PL163293B1 - Method for cooling gas derived from partial oxidation, especially of coal and a device for cooling gas from partial oxidation, especially of coal - Google Patents

Abstract

1. Sposób chlodzenia gazu pochodzacego z utlenia- nia czesciowego, który jest uzyskiwany, zwlaszcza na drodze utleniania czesciowego zanieczyszczonego wegla i/lub innych nosników wegla o duzym udziale domieszek nieorganicznych w wysokich temperaturach w reaktorze, przy czym w celu zestalenia prowadzonych w gazie z utleniania czesciowego domieszek nieorganicznych do gazu z utleniania czesciowego wprowadzany jest plyn chlodzacy w kierunku przeplywu gazu, znamienny tym, ze calkowita ilosc plynu chlodzacego dodaje sie do gazu z utleniania czesciowe go w kierunku przeplywu przed zwe- zeniem strumienia gazu. 2. Urzadzenie do chlodzenia gazu pochodzacego z utleniania czesciowego, znamienny tym, ze reaktor (1) lub dolaczony do niego kanal gazowy o jednakowym przek- roju polaczony jest z dyszowym przejsciem (2) rury do mieszania, a dysza jest wykonana w ten sposób, ze nachy- lenie wlotowe jest równe nachyleniu, które istnieje dla dyszy o poczatkowej predkosci wlotowej W = O w miejscu, w którym przeplyw dyszowy mialby predkosc, z która gaz z utleniania czesciowego wchodzi w obszar dyszy. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób chłodzenia gazu, pochodzącego z częściowego utleniania węgla i urządzenie do chłodzenia gazu, pochodzącgo z częściowego utleniania węgla, który to gaz jest uzyskiwany na drodze utleniania częściowego zanieczyszczonego węgla i/lub innych nośników węgla o dużym udziale domieszek nieorganicznych w wysokich temperaturach w reaktorze, przy czym w celu zestalenia prowadzonych w gazie z utleniania częściowego domieszek nieorganicznych do gazu z utleniania częściowego wprowadzony jest w kierunku przepływu gazu płyn chłodzący.

Podczas utleniania częściowego węgła i/lub innych nośników węgla w temperaturach powyżej punktu topnienia żużla opuszczający naczynie reakcyjne gaz z utleniania częściowego o temperaturze między 1000 i 1700°C unosi ze sobą płynne ewentualnie kleiste cząstki. Dlatego też przed dalszą przeróbką gazu należy zatroszczyć się o to, aby domieszki te nie zakłócały dalszego procesu przeróbki w wyniku odkładania się na ścianach stosowanej aparatury, na powierzchniach wymienników ciepła i/lub w rurach. W wyniku postawienia takiego celu wymaga się, aby wewnątrz dołączonej do naczynia reakcyjnego strefy chłodzenia, która ma przekrój zredukowany względem naczynia reakcyjnego, do gorącego strumienia gazu z utleniania częściowego domieszać płyn chłodzący w ten sposób, żeby gaz z utleniania częściowego i towarzyszące mu domieszki zostały oziębiane bez przedostawania się jeszcze nie zestalonych w strefie chłodzenia, to znaczy nadal kleistych cząstek do ścian strefy chłodzenia i powodowania tam powstawania narostów.

Przykładowo z opisu patentowego RFN nr DE-AS 35 24 802 znany jest sposób chłodzenia gorącego, zawierającego kleiste cząstki produktu gazowego, w którym do produktu gazowego jest w strefie chłodzenia wtryskiwany płyn chłodzący, który ma kształt zwężającego się w kierunku przepływu gazu stożka ściętego.

163 293

Znane dotychczas środki ograniczają się jednak do obróbki gazu z utleniania częściowego wewnątrz dołączonej do naczynia reakcyjnego strefy chłodzenia. W praktyce okazało się jednak, że zwłaszcza przy utlenianiu częściowym zanieczyszczonego węgla i/lub innych nośników węgla o dużym udziale domieszek nieorganicznych w miejscu przejścia na zredukowany przekrój przepływowy występują narosty z napływających, lepkich cząstek, które przy użyciu środków wewnątrz strefy chłodzenia były nie do uniknięcia. Naunikniony wzrost tych narostów prowadzi jednocześnie do tego, że zostaje zablokowana droga gazu w strefie chłodzenia, a w związku z tym również w następujących dalej urządzeniach do przeróbki gazu i, co za tym idzie, całe urządzenie traci zdolność funkcjonowania.

Aby zapobiec temu niewłaściwemu stanowi rzeczy, zaproponowano uprzednio, aby do gazu z utleniania częściowego wewnątrz reaktora bezpośrednio przed wejściem do strefy chłodzenia wtryskiwany był dodatkowo następny pierścieniowy strumień płynu chodzącego, przy czym ten strumień płynu chłodzącego tworzy ze ścianką naczynia reakcyjnego kąt od 0 do 90°, a strumień płynu chłodzącego w strefie chłodzenia tworzy ze ścianką strefy chłodzenia kąt od 70 do 90°.

Celem wynalazku jest dalsze rozwinięcie tego sposobu funkcjonowania.

Istota wynalazku polega na tym, że cała ilość płynu chłodzącego jest dodawana do gazu z utleniania częściowego przed zwężeniem drogi gazu w kierunku przepływu.

W przypadku zwężenia drogi gazu może chodzić o strefę chłodzenia, która jest dołączona bezpośrednio za rektorem. Cała ilość płynu chłodzącego jest tutaj dodawana do gazu z utleniania częściowego jeszcze wewnątrz reaktora przed wejściem do strefy chłodzenia.

W przypadku zwężenia drogi gazu może jednak chodzić również o mniej lub bardziej oddalone od wylotu reaktora przewężenie, gdy na reaktor nasadzony jest najpierw kanał gazowy, który w istocie posiada taki sam przekrój, jak reaktor. Zwiężenie drogi gazowej leży wówczas dopiero za tym kanałem gazowym ewentualnie za kotłem opromieniowanym, np. w postaci dopiero tam przewidzianej strefy chłodzenia lub również innego urządzenia do dalszej przeróbki gazu z utleniania częściowego.

Okazało się, że za pomocą zgodnego z wynalazkiem sposobu może zostać skutecznie usunięte niebezpieczeństwo powstawania narostów.

Wynalazek przewiduje ponadto urządzenie do realizacji uprzednio opisanego sposobu, które jest znamienne tym, że reaktor lub dołączony do niego kanał gazowy o jednakowym w rzeczywistości przekroju przechodzi w dyszowy przekrój rury do mieszania i dysza jest wykonana w ten sposób, że nachylenie wlotu jest równe nachyleniu, które istnieje dla dyszy o początkowej prędkości wlotowej W — O w miejscu, w którym przepływ dyszowy miałby prędkość, z którą gaz z utleniania częściowgo wchodzi w obszar dyszy.

Według dalszej cechy wynalazku jednakowość kaształtu wpływającego w obszarze zwężenia drogi gazu do gazu utleniania częściwego pierścieniowego strumienia płynu chłodzącego ma być zapewniona w ten sposób, że strumień płynu chłodzącego jest poprzez pojedyncze otwory w umieszczonym przed przekrojem wlotowym przewodzie pierścieniowym dzielony na pojedyncze strumienie.

Na zakończenie przewidziano ponadto, że dyszowe przejście jest wyposażone w ogniotrwałą wymurówkę, która ma własności, powodujące brak przyczepności żużla, przykładowo z masy grafitowej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia przekrój wzdłużny urządzenia.

Do cylindrycznego reaktora 1 dołączone jest dyszowe przejście 2 jako przekrój rury do mieszania, zależnie od rodzaju dyszy wylotowej z kotła powietrznego, w którym prędkość w kierunku Z jest najpierw równa zeru. Wykonanie dyszowego przejścia jest tego rodzaju, że nachylenie wlotowe jest równe nachyleniu, które istnieje dla dyszy o początkowej prędkości wlotowej W — O w miejscu, w którym przepływ dyszowy miałby prędkość, z którą gaz z utleniania częściowego wchodzi w obszar dyszy.

Do wylotu cylindrycznego reaktora 1 jest poprzez szczelinę pierścieniową 3 doproadzony strumień płynu chłodzącego, do której to szczeliny dołączony jest przewód pierścieniowy 4, który poprzez przewód rurowy 5 jest zasilany płynem chłodzącym. Równomierny rozkład strumienia

163 293 płynu chłodzącego na szczelinie pierścieniowej 3 jest osiągany w ten sposób, że przewód pierścieniowy jest wyposażony w pojedyncze otwory 6, przez które strumień płynu chłodzącego wpływa do szczeliny pierścieniowej 3 w postaci pojedynczych swobodnych strumieni. Odstęp 7 otworów 6 aż do końca wylotowego szczeliny pierścieniowej 3 ma przy tym takie wymiary, że pojedyncze swobodne strumienie pokrywają się i tworzą w ten sposób zamknięty strumień pierścieniowy przy jednoczesnym całkowitym wypełnieniu szczeliny pierścieniowej i dzięki temu nie zachodzi niebezpieczeństwo recyrkulacji gazu z utleniania częściowego wraz z możliwością powstawania narostów wewnątrz szczeliny pierścieniowej.

Dyszowe przejście 2 ma ogniotrwałą wymurówkę 8 .

Wynalazek daje się wykonać w ten sam sposób i z taką samą skutecznością, jeżeli odpowiednio nasadzony zostanie na reaktor kanał gazowy, przykładowo kocioł opromieniowany.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena ^{10 000} zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób chłodzenia gazu pochodzącego z utleniania częściowego, który jest uzyskiwany, zwłaszcza na drodze utleniania częściowego zanieczyszczonego węgla i/lub innych nośników węgla o dużym udziale domieszek nieorganicznych w wysokich temperaturach w reaktorze, przy czym w celu zestalenia prowadzonych w gazie z utleniania częściowego domieszek nieorganicznych do gazu z utleniania częściowego wprowadzany jest płyn chłodzący w kierunku przepływu gazu, znamienny tym, że całkowitą ilość płynu chłodzącego dodaje się do gazu z utleniania częściowgo w kierunku przepływu przed zwężeniem strumienia gazu.
2. 2. Urządzenie do chłodzenia gazu pochodzącego z utleniania częściowego, znamienne tym, że reaktor (1) lub dołączony do niego kanał gazowy o jednakowym przekroju połączony jest z dyszowym przejściem (2) rury do mieszania, a dysza jest wykonana w ten sposób, że nachylenie wlotowe jest równe nachyleniu, które istnieje dla dyszy o początkowej prędkości wlotowej W = O w miejscu, w którym przepływ dyszowy miałby prędkość, z którą gaz z utleniania częściowego wchodzi w obszar dyszy.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że ma przewód pierścieniowy (4) z otworami (6) dzielącymi strumień płynu chłodzącego na pojedyncze strugi.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że dyszowe przejście (2) jest wyposażone w ogniotrwałą wymurówkę (8), korzystnie z masy grafitowej, dla zachowania braku przyczepności żużla.