PL161778B1 - S posób i urzadzenie do zgazowania paliw stalych PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób zgazowania drobnoziarnistych lub pylistych paliw stalych, za pomoca urzadze- nia zawierajacego reaktor zgazowujacy wypo- sazony w palniki zgazowujace, urzadzenie do wydzielenia lotnych pylów z gazu surowego, zbiornik pylów lotnych i urzadzenie do ponow- nego wprowadzania pylu lotnego do reaktora zgazowujacego, przy czym palniki zgazowuja- ce wnikaja symetrycznym obrotowo na wylocie palnika, strumieniem paliwo/czynnik reaguja- cy do reaktora gazyfikujacego, gdzie strumien ten tworzy strefe pierwotnej reakcji o wysokiej temperaturze, znamienny tym, ze lotny pyl wraz z zawartym w nim gazem surowym i resztkami wegla wprowadza sie za pomoca strumienia gazu nosnego na os co najmniej jednego strumienia paliwo/czynnik reagujacy, doprowadzany przez ten strumien do strefy re- akcji pierwotnej i tamze sie go stapia. Fig. 2 F ig . 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem omalazku Jest sposób prtoadzenia urządzenia dt zgaztoania palio stałych od drobnoziarnistych do pyłooych o reaktorze zgazooującym wyposażonym o palniki zgazooijące, o urządzenia do oddielania lotnych pyłóo z gazu surooego, o zbiornik pyłóo lotnych oraz o urządzenie do ponoonego oprowadzania pyłu lttrego do reaktora gazyfikującego, przy czym palniki zgazooijące osikają symetrycznym obrotooo na flocie palnika strumieniem paliot/czynnik reagujący do reaktora gazyfikującegt, gdzie strumień ten toorzy strefę pieroG^ej reakcji o ^sokiej temperaturze.

Ponadto ^na-azek dotyczy urządzenia szczególnie przystosooanego do prtoadzenia tego sposobu.

W obrażeniu strumień palioo/czynnik reagujący, określenie czynnik reagujący obejmuje zaróono czynnik utleniający Jak i Już utoorzone produkty reakcji i niekiedy gaz sprawiający i gaz nośny.

Otoeśleniem palioa stałe objęte są szczególnie ogiel kamienny, ktks, koks naftooy i podobne. Gazzfikacja Jest doktnyoana o lotnym strumieniu przy ptmocy tlenu i/lub powietrza a o razie potrzeby pary opidnej i prooadzi do uzyskania gazu sur-toego składającego się głóonie z tlerkcu ogla i oodoru. Surooy gaz prooadzi z sobą lotny pył okazujący peoną zaoarttść oęgla resztkooego. Gazyfikacja Jest gazyfikacją ciśnienlooą.

161 778

W znanych sposobach na których wyyna.azek bazuje /Europejskie opisy patentowe EP 0 072 457 B1, EP 0 109 109 B1/ lotny pył Jest mieszany ze świeżym paliwem i wraz z nim doprowadzany do palników zgazowujących. Jest to kosztowne i wymaga szczególnego przygotowania lotnego pyłu co Jest związane z dużymi i skomplikowanymi urządzeniami technicznymi oraz z rozległymi działania mi zabezpieczającymi. Pory lub luki w lotnjm pyle odciągniętym z gazu surowego są wypełnione surowym gazem zawierającym tlenek węgla i wodór, który to gaz musi być na początku usunięty lub rozrzedzony poniżej granicy niebezpieczeństwa poprzez wielokrotne wciskanie 1 przepłukiwanie gazem obojętnjm· Rówiież i obróbka lotnego pyłu odciągniętego z gazu surowego Jest kłopotiwwa i kosztowna ponieważ gaz ten często zawiera siarkę a ze względu na ochronę środowiska nie może być ani spalany w postaci pochodni lub w Jakikolwiek inny sposób, ani oddawany do atmosfery.

Jest poza tym szkodiwtym to, że lotny pył domieszany do świeżego paliwa zmiejsza wartość opałową tego paliwa co wywwera wpływ na termodynamikę i kinetykę reakcji procesu zgazowywwnia.

Zadaniem wynnalazku Jest prowadzenie wyżej opisanego sposobu bez Jakiegokolwiek szczególnego przygotowania lotnego pyłu i bez wycinania szkodliwego wpływu na termodynamikę lub kinetykę reakcji procesu zgazowywania i to przy jednoczesnym spalaniu węgla reszkkowego.

Zadanie zostało według wyiralazku rozwiązane przez to, że lotny pył wraz z zawaatością gazu surowego i resztkwego węgla Jest przy pomocy strumienia gazu nośnego wprowadzany na oś co najmniej Jednego stłumienia paliwo/czynnik reagujący, przez tenże strumień doprowadzany do strefy reakcji pierwotnej i tamże stapiany.

V korzystnym rozwiązaniu wynnaazku, lotny pył Jest wprowadzany poprzez oś odnośnego palnika zgazowu jącego. Wyna^zek wyttozytSujł fakt, że przy zgazowywaniu paliw przy pomocy strumieni paliwo/czynnik reagujący, strumienie te, z punktu widzenia dynamiki gazowwjsą nader stabilne i mogą wprowadzać określony ilościowo strumień pyłu lotnego do strefy reakcji pierwotnej. Jak wiadomo, reakcja zgazowywania rozpoczyna się już w strumieniu paliwo/czynnik reagujący i zarówno w tym miejscu Jak i w strefie reakcji pierwotnej nje Jest zakłócana przez pył lotny co przyczynia się do zgazowama również węgla resztkowego. Wielkość strumienia pyłu lotnego nie powinna zresztą być za duża. W strefie reakcji pierwotnej są wytwarzane znane w^^oltlł temperatury, na przykład cc najmniej 2000°C, niezbędne dla stapiania pyłu lotnego. Z zaskoczeniem stwierdzono, że pomimo wynalazczego wycofywania pyłu lotnego ze strefy reakcji pierwotnej, lotny pył nie Jest silniej usuwany Jak zwylke, bez opisanego wycofywania. W nieoczyszczonjm gazie surowym, lotny pył nie ulega zatłócaJąłrru wzbogacaniu co pozwala na opisany obieg zamknęty. Zasadnicza Jest znanym ponowne zawracanie pyłu lotnego do reaktora gazyfikującego /opis patentowy nr DE 24 09 003 C2/ i to poprzez specjalne dysze doprowadzające, oddzielone od palników zgazowujących. tyywera to wpływ na reakcję zgazowywwnia i prawie nie znalazło zastosowania w praktyce.

W praktyce stosuje się raczej wcdlrcilwonie w reaktorze pyłu lotnego na zuzel, przy czym istniejący węgiel reszk^w! przechodzi również do żużla.

Istnieje szereg mozżiwosci dalszego rozwijania sposobu według wynalazku. I tak, korzystnie pracuje się palniktami zgazowuJącymi, które wykazują współosiowy z osią palnika kanał doprowadzający tlen pierwotny, otaczający go kanał peerścłenZiwy dla doprowadzania paliwa i otaczający go pośrednio lub bezpośrednio kanał pełΓŚcłenZiwy dla tlenu wtórnego. Wyynaazek w takim przypadku zaleca by lo-tny pył wprowadzać na oś kanału doprowadzającego tlen pierwotny poprzez specjalny kanał doprowadzający. Strumień tlenu pierwotnego może być podzielony na dwa współosiowe stłumienie cząstkowe. Dla uniknięcia oddziaływania na rea.kcję zgazowywwana, zaleca się by palniki zgazowuJące były przystozowanł do doprowadzania stłumienia pyłu lotnego wynoszącego iloźcOowo mnej niż 0,01 do 0,15 strumienia paliwa. Dotyczy to praktycznie Innego zwylrarzwania palnika. Powyższy warunek, w reaktorach zgazowu jących opisanego na wstępie rodzaju może być bez trudności spełniony, Jeżeli lotny pył Jest doprowadzany poprzez wszystkie palniki zgazowjące. Nie są konieczne dodatkowe środki dla doprowadzania tlenu i regulacji dopływu tlenu, a wytacza Jedynie, by odpowiednio do zawartości węgla rłsztZoołgz w pyłe lotnym zwiększać wielkość strumienia tlenu pierwotnego l/lub tlenu wórnego.

161 778

Przedmiotem w^naJazku Jest również urządzenie do realizacji sposobu, które zostanie dokładniej wyjaśnione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do zgazowania paliw stałych^ fig. 2 - palnik zgazowijący.

Pokazane urządzenie składa się zasadniczo z reaktora zgazowującego 1 wyposażonego w palniki zgazowujące 2, z urządzenia 3 do ^yrącania pyłu lotrego z gazu surowego oraz ze zbiornika pyłu lotnego z gazu surowego oraz ze zbiornika pyłu lotnego U waz z urządzeniem do wycofania pyłu lotnego do reaktora zgazowijącego 1. Symetryczne obrotowo na wylocie palnika zgazowijącego 2 strumienie paliwo/czynnik reagujący 5 palą się w reaktorze gazyfilujjącm 1 stwarzając t£mże strefę reakcji pierwotnej 6 o waokiej temperaturze. Jak to pokazano na powiększonym ścinku A, palniki zgazowijące 2 posiadają centralny kanał doprowadzający 7 dla pyłu lotnego. Jest on otoczony kanałem pierścteniowa 8 dla doprowadzania tlenu pierwotnego. Przewidziano ponadto, że centralne kanały doprowadzające 7 są dołączone do zbiornika pyłu lotnego 4 poprzez urządzenie dawki Jące 9. Przyjmuje się, że poza tym palniki zgazow^;}ące 2 mogą być tak ukształtowane Jak pdLniki zwykle stosowane przy zgazowaniu paliw stałych.

Z reaktora zgazowijącego 1, surowy gaz obciążony pyłem lotnym przedostaje alę przewodem 1o do urządzenia 3 do oddzielenia pyłu lotnego, które ma postać cyklonu. Tu, pyl lotny zostaje oddzielony. Oddzielony pyl lotny zawierający Jeszcze surowy gaz w swoich porach lub lukach, spada przewodem 11 do zbiornika pyłu lotnego 4. Z tegoż zbiornika pyłu lotnego 4 jest zasilane urządzenie dawkujące 9 do którego należą dwa zbiorniki Zawłnιjąct 12. Obydwa zbiorniki daw^ijące 12 są okresowo napełniane pyłem lotnym swobodnie spadającym ze zbiornika 4, poprzez przewody 13. Każdorazowo, do zbiornika dawkującego 12 napełniane pyłem lotnym Jest doprowadzany oczyszczony gaz surowy lub gaz obojętny, pod ciśnie^em nieznacznie przekraczaJącym ciśnienie panujące w reaktorze gazyf ikującm 1· Lotny pyl Jest poprzez przewody 15 a następnie 16, wprowadzany pod Sstarcz jącym ciśniene-m w przewody kończące się w palnikach zgazowijących. Kończą się one w centra^ym kanale doprowadzającym lotny pył z otoczonym przez kanał pierścecnocos 8 doprowadzający tlen pierwotny. Przewody 17 są przewodami odprężającymi dla każdorazowo opróżnionego zbiornika dawkującego 12 1 prowadzą do przewodu 18 dla oczyszczonego gazu surowego odchodzącego od urządzenia 3 do oddzielania pyłu lotnego.

Jest zrozumiałym, że sposób musi być wspomagany środkami nowoczesnej techniki. V tym celu są stosowane znane organy pomiarowe i regulacyjne, a niezbędne działania regulacyjne i steru^ce są podejmowane przy wspomaganiu komputerowym /porównać P 38 13 357.1/. Pokazane w przykładzie zależności iloścoowe oparte są na że: 80% popiołu uaieszczgntar waz z paiiw wem w reaktorze gazyfllβJJącal jest usuwane Jako żużel, a 20% popiołu z niezużytim pyłem ^glowym Jest odprowadzane wraz z gazem 80% maaeΓig2ów stałych /pyłu lotnego/ zawartych w gazie Jest wtrącanych w separatorze pyłu lotnego i w s^ej opisanych warunkach igwrgcant do palników zgazo^^c^^

Przykł ad. Annaiza paliwa /węgla/: C	68,40% wag. bezwodny
H	4,40% Q
0	6,03% '
N	1,(0% ·
S	1,10%
C.	0,1% ·
popiół	18,0%
łącznie	100,C0% ·
lij	27,1326 Mj/k^f
Ilość pyłu węglowego na jeden palnik	13 005 kgwf/h
Oierniczna ilość ciepła węgla na Jeden palnik	352 860 W/h
Ilość pyłu lotnego na jeden palnik	540 kgwf/h
(Ciemiezna ilość ciepła pyłu lotnego na Jeden palnik	2 824 MJ/h
Hość gazu surowego w porach pyłu lotnego	17,25 »3n tr^h
Clemiczng ilość ciepła gazu surowego	192,8 W/h.

161 77Β

Claims (7)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób zgaztoania drobnoziarnistych lub pylistych palio stałych, za pomocą urządzenia zaoierającego reaktor zgaztoijący uposażony o palniki zgaztoijące, urządzenie dt ^dzl^l.eni3 lotnych pyłóo z gazu surooego, zbiornik pyłóo lotnych i urządzenie do ponoonego oprowadzania pyłu lotnego dt reaktora zgazooijącego, przy czym palniki zgazooijące oUkają symetrycmym obrotoot na flocie palnika, stłumieniem paliot/czynnik reagujący dt reaktora gazyfikującegc, gdzie strumień ten łotrzy strefę pierootnej reakcji o osokiej temperaturze, znamienny t y m, że lotny pył oraz z zaoartym o nim gazem surowym i resztkami ^gla oprooadza się za pomocą strumienia gazu nośnego na oś co najmniej Jednego strumienia pałloo/czynnlk reagujący, doprooadzany przez ten strumień do strefy reakcji pierootnej i tamże się go stapia.

2. Sposób oedług zastrz. 1, znamienny tym, że lotny pył oprooadza się poprzez oś odnośnego palnika zgazooijącego.

3. Sposób w dług zastrz. 1 lub 2, o którym stosuje się palniki zgaztojące, które posiadają ospółosiooy z tślą palnika kanał doprooacdrający tlen pierootny, otaczający go kanał pierścisnitoy dla dtprooadzania palioa i kanał dlą dtprooadzirnia tlenu otórnegt otaczający ten kanał pierścieniowy, znamienny tym, że pył lotny dtprtoadza się przez specjalny kanał doprooadzający znajdujący się o tsi kanału dtprooadzającego tlen pierottny.

4. Sposób oedług zastrz. 3, znamienny tym, że palniki igaztoJjącs są przystosowane dt dtprooadzania strumienia pyłu lttnegt imnejszego od 0,0' do 0,'5 strumienia palioa.

5. Sposób oedług zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że ilość tlenu pierottnego i/lub tlenu otórnegt ptdoższa się zależnie td zaoarr;ości o pyle lotnym ogla resztko^go.

6. Sposób oedług zastrz. 5, znamienny t y m, że pył lttny dtprtoadza się poprzez oszystkie palniki zgazooi^iące.

7. Urządzenie dt zgazo^^la palio stałych, zaolerające reaktor zgazoo^;)ący oyposażony o palniki zgazooijące, o urządzenie do oddzelania lotnych pyłóo z gazu surooego, o zbiornik pyłóo lotnych i o urządzenie do ponoonego oirowoddzuila do reaktora zgazooijącego, znamienne tym, że palniki zgazooijące /2/ posiadają centralny kanał doprooadza jący /7/ dla pyłu lotnego, otoczony kanałem pierścemiowymi /8/ dla doprooadz{un.a tlenu pieiootnego przy czym, centralne kanały doprooadzające /7/ są dołączone dt zbiornika pyłu lotnego /4/ poprzez urządzenie daoloijące /5/