wstepnego i strefe redukcji zasila sie koksem albo antracytem i wapnem, przy czym jako produkt reakcji redukcji karbotermicznej w temperaturze 1800-2300 C otrzymuje sie weglik wapnia; czesc wapna w postaci otrzymanego przy zgazowaniu karbidu i nastepnie drobno sproszkowanego wodorotlenku wapnia razem z drobnoczesteczkowym materialem bogatym w wegiel wtryskuje sie do strefy zgazowania; strefe ogrzewania wstepnego i strefe redukcji zasila sie koksem i tlenkowe ruda zelaza, przy czym jako produkt reakcji redukcji karbotermicznej w temperaturze 1300-1800 Q otrzymuje sie zelazo metaliczne; strefe ogrzewania wstepnego i strefe redukcji zasila sie kc tracytem, wapnem, zelazem i/albo zlomem zelaznym i/albo tlenkiem zelaza i ewentualnie kwar¬ cem, przy czym jako produkty reakcji redukcji karbotermicznej w temperaturze 1300-2300°C otrzymuje sie weglik wapnia i zelazokrzem; strefe ogrzewania wstepnego i strefe redukcji za¬ sila sie koksem, fosforanem wapnia i kwarcem, przy czym jako produkt reakcji redukcji karbo¬ termicznej w temperaturze 1300-1700°C otrzymujecie fosfor elementarny; jako gaz dodatkowy4 139 256 stosuje sie C0#-C02, U-, pare wodne albo prowadzony w obiegu gaz syntezowy; w osi symetrii strefy ogrzewania wstepnego przewiduje sie z boku i ku górze zamknieta strefe pirolizy, przez które doprowadza sie od góry przynajmniej czesc przeznaczonego do zgazowania i redukcji karbotermicznej materialu bogatego w wegiel i poddaje w niej odgazowaniu i koksowaniu, przy czym lotne produkty odgazowania i koksowania przymusowo ulegaje w tej strefie pirolizie w temperaturze wzrastajecej od 400°C az do 1100-1500°C; do strefy pirolizy wprowadza sie do góry pare wodna i przez jej wymiane z weglem ustala sie okreslone zawartosc wodoru w surowym gazie syntezowym; do strefy pirolizy jako material bogaty w wegiel zaladowuje sie rozdrobnio¬ ne stare opony do pojazdów mechanicznych.Na rysunku fig. 1-5, przedstawiono rózne postacie wykonania urzadzenia wedlug wynalazku w rzucie bocznym i w przekroju• Sposób wedlug wynalazku jest wyjasniony blizej za pomoce tych rysunków nastepujaco i Fig, ls mialko zmielony i wysuszony wstepnie wegiel do zgazowania /material bogaty w we¬ giel; srednica czastek: 90% mniejszych niz 00 yum/ podaje sie przez doprowadzenie 1, zbiornik posredni 2 i przewód 3 na dysze 4, gdzie wstrzykuje sie go z tlenem z przewodu 5 i ewentual¬ nie gazem dodatkowym, w szczególnosci dwutlenkiem wegla, pare wodna, monotlenkiem wegla albo surowym gazem syntezowym, z przewodu 6 do strefy zgazowania 7 przestrzeni reaktora /szybowy generator spustowy/ 8 i zgazowuje autoterraicznie. Szybowy generator spustowy 8 jest przy tym tak uksztaltowany, ze dysza 4 znajduje sie przy podwinieciu 9 dna w osi symetrii i przez kar- botermiczna redukcje i/albo zgazowanie nastepcze w warstwie zasypowej z kazdorazowa miesza¬ nina substancji dodatkowych wytwarza sie pusta przestrzen, przynajmniej jednak strefe wirowa z rozluznionego usypu, - strefe zgazowania 7 - i stabilizuje. W graniczacych zakresach wars¬ twy nasypowej nastepuje wtedy zgazowanie nastepcze w tworzacej sie strefie redukcji 10. Przy tym uziarnienie substancji dodatkowych w tej mieszaninie wynosi korzystnie 10-20 mm albo 20-40 mm* Powyzej warstwy nasypowej umieszczona jest strefa ogrzewania wstepnego 11, która zawiera równiez warstwe nasypowa zlozona z mieszaniny substancji dodatkowych, tak ze pod dzialaniem sily ciezkosci mieszanina substancji dodatkowych odpowiednio do zuzycia wedruje w strefie redukcji 10 ku dolowi.Ponizej strefy redukcji 10 umieszczona jest kolowa strefa zbiorcza i reakcji nastepczej 12, do której wkrapla sie ze strefy redukcji 10 ociekajacy, stopiony zuzel i produkt reakcji o temperaturze 1200-2200°C. Strefa zbiorcza i reakcji nastepczej 12 jest zaopatrzona przy¬ najmniej w jeden zamykany otwór spustowy, tak ze stopiony zuzel i stopiony produkt reakcji mozna odciagac przez przewody 13 i/albo 14. Nastepnie granuluje sie albo oziebia w naczyniach.Podczas gdy w strefie zgazowania 7 ustala sie za pomoca nadmiaru tlenu temperature okolo 2000- 3300 C, w strefie redukcji 10 temperatura wynosi okolo 2200°C. Duze ilosci popiolu z wegla do zgazowania zostaja dlatego odparowane juz w strefie zgazowania 7 i odprowadzone z tworzacym sie pierwotnym surowym gazem syntezowym. Mieszanina substancji dodatkowych zawiera srodek redukujacy, korzystnie koks, koks wytlewny, antracyt, wegiel drzewny albo koks torfowy, i dalsze materialy specyficzne, dla pozadanej reakcji. Powstajace w strefie zgazowania 7 produk¬ ty zgazowania sa prowadzone przymusowo przez strefe redukcji 10 i strefe ogrzewania wstepnego 11, gdzie oddaja one zawarte w nich cieplo do mieszaniny substancji dodatkowych i same wycho¬ dza przy górnej czesci przestrzeni reaktora 8 w temperaturze 350-1500°C.Zaleznie od wymaganej ilosci wytworzonego produktu redukcji albo zadanej temperatury wylotu gazu surowego mozna odpowiednio dozowac ilosc i sklad mieszaniny substancji dodatkowych.Minimalne temperatury surowego gazu syntezowego wystepuja wówczas, jesli strefa ogrzewania wstepnego 11 jest tak uksztaltowana, ze bedaca do dyspozycji do wymiany ciepla powierzchnia zasypu bedzie bardzo duza i zuzycie energii przez reakcje redukcji odpowiada wyzwalaniu energii przez autotermiczna reakcje zgazowania. W górnej czesci przestrzeni reaktora 8 jest przewidziane odpowiednie urzadzenie do wprowadzania doprowadzanej przez 15 mieszaniny substan¬ cji dodatkowych, korzystnie w postaci zsuwni, które sa uszczelnione na gaz, albo zamkniec zsy¬ powych. W przewodzie 16 przy wysokich temperaturach wylotu surowego gazu syntezowego moze byc przewidziany kociol na cieplo odpadkowa 17, tak ze surowy gaz syntezowy moze byc odpylony przez odpylanie na goraco 18 1 odprowadzony przez przewód 19. Odciagany z odpylanie na goraco139 256 5 18 pyl mozna albo zawracac przez przewód 20 1 zbiornik posredni 2 ponownie do strefy zgazo- wania 7 i strefy redukcji 10 albo pobierac przez przewód 21 albo prowadzic w okreslonych proporcjach ilosciowych jednoczesnie przez 20 i 21.W ten sposób mozna odciagac albo caly popiól resztkowy i substancje balastowe z materia¬ lów wsadowych jako zuzel przez przewód 13 lub 14 albo czesc tego jako pyl z 18 przez przewód 21. Jesli jako produkt redukcji wytwarza sie weglik wapnia* który mozna hydrolizowac do ace¬ tylenu i wodorotlenek wapnia* to ten ostatni, który otrzymuje sie w postaci pylistej z za¬ wartosci? okolo 4% wagowych wilgoci z odparowywaczy suchych, moze byc dodany przez przewód 22 i wtryskiwany razem przez dysze 4, tak ze czesc skladnika wapna zostanie podstawiona w mieszaninie substancji dodatkowych.Powoduje sie przez to zmniejszenie zuzycia surowca i energii, poniewaz zawracanie wapna byloby inaczej mozliwe tylko z zastosowaniem materialu brykietowanego i kalcynowanego. Szcze¬ gólne ceche jest to, ze oslona nasypowa przejmuje funkcje ochronne dla scianki przestrzeni reaktora 8. Przeprowadzenie dyszy 4 przez podwiniecie 9 przy dnie generatora spustowego 6 chlodzi sie przez komory chlodnicze z przewodami doprowadzajecymi i odprowadzajacymi 23 lub 24.Fig. 2: w dalszym uksztaltowaniu urzadzenia wedlug wynalazku moze byc przewidziane, w przeciwienstwie do fig. 1, wprowadzanie skladnika mieszaniny substancji dodatkowej oddzielnie do przestrzeni reaktora 8 i za pomoce elementów pomocniczych 26 osiagniecie kolumnowego lub pierscieniowego rozdzialu skladników w zasypie. Strefe zgazowania 7 mozna zasilac jako srodki zgazowania albo nadmiarem tlenu, przez co ustalaja sie wyzsze temperatury gazu, albo nadmia¬ rem dwutlenku wegla albo pary wodnej, przez co otrzymuje sie nizsze temperatury gazu, gdy mieszanina substancji dodatkowych jest wzbogacona w material bogaty w wegiel.Fig. 3: Urzadzenie wedlug wynalazku w przeciwienstwie do fig. 1 i 2 moze miec równiez w komorze zbiorczej i reakcji nastepczej 12 spadek, co umozliwia osiagniecie lepszego rozdzialu faz zuzla i produktu redukcji albo dwóch produktów redukcji jak równiez oddzielny spust przez przewody 13 i 14.Fig. 4: wedlug fig. 4 w przeciwienstwie do fig. 2 przeprowadza sie sposób w obracajacym sie urzadzeniu. Istotne jest tutaj dokladne wymieszanie reagentów redukcji karbotermicznej, wywolywane przez powstawanie podczas obrotu ruchu przeplywowego w komorze zbiorczej i reakcji nastepczej 12. Pokrywa 27 generatora spustowego 8 i dysza 4 pozostaja ustalone i sa ruchomo uszczelnione w kierunku generatora spustowego 8 przeciw przechodzeniu gazu np. za pomoca dle- wnic5uszczelnien labiryntowych albo innych znanych urzadzen 28. Blachy rozdzielcze 26 sa do prowadzane quasi bez konca. Przy generatorze spustowym 8 znajduje sie pierscien nosny 29, który jest obracany przez wieniec zebaty wyposazony w naped 30* Obroty wynosza korzystnie 0,2-2UPM.Fig. 5: fig. 5 przedstawia schematycznie przekrój czastkowy szybowego generatora spusto¬ wego 8 w obrebie podwiniecia 9 dna z ukladem dwóch dysz 4. scianka 8 w obrebie podwiniecia dna i wierzcholki dysz 4 sa uksztaltowane chlodzaco przez komory chlodnicze 31, przez które plynie czynnik chlodzacy, np. woda albo olej przenoszacy cieplo. Strona wewnetrzna scianki 8 jest wylozona materialem ogniotrwalym 32, który chroni przed atakiem stopionego zuzla albo stopionego produktu redukcji.Wynalazek dotyczy zatem równiez urzadzenia do przeprowadzenia sposobu wytwarzania gazu syntezowego /CO+H^ przez autotermiczne zgazowanie drobnoczastkowych materialów bogatych w wegiel z tlenem w obecnosci substancji wyjsciowych dla endotermicznej redukcji karbotermicz¬ nej, zawierajace piec szybowy, który w stanie roboczym, patrzac od góry do dolu, obejmuje wydluzona strefe ogrzewania wstepnego, strefe redukcji i strefe zbiorcza i reakcji nastepczej, które otwarte przechodza jedna w druga, jak równiez polaczona w sposób otwarty ze strefa re¬ dukcji strefe zgazowania: dysze do wspólnego doprowadzania pylu weglowego, tlenu i ewentual¬ nie gazów dodatkowych, przewody doprowadzajace dla substancji wyjsciowych redukcji karbotermicz¬ nej i przewód do odciagania surowego gazu syntezowego przy glowicy pieca szybowego; oraz przewody wyladowcze ze strefy zbiorczej i reakcji nastepczej przy dnie pieca szybowego do odciagania stopionego zuzla i produktu reakcji w stanie stopionym z redukcji karbotermicznej, które charakteryzuje sie tym, ze piec szybowy stanowi szybowy generator spustowy 8 o przekroju ko-6 139 256 listym i wspólosiowo ku górze podwinietym dnie; w stanie roboczym strefa redukcji 10 obejmuje strefe zgazowania. 7; strefa zbiorcza i reakcji nastepczej 12 obejmuje kolowo podwiniecie dna 9; przynajmniej jedna dysza 4 jest wprowadzona przez podwiniecie dna 9 z doleczonymi przewodami 3,5,6 do wspólnego doprowadzania drobnoczestkowego, bogatego w wegiel materialu* tlenu i ewen¬ tualnie gazów dodatkowych i pylistych substancji wyjsciowych do redukcji karboternicznej• Urzadzenie wedlug wynalazku moze ponadto do wyboru charakteryzowac sie tym, ze: w górnej czesci generatora szybowego 8 na umieszczone prostopadle blachy rozdzielcze 26 do odgranicze¬ nia przestrzeni kolumnowej w osi symetrii generatora spustowego 8 powyzej strefy zgazowania 7; przewód transportowy 25 do zasilania przestrzeni kolumnowej skladnikiem weglowym substancji wyjsciowych dla redukcji karbotermicznej; jak równiez przynajmniej 2 przewody transportowe 15 do doprowadzania dalszych substancji wyjsciowych do redukcji karbotermicznej z wyksztalceniem chroniacej scianke wewnetrzne generatora spustowego 8 pierscieniowej oslony nasypowej; blachy rozdzielcze 26 daje sie doprowadzac zaleznie od zuzycia od zewnetrz do srodka przez nakladanie malych ilosci quasi bez konca az do stopienia powyzej strefy zgazowania 7; ogól umieszczonych pierscieniowo blech rozdzielczych 26 ma ksztalt rury; blachy rozdzielcze se przerwane na ksztalt siatki i przepuszczalne dla gazu; dno generatora spustowego 8 ze strefe zbiorcze i reakcji na¬ stepczej 12 jest zaopatrzone w spadek; generator spustowy 8 jest zaopatrzony w boczny piers¬ cien nosny 29 i umieszczony obrotowo na wiencu zebatym, wyposazonym w naped 30 i pochylonym 1-20 stopni ketowych do pionu; generator spustowy 8 dzwiga pokrywe 27; pokrywa 27, dysza 4 i prowadzone przez pokrywe lub przylaczone do dyszy przewody doprowadzajece i wylotowe se us¬ talone i w kierunku generatora spustowego 8 uszczelnione ruchomo za pomoce uszczelek 28 przeciw przechodzeniu gazu; wprowadzona przez podwiniecie dna dysza 4 jest otoczona przez komore chlod¬ nicze zasilane czynnikiem chlodzecym; przewidziane se przynajmniej 2 dysze 4, przy czym ich wierzcholki i scianka generatora spustowego 8 w obrebie podwiniecia dna se chronione przed nagrzaniem przez komory chlodnicze, przez które przeplywa czynnik chlodzecy; scianka wewnetrzna strefy zbiorczej i reakcji nastepczej 12 jest wylozona materialem ogniotrwalym 32.W nastepujecych przykladach dane objetosciowe odnosze sie do stanu normalnego przy 273 K i 0.1 MPa.Przyklad 1 /fig* 2/. Jako wegiel do zgazowania stosuje sie suchy wegiel o zawar¬ tosci 22% wagowych popiolu, który ze swej strony jako glówne skladniki zawiera 45% wagowych Si02, 26% wagowych Al^O, i 12% wagowych CaO. Suchy wegiel ma 65% wagowych C i 3,5% wagowych H, reszta 9,5% wagowych 0,N,S,H20 oraz dolne wartosc opalowe 25 k O/g. Oako przyjmujacy zuzel pro¬ dukt redukcji wytwarza sie weglik wapnia. W tym celu jako substancje dodatkowe napelnia sie do reaktora mieszanine zlozone z wegla i wapna palonego. Koks zawiera okolo 13% wagowych po¬ piolu, 0,5% wagowych wody, 81% wagowych C, 1% wagowy H /reszta 4,5% wagowych 0,N,S/ i ma dDlne wartosc opalowe 29 k3/g. Wapno palone stosuje sie z ogólne zawartoscia okolo 95% wago¬ wych CaO /CaO, Ca/0H/2, CaC03, CaS04/.Jesli wtryskuje sie wedlug ogólnego opisu do fig. 2 94 t/h wegla do zgazowania razem z 56000 ro /h tlenu /99,5% objetosciowych czysty/ przez dysze 4 do strefy zgazowania 7, to powsta¬ je pierwotny gaz syntezowy /okolo 148000 m /h/ o temperaturze okolo 2500°C i o skladzie /% ob¬ jetosciowe/ okolo 21% H2, 1% N2, 70% CO, 4,5% C02# 2,5% H£0 oraz 1% argonu, CH4, H2S i COS.Oprócz tego ze strefy zgazowania 7 wyladowuje sie okolo 21 t/h stopionego popiolu razem z oko¬ lo 1,2 t/h nie przereagowanego wegla do strefy redukcji 10* Po wejsciu do strefy redukcji 10 reaguje zawarty w pierwotnym surowym gazie syntezowym CO w sensie reakcji Boudouard*a z weg¬ lem.Pierwotny surowy gaz syntezowy oziebia sie i obecna para wodna reaguje z odpowiednim nad¬ miarem koksu. Nadmiar 7,1 t/h koksu wprowadza sie przez przewód 25 do strefy redukcji 10.Przez przewód 15 i pierscieniowe strefe ogrzewania wstepnego 11 wprowadza sie jako mieszanine substancji dodatkowych 38*9 t/h wapna i 23 t/h koksu do strefy redukcji 10. Reakcja tworzenia karbidu i reakcje uboczne, jak np. wiezanie siarki ze skladników zawierajecych siarke do zasa¬ dowego skladnika CaO mieszaniny substancji dodatkowych* /R»S + C+CaO ^ CaS + CO+R/t odkwa¬ szanie resztkowego weglanu /CaCOT+C ^ Ca0+2C0/ albo odwodnienie resztkowego wodorotlenku v 3 /Ca/OH/2*C ? Ca0+H2*C0/ wydzielaje nonotlenek wegla* Powstaje okolo 177000 o /h surowego nazu svntezoweoo z okolo 22% KU, 76% CO, 1% N0 i 1% C0o, argonu, H^O i CH^ /% objetosciowe/.139 256 7 Razem z surowym* goracym gazem syntezowym o temperaturze 450-500°C wyladowuje sie okolo 18 t/h pylu z okolo 32% wagowych CaO, 29% wagowych S102 i 14% wagowych AlpO, przez przewód 16 i oddziela w odpylaniu na goraco 18 od gazu. Substancje dodatkowe do tworzenia karbidu wprowadza sie w sposób ciagly przez przewody 15 i 25 od góry w przeciwpredzie do wznoszacego sie gazu syntezowego i w strefie redukcji 10 przereagowuje na 49 t/h karbidu o objetosci okolo 248 1 acetylenu na kg karbiduf który spuszcza sie w sposób nieciagly ze strefy zbiorczej i reakcji nastepczej 12.Przyklad II /fig* 3/. Stosujac takie same surowce jak w przykladzie I, wtryskuje sie 135,5 t/h wegla do zgazowania razem z 78000 m /h tlenu przez dysze 4 do strefy zgazowania 7, utrzymywanej w temperaturze okolo 2500°C, zasila sie przez przewody 15 i 25 generator'spus- towy 8 mieszanine zlozone z 38,9 t/h wapna i 37,6 t/h koksu do reakcji karbotermicznych i zga¬ zowania nastepczego i 8,8 t/h zlomu zelazowego /98% wagowych zelaza/, tak otrzymuje sie przez przewód 13 15,3 t/h 45%-go wagowo zelazokrzemu, przez przewód 14 45,3 t/h weglika wapnia o objetosci okolo 266 1 acetylenu na kg karbidu i przez przewód 16 257 000 m /h surowego gazu syntezowego o temperaturze 400-500°C, przy czym ten ostatni prowadzi ze sobe 16,1 t/h pylu, który zostaje oddzielony w odpylaniu na goraco 18* Surowy odpylony gaz syntezowy zawiera okolo 22% wodoruj 77% CO i 1% CH4, C02, H20, N2 i argonu /% objetosciowe/. Pyl zawiera okolo 42% CaO, 4% Si02 i 23% A120, /% wagowe/. Wprowadzonej ogólem z materialami wsadowymi ilosci popiolu wy¬ noszacej 35,3 t/h odpowiada ilosc 16,1 t/h pylu, który zostaje odciagniety przez przewód 21* Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania gazu syntezowego /CO+H^ przez autotermiczne zgazowanie drobnoczes- tkowych, bogatych w wegiel materialów z tlenem, przy czym bogaty w wegiel material o wielkosci czastek 0-0,1 mm wtryskuje sie z tlenem i ewentualnie gazami dodatkowymi do gorecej strefy zga¬ zowania, utworzony zawierajecy popiól lotny pierwotny surowy gaz syntezowy z tkwiaca w nim energie termiczne przeprowadza sie przez strefe redukcyjne wypelnione substancjami wyjsciowymi dla endotermicznej redukcji karbotermicznej i, powiekszonej przez powstaly przy redukcji kar- botermicznej gaz syntezowy, przez doleczone ku górze, wypelnione tymi samymi substancjami stre¬ fe wstepnego ogrzewania i przy temperaturze 300-1500°C odciaga sie do oczyszczania i konwersji, i przy tym ponizej strefy redukcji pobiera sie produkt reakcji redukcji karbotermicznej jak równiez powstaly zuzel w stanie stopionym ze strefy zbiorczej i reakcji nastepczej, znamienny tym, ze jako strefe zgazowania wytwarza sie w usypie substancji wyjscio¬ wych do redukcji karbotermicznej wydrazenia albo przynajmniej strefe wirowa z takiego rozluz¬ nionego uaypu, które utrzymuje sie w temperaturze 1300-3300°C, strefe redukcji wytwarza sie powyzej i z boku strefy zgazowania, i w strefie redukcji przeprowadza sie jednoczesnie zgazo¬ wanie nastepcze, przy czym zawarta w pierwotnym surowym gazie syntezowym para wodna i dwutle¬ nek wegla reaguje z bogatym w wegiel materialem na dalszy gaz syntezowy. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w strefie zgazowania stosuje sie stechiometryczny nadmiar tlenu w odniesieniu do utleniania do CO wytwarzajac goracy pier¬ wotny surowy gaz syntezowy o temperaturze 2000-3300 C. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do strefy zgazowania jako gazy dodatkowe i srodki zgazowania wtryskuje sie pare wodna i/albo dwutlenek wegla i przez reakcje z weglem wytwarza sie goracy pierwotny surowy gaz syntezowy o temperaturze 1300-2000 C. 4. Sposób wedlug zastrz 1,znamienny tym, ze od góry przez strefe ogrzewania wstepnego wprowadza sie tyle bogatego w wegiel materialu w nadmiarze, w odniesieniu do ste¬ chiometrii endotermicznej redukcji karbotermicznej, do usypu otaczajacego strefe zgazowania, ze wychodzace ze strefy zgazowania para wodna i/albo dwutlenek wegla reaguja z weglem na dal¬ szy gaz syntezowy*8 139 256 5* Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny t y m, ze opuszczajacy strefe ogrzewania wstepnego ku górze surowy gaz syntezowy uwalnia sie od pylu i popiolu i te substancje stale przynajmniej czesciowo w obiegu razem ze swiezym zawierajecym wegiel materialem wtryskuje sie ponownie do strefy zgazowania. 6* Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny t y m, ze stosuje sie substancje wyjsciowe do reakcji karbotermicznej o wielkosci ziarna 10-20 mm, 20-40 mm i/albo 40-60 mm, przy czym korzystnie dla optymalnego rozdzialu gazu sypie sie na zmiane warstwy o róznych zakresach wielkosci ziarna jedne na drugiej. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, albo 6, znamienny tym, ze strefe ogrzewania wstep¬ nego i strefe redukcji zasila sie koksem, zlomem zelaznym i ewentualnie kwarcem, przy czym jako produkt reakcji redukcji karbotermicznej w temperaturze 1300-1800°C otrzymuje sie zelazo¬ krzem* 8. Sposób wedlug zastrz.1, albo 6, znamienny tym, ze strefe ogrzewania wstep¬ nego i strefe redukcji zasila sie koksem albo antracytem i wapnem, przy czym jako produkt re¬ akcji redukcji karbotermicznej w temperaturze 1800-2300°C otrzymuje sie weglik wapnia* 9* Sposób wedlug zastrz* 8, znamienny tym, ze czesc wapna w postaci otrzyma¬ nych przy zgazowaniu karbidu i nastepnie drobno sproszkowanego wodorotlenku wapnia razem z drobnoczesteczkowym materialem bogatym w wegiel wtryskuje sie do strefy zgazowania* 10* Sposób wedlug zastrz. 1, albo 6, znamienny tym, ze strefe ogrzewania wstep¬ nego i strefe redukcji zasila sie koksem i tlenkowe rude zelaza, przy czym jako produkt reakcji redukcji karbotermicznej w temperaturze 1300-1800 C otrzymuje sie zelazo metaliczne. 11. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, ze strefe ogrzewania wstep¬ nego i strefe redukcji zasila sie koksem albo antracytem, wapnem, zelazem i/albo zlomem zelaz¬ nym i/albo tlenkiem zelaza, i ewentualnie kwarcem, przy czym jako produkty reakcji redukcji karbotermicznej w temperaturze 1800-2300 C otrzymuje sie weglik wapnia i zelazokrzem. 12. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, ze strefe wstepnego ogrze¬ wania i strefe redukcji zasila sie koksem, fosforanem wapnia i kwarcem, przy czym jako produkt reakcji redukcji karbotermicznej w temperaturze 1300-1700°C otrzymuje sie elementarny fosfor. 13* Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze jako gaz dodatkowy stosuje sie CO, C02, N2, pare wodne albo prowadzony w obiegu gaz syntezowy. 14. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze w osi symetrii strefy ogrzewa¬ nia wstepnego przewiduje sie z boku i ku górze zamkniete strefe pirolizy, przez które dopro¬ wadza sie od góry przynajmniej czesc przeznaczonego do zgazowania i redukcji karbotermicznej materialu bogatego w wegiel i poddaje w niej odgazowaniu i koksowaniu, przy czym lotne produkty odgazowania i koksowania przymusowo ulegaja w tej strefie pirolizie w temperaturze wzrastaja¬ cej od 400°C az do 1100-1500°C. 15. Sposób wedlug zastrz. 14, znamienny t y m, ze do strefy pirolizy wprowadza sie od góry pare wodne i przez jej wymiane z weglem ustala sie okreslone zawartosc wodoru w surowym gazie syntezowym. 16. Sposób wedlug zastrz. 14, znamienny tym, ze do strefy pirolizy jako ma¬ terial bogaty w wegiel zaladowuje sie rozdrobnione stare opony do pojazdów mechanicznych. 17. Urzedzenie do wytwarzania gazu syntezowego /CO+H-/ przez autotermiczne zgazowanie drobnoczestkowych, bogatych w wegiel materialów z tlenem w obecnosci substancji wyjsciowych dla endotermicznej redukcji karbotermicznej, zawierajece piec szybowy, który w stanie roboczym, patrzec od góry ku dolowi, obejmuje wydluzone strefe ogrzewania wstepnego, strefe redukcji i strefe zbiorcze i reakcji nastepczej, które otwarte przechodze jedna w druge, jak równiez po¬ laczone w sposób otwarty ze strefe redukcji strefe zgazowania; dysze do wspólnego doprowadza¬ nia pylu weglowego, tlenu i ewentualnie gazów dodatkowych, przewody doprowadzajece dla subs¬ tancji wyjsciowych redukcji karbotermicznej i przewód do odciagania surowego gazu syntezowego przy glowicy pieca szybowego; oraz przewody wyladowcze ze strefy zbiorczej i reakcji nastep¬ czej przy dnie pieca szybowego do odciegania stopionego zuzla i produktu reakcji w stanie sto¬ pionym z redukcji karbotermicznej, znamienny tym, ze piec szybowy stanowi szybowy generator spustowy /8/ o przekroju kolistym i wspólosiowo ku górze podwinietym dnie; w stanie roboczym strefa redukcji /10/ obejmuje strefe zgazowania /7/; strefa zbiorcza i reakcji nas-139 256 9 tepczej /l2/ obejmuje kolowo podwiniecie dna /9/; przynajmniej jedna dysza /4/ jest wprowadzo¬ na przez podwiniecie dna /9/ z dolaczonym"! przewodami /3/, /5/, /6/ dla wspólnego doprowadza¬ nia drobnoczestkowego, bogatego w wegiel materialu, tlenu i ewentualnie gazów dodatkowych i pylistych substancji wyjsciowych do redukcji karbotermicznej• 18* Urzadzenie wedlug zastrz. 17* znamienne t y n, ze na górnej czesci generatora spustowego /&/ umieszczone prostopadle i koliócie blachy rozdzielcze /26/ do odgraniczenia przestrzeni kolumnowej w osi symetrii generatora spustowego /8/ powyzej strefy zgazowania /7/; przewód transportowy /25/ do zasilania przestrzeni kolumnowej skladnikiem weglowym substancji wyjsciowych dla redukcji karbotermicznej; jak równiez przynajmniej 2 przewody transportowe /l5/ do doprowadzenia dalszych substancji wyjsciowych dla redukcji karbotermicznej z wyksztal¬ ceniem chroniacej scianke wewnetrzne generatora spustowego /8/ pierscieniowej oslony nasypo¬ wej • 19. Urzadzenie wedlug zastrz* 18,znamienne t y m, zo blachy rozdzielcze /26/ daje sie doprowadzac zaleznie od zuzycia przez glowice generatora spustowego /8/ z zewnetrz do osrodka przez nakladanie malych ilosci quasi bez konca az do stopienia powyzej strefy zga¬ zowania /7/'• 20* Urzedzenie wedlug zastrz* 18, znamienne tym, ze ogól umieszczonych pier¬ scieniowo blach rozdzielczych /26/ ma ksztalt rury* 21* Urzedzenie wedlug zastrz* 18, znamienne tym, ze blachy rozdzielcze se przerwane na ksztalt siatki i przepuszczalne dla gazu* 22* Urzedzenie wedlug zastrz* 17, znamienne tym, ze dno generatora spustowego /8/ ze strefe zbiorcze i reakcji nastepczej /l2/ jest zaopatrzone w spadek. 23* Urzedzenie wedlug zastrz* 17, znamienne tym, ze generator spustowy /8/ jest zaopatrzony w boczny pierscien nosny /29/ i umieszczony obrotowo na wiencu zebatym, wypo¬ sazonym w naped /30/ i nachylonym 1-20 stopni ketowych do pionu, generator spustowy /8/ dzwiga pokrywe /27/, pokrywa /27/, dysza /4/ i prowadzone przez pokrywe lub przyleczone do dyszy przewody doprowadzajece i wylotowe se ustalone i w kierunku generatora spustowego /3/ uszczel¬ nione ruchomo za pomoce uszczelek /28/ przeciw przechodzeniu gazu* 24* Urzedzenie wedlug zastrz* 17, znamienne tym, ze wprowadzona przez podwi¬ niecie dna dysza /4/ jest otoczona przez komore chlodnicze zasilane czynnikiem chlodzecym* 25* Urzedzenie wedlug zastrz* 17, znamienne tym, ze przewidziane se przynaj¬ mniej 2 dysze /4/, przy czym ich wierzcholki i scianka generatora spustowego /8/ w zakresie podwiniecia dna se chronione przed nagrzaniem przez komory chlodnicze /31/, przez które prze¬ plywa czynnik chlodzecy* 26* Urzedzenie wedlug zastrz. 17, z namienne tym, ze scianka wewnetrzna strefy zbiorczej i reakcji nastepczej /l2/ jest wylozona materialem ogniotrwalym /32/.139 256139 256139 256 31 8 31 31 Fig. 5 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz Cena 130 zl PL