PL139643B1 - Apparatus for coal gasification - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 1987 08 31 139643 Int. CI4 C10B 49/14 Twórca wynalazku: Bjórn Tórneman Uprawniony z patentu: IPS Interproject Service AB, Bettna (Szwecja) Urzadzenie do zgazowywania wegla (Pirzedimioiteni wynalazku' jest urzaidlzenie do zga¬ zowywania wegla, które pracuje przy nadcisnie¬ niu. 'Dokladniej mówiac wynalazek dotyczy urza¬ dzenia do produkcji gazu na droidze zgazowywa¬ nia wegla zawartego w kapieli zelaza, do której wprowadza sie wegiel, tlen, wzbogacona rude ze¬ laza, przy czym wegiel jest wprowadzany z nad¬ wyzka sltechiometryiczna w stosunku do ilosci tle¬ nu zawartego w kajpieli zelaiza w postaci zwiaz¬ ków tlenu. Wytwarzany gaz zawiera korzystnie tlenek wegla i wodór.Znany jeist proces produkcji gazu, w którym produkuje sie zarówno gaz jak i surówke W rze¬ czywistosci jest wysoce korzystne uzycie wzboga¬ conej rudy zelaza jako srodka chlodzacego i zasta¬ pienie wytopu metali ciaglym lub cyklicznym od¬ prowadzaniem wytopu zuizla, przy czym zawartosc siarki w kapieli jak i obecnosc innych zanieczysz¬ czen jest utrzymana na niskim poziomie.Znany jest proces zgazowywania wegla w po¬ staci zwiazku wegla, weglowodorów, gdzie wegiel, tlen i tlenki zelaza sa wprowadzane do reaktora zawierajacego kaipiei stopionego zelaza, przy czym te ostatnie dzialaja jako srodek chlodzacy. Wegiel jest wprowadzany z nadwyzka stechiometryczna wzgledem tlenu zawartego w kapieli w postaci tlenków. Stopione zelazo zawiera wegiel, a wiec wegiel jest rozpuszczony. Zgodnie z przeprowadza¬ nym procesem reaktor pracuje pod cisnieniem od 0,2—i5,O MPa, a korzystnie od 0,4 do 1,0 MPa. Sto- 10 15 20 25 30 -sujac cisnienie w reaktorze, wzrasta produkcja gazu i surówki, w porównaniu z cismieniem atmo¬ sferycznym. Co. wiecej zarówno ilosc pylu jak i zuzycie obudowy zmniejsza sie. iZnaczna trudnosc sprawia uitraymanie nadcisnie¬ nia w reaktorze zwlaszcza w przypadku, gdy za¬ chodzi jednoczesny wyplyw zuzla i surówki. Aby zredukowac poklady pylu i innych zanieczyszczen zawartosc siarki powinna wynosic od 0,5^/© do 2,5%.' Zawartosc siarki jest kontrolowana poprzez wprowadzanie zwiazków tworzacych zuzel. Zuzel tworzacy sie na skutek wprowadzania odlpowied- nich zwiazków powinien. byc odlprowadzainy w cza¬ sie procesu, tak, ze zawartosc zuzla nie jest ztoyt duza. Temiperatuira gazu jest wyisoka, rzedu liSOO^ do 14<0i0flC, która równiez utrudnia kontrolowanie cisnienia w reaktorze.Celem niniejszego' wynalazku jest zastosowanie urzadzenia do zgazowywania wegla i wytwarzania surówki, a pracujacego pod zwiekszonym cisnie¬ niem.Urzadzenie, wedlug wynalazku, polegaj na tym, ze gazowy przewód wylotowy wyprowadzony z re¬ aktora stanowi szczelne polaczenie gazowe z chlod¬ nica, która wraz z reaktorem tworzy szczelny ze¬ spól, natomiast zawór regulacyjny uitrzymujacy' nadcisnienie w tym zespole jest umieszczony po stronie dhlodzaceji chlodnicy. Reaktor polaczony jest z urzajdzeniem do spuszczania zuzla i z urza¬ dzeniem do spuszczania surówki, które pracuja 139 643139 643 3 4 pod tym samym cisnieniem, co zespól, przy czym kazde z urzadzen zawiera granula/tor, którego we- waiejtrziia czesc jes^ polaczona pnzy pomocy prze¬ wodu wyrównujacago cisnienie z przewodem wy¬ lotowym, który polaczony jest z reaiktorem. Kazde z urzadzen odprowadzajacych posiada poziomy ka- nai^polaczony ze scianka reaktora na takiej wyso¬ kosci, która odpowiada wymaganemu, poziomowi zuizJla i surówki, prizy czym kanaly sa zaopatrzone w zawory zasuwowe posiadajace zasuwe zamyka¬ jaca i otwierajaca kanaly, pomiejdzy reaktorem a granuflatorem. Chlodnica zawiera jeden lub kilka wymienników ciepla i odpylaczy polaczonych ze soba.(Przyklad wykonania, zostal przedstawiony na ry¬ sunku, na którym fiig. 1 przedstawia urzaidizenie, wedlug wynalazku, w przekroju poprzecznym; fig. 2 — urzadzenie, wedlug wynalazku, w widoku z góry; fig. 3 — fragment ulrizadzenia wzdluz linii B^hB z fig. 1; fig. 4 — fragmeaiit urzadzenia w przekrojui poprzecznym; fig. 5 — urzaidizenie, we¬ dlug wynalaSzku, w przekroju wzdluz linii A—A z fig. 4, Na fig. 1 pokazano reaktor 1 zaopatrzony w plaszcz stalowy, w którym umieszczono stopiona rude zelaza 2. Na fig. 1, 4 pokazano zuzel, który plywa po powierzchni stopionej rudy zelaza 2.Reaktor 1 korzystnie waha sie wzgledem osi 4, aby go mozna bylo rozbudowac. fWejgiel, wzbogacona ruda zelaza, tlen i zwiazki tworzace zuzel sa wprowadzane przy pomocy ty¬ powych lanc luib dysz. Na górze reaktora 1 znaj¬ duje sie przewód' 6 odprowadzajacy wyttworzony gaz, polaczony przy pomocy gazoszczelnej zlaczki 7 z urzadzeniem, do którego gaz jest transporto¬ wana. Urzadzenie to posiada chlodnice 8, która sklada sie z dwóch znanych wymienników ciepla 9, 10. Zgodnie z korzystnym, przykladem wykona¬ nia chlodnica 8 posiada od|pyllacz.Wytworzony gaz plynie przewodem 6, a nastep¬ nie przewodem 11 do pierwszego wymiennika 9.Z wymiennika 9 gaz plynie do drugiego wymien¬ nika 10 i dalej .przewodem wylotowym 12.Na przewodzie wylotowym 12 zamontowany jest zawór regulacyjny 13, który steruje i ultrzymuje wlasciwe cisnienie w reaktorze 1 i w chlodnicy 8.Zawór regulacyjny 13 jest znanego typu. iPoniewaz gaz w przewodzie wylotowym 12 po¬ siada znacznie nizsza . temperature niz na wejsciu do chlodnicy 8, to na przyklad na zaworze regu¬ lacyjnymi 13 moze wystapic temperatura okolo 20KH°C i odpowiednie cisnienie. Dzieki temu mozna uniknac znacznych trudnosci, kitóre moglyby po¬ wstac, gdyby cisnienie regulowano po stronie go¬ racej, to znaczy na wyijsciu z reaktora 1 na prze¬ wodzie 6, gdzie temperatura gazu wylotowego wy¬ nosi od lOKHró do H4K0PC. Poniewaz cisnienie jest regulowane po wyjsciu gazu z chlodnicy 8, w chlodnicy 8 jest utrzymywane podcisnienie, co za- pobieg^w ten sposób wzrostowi cisnienia w ukla¬ dzie. Pyl jest odprowadzany zaworami 14, 15 umieszczonymi w dnach odpyiaczy 16, 17. Jak juz stwierdzono powyzej w czasie procesu nalezy spu¬ scic zuzel, to znaczy wtedy, gdy reaktor 1 pra¬ cuje pod cisnieniem, zgodnie z wynalazkiem, za¬ stosowano urzadzenie do spuszczania zuzla 3, któ¬ re równiez jest poddawane cisnieniu odpowiadaja¬ cemu, cisnieniu w reaktorze 1. Urzadzenie do spuszczania zuzla 3 zawiera poziomy kanal od- 5 zuzlania 18, umieszczony na tym samym poziomie co zuzel. Kanal 18 polaczony jest z. obnizajacym sie kanalem odzuzlania 19. Kanal 19 jest polaczo¬ ny z granulaltorem 20.W poziomo ustawionym kanale odzuzlania 18 umieszczony jest zawór zasuwowy posiadajacy za¬ suwe 21 luib zamkniecie wykonane z odftpowiednie- go materialu. Zasuwa 21 zaijonujac dolne polozenie zamyka kanal odzuzlania pomiedzy reaktorem 1, a granulatorem 20 (patrz fig. 4); natomiast w swym górnym polozeniu otwiera droge spustowa.Zasuwa 21 jest uszczelniona na scianach kanalu odzuzlania 18 przy pomocy srodków nie pokaza¬ nych. W jednym przykladzie wykonania szczelna; obudowa 22 zaznaczona linia kreskowana na fig. 4, jest umieszczona nad zasuwa 21. Obudowa 22 mo¬ ze równiez posiadac uklad kontrolny (nie pokaza¬ ny), który wskazuje polozenie zasuwy 21.Gdy poziom zuzla 3 w reaktorze 1 osiaga po¬ ziom kanalu odzuzlania 18, zasuwa 21 zostaje prze¬ sunieta do góry i zuzel 3 splywa z reaktora 1 do granulatora 20. Celem wyrównania cisnienia w gra- nulatorze 20 zarówno w czasie zaladunku grariu- laitora 20 zuzlem, jak i wówczas, gdy zgranulowa- ny material opuszcza granulatoir 20 ptfzez zawór 23 umieszczony w dnie granuflatotona 20, do granu¬ latora 20 jest doprowadzony przewód 24 wyrównu¬ jacy cisnienie. W przewodzie 24 umieszczony jest zawór regulujacy 25. Przewód 24 laczy gtramulator 20 z przewodem 11, który odprowadza gaz z reak¬ tora 1. Wraz z mokrym granulatem tfworzy sie siarkowodór, który opuszcza gtranulaitor 20 prze¬ wodem 26. Na przewodzie 26 umieszczony równiez jest zawór regulujacy 27 utrzymujacy cisnienie w granulatorze 20.Aby umozliwic usuniecie surówki w czasie pro¬ cesu umieszczono kanaly 18* i 19', które odpowia¬ daja kanalom 18 i 19. Lacza one reaktor 1 z dru¬ gimi granulaJtorem 20' przeznaczonym z kolei na surówke. Kanal 18' jest zaopatrzony równiez w zawór zasuwowy majacy zasuwe 21' luib zamknie¬ cie, które .pracuje w taki sam sposób jak poprzed¬ nio opisany zawór zasuwowy. Drugi gtranuDator 20' równiez pracuje pod cisnieniem i polaczony jest z przewodem 11 przy pomocy przewodu 24' wyrów¬ nujacego cisnienie. Przewody 26' i zawór reguluja¬ cy 27' sluza równiez do odprowadzania gazów do atmosfery.Poziome przewody 18, 18* oraz zasuwy 21, 21' sa przymocowane do scianki reaktora 1. W ten sposób wysoka temperatura, która oddzialuje na zasuwy 21, 21' zapobiega krzepnieciu luib bloko¬ waniu grudkami zuzla lu/b surówki.Dzieki temu oraz dziejki poddawaniu graoulato- rów 20, 20' dizialaniiiu cisnienia, zuzel i surówka plyna nieprzerwanie luib cyklicznie w czasie pro¬ cesu. Co wiecej, dla zalsuw 21, 21' niie potrzeba brac pod uwage róznicy cisnien, które wystejpuja w poziomych kanalach 18, 18' i 19, ,19'.Jak widac z fig. 5 kanaly 18, 18' sa równolegle do siebie. Z fig. 3 wynika, ze kanaly 18, 18' usta- 15 20 25 30 35 40 45 60 55 605 139 643 6 wione sa na. tyim saimym poziomie. Wysokosc ka¬ nalów 18, 18/ moze byc oczywiscie rozna, zalezna od poziomu i grufbosci powierzctai zuzla: W takim przypadku kanal 18' sluzacy do spuszczania su¬ rówki znajduje sie korzystnie nizej niz kanal 18 sluzacy do spuszczania zaizila.Kanaly 19, 19' zaopatrzone sa w szczelne zlaczki 28, 28'. Gdy splynie cala surówka, zlacizki 28, 28' zwalniaja sie, podobnie jak zlaczka 7 na przewo¬ dzie wylotowym 6 na reaktorze 1 i wówczas reak¬ tor 1 mozna przechylic.Urzadzenie, wed/lug wynalazku, jest oczywiscie przyistosowane do cisnien pod jakimi pracuje. Do- puiszczalne sa zmiany zaworów, uszczelnien chlód-• nicy bez wykraczania poza zakres ochrony wyna¬ lazku, w którym poddaje sie cisnieniu zarówno re¬ aktor, chlodnice jak i inne urzadzenie, na przy¬ klad uirzadizenie do spuszczania zuzla i surówki. PL PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe i. Urzadzenie do zgazowywania wegla w postaci zwiajzków wegla i weglowodorów skladajace sie z reaktora, do którego wtpirowadza sie wegiel, tlen i tlenki zelaza pod powierzchnie kapieli zelaza, przy czym wegiel jest wprowadzany z nadwyzka steichioimetryczna w stosunku do ilosci tlenu za¬ wartego w kajpieli zelaza w postaci zwiazków tle¬ nu, a reaktor pracuje pod cisnieniem, którego war¬ tosc przewyzsza cisnienie atmosferyczne i posiada gazowy przewód wyloitowy stanowiacy gazoszczel¬ ne polaczenie z chlodnica, znamienne tym, ze re¬ aktor (1) polaczony jest z urzaldzeniem (18—21) do spuszczania zuzla i z urzadzeniem do spuszczania surówki (18'—01'), które pracuje pod tym samym cisnieniem, co zespól (1, 8), przy czyim kazde z urzadzen (18—01), (Uf—BI*) zawiera granulator_(20, 20'), którego wewnetrzna czesc jetst polaczona za poimofca przewodu wyrównujacego cisnienie (25, 25') z przewodem wylotowym (11), który polaczony jest z reaktorem (1), natomiast zawór regulacyjny (13) utrzymujacy nadcisnienie w szczelnym zespo¬ le (1, 8, 18—BI, 18'—21') umieszczony jest po stro¬ nie chlodzacej (12) chlodnicy (8).

2. Urzaldzenie wedlug zaistrz. 1, znamienne tym, ze kazde z urzadzen odprowadzajacych (18—BI), (18'^S1') posiada poziomy kanal (18, 18') polaczony ze scianka reaktora (1) na takiej wysokosci, która odfpowiada wymaganemu poziomowi zuzla i su¬ rówki, przy czym kanaly (18, 18') sa zaopatrzone w zawory zasuwowe (21, 21') posiadajace zasuwe zamykajaca i otwierajaca kanaly (18, 19, 18', 19') pomiedzy reaktorem (1) a granulatorem (20, 20'). $. Urzadzenie wedlug zatstrz. 1, znamienne tym, ze chlodnica (18) zawiera jeden lufo kilka wy¬ mienników ciepla (9), (10) i odsylaczy (16, 17) po¬ laczonych ze soba. 10 15 20139 643 tta.Z 10 12v ,13 rafa- Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 33/87 Cena 130 zl PL PL PL