PL314594A1 - Throat of a gas generator - Google Patents

Description

0Κ+36/3Θ280 PCT/USS#t337? WO SS/14S27 3145/5

Gadzie! wytwornicy gazów

Stan techniki

Dziedzina wynalazku

Produkcja gazu syntetycznego za pomocą typowej wytwornicy gazów 5 polega zazwyczaj na częściowym utlenianiu mieszanki paliwowej w stosunkowo wysokiej temperaturze. Końcowe produkty spalania zawierają odpowiedni gaz syntetyczny oraz pewną ilość nie spalonych składników.

Kredy mieszanka paliwowa zawiera taki materiał stały jak koks lub miał węgłów, skład koksu lub węgla mota być taki, źe ilość składników nie 1 o spalonych może być zmienna i mogą one przedostawać się przez wyteęmłcf r pozostawać w stanie stałym Do komory ciiłodzenia wytwornicy gazów przedostają się matem. ikaSct składników stałych, ale co najmniej część z nich zatrzymuje się na Jej śdankach, gdzie tworzą żużel Gorący s płynny żużel stopniowo spływa do wanny eidodnlczej wytwornicy gazów, albo 15 w końcu krzepnie po wyłączeniu wytwornicy gazów i spadku temperatury, W pewnym punkcie procesu syntetycznego wytwarzania gazów staje się oczywistą źe nadmierna ilość żużla w wytwornicy wpływa na proces gazyfikacji W takiej chwili wyłącza się ręcznie proces gazyfikacji specjalnie po fo, żeby stopić żużel lub przeprowadzić opetaqę odżużlarm 20 Taka operacja polega głównie na wprowadzeniu do komory spalania wytwornicy gazów palnej mieszanki tak, źe po dojściu temperatury do

odpowiedniego poziomy żużel topi się i spływa grawitacyjni© do wanny chłodzącej.

Wyraźnie widać jedną wadę takiej procedury postępowania, zwłaszcza kiedy częściowo spalona mieszanka zawiera pewną ilość wanadu. 5 Obecność tego pierwiastka ma wpływ na następną w kolejności operację odżuźlania, skutkując najczęściej powtarzalnymi uszkodzeniami gardzieli wytwornicy gazów występującymi częściej niż w pozostałej części jej ogniotrwałej wykładziny. Ta z kolei wykazuje skłonność do fizycznej erozji lub korozji w wyniku gromadzenia się żużla wokół tej wąskiej części kanału 10 wylotowego spalin i często działającego na nią szoku termicznego, W związku z tym, w ogromnym skrócie, celem wynalazku jest zapewnienie nowej struktury gardzi# wywrotnicy gaz»' z układem ©Wodzenia za pomocą krążącego czynnika.

Skrócony opis wynalazku i 5 W celu elśmlnagi głównej wady procesu cdzużlania wytwornicy gazów zapewniono nowoczesną sekcję gardzieli odporną na temperatury i szok termiczny, czynniki często powodujące erozję gardzieli. Opisana tu wytywmfca gazów zawiera głownia materiał ogniotrwały odporny na normalnie wysokie temperatury stosowane w procesie gazyfikacji. 20 Natomiast gardziel jest wyposażona w wewnętrzny układ chłodzenia, w którego skład wchodzi sieć lub szkielet nośny z rurkami łączącymi i/łub rurki, którymi płynie przez gardziel czynnik chłodzący. Najbardziej skutecznym czynnikiem chłodzącym Jest płynne chłodziwa zwłaszcza w strefie stykania się z gardzielą gazów spalinowych. 25 Opis rysunków

Wynalazek przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig, 1 -przedstawią wytwornicę gazów w przekroju poprzecznym w rzucie pionowym; 30 fig, 2 - fragment wytwornicy z fig, 1 w powiększeniu; - 3 - fig, 3 - podpora wewnętrzna i struktura chłodzenia sekcp gardzieli, w rzucie fragmentarycznym; fig, 4 - fragment wytwornicy z fig. 3 w widoku. 5 Opis wynalazku

Na % 1 przedstawiono wytwornicę gazów 10 rozważanego typu, w której skład wchodzi wydłużony korpus H z wykładziną ogniotrwałą 12 ź cegły ogniotrwałej łub podobnego matenatu, stanowiący komorę spalania 13, w której odbywa się częściowe spalanie wtryskiwanej mieszanki paliwowej, to W górnym końcu wytwornicy gazów znąduje się otwór z osadzonym w nim palnikiem 14 do częściowego utleniania lub odżuźfania, W jednym z przykładów wykonania otwór ten łączy się za pośrednictwem jednego lub więcej przewodów z zaworami, takich jak 18 i 17, z dinreniowanym źródłem IB paliwa lufo mieszanki paliwowej. Paliwem tym może być, m przykład, 15 rozdrobniony węgieł lub koks wraz z gazem podtrzymującym palenie, takim jak tlen i/lub inne dodatki, W dolnym końcu korpusu H wytwornicy znajduje się dno 19. w przybliżeniu stożkom, do kierowania w dół przepływu gorących gazowych produktów spalania, a także odpadów'- stałych, ku zwężonemu otworowi 20 gardzieli 21 Ono 1Θ stanowi przedłużenie ściany bocznej korpusu li i jest również pokryte warstwą ogniotrwałą 22 wytrzymującą normalne temperatury w komorze spalania, które mogą dochodzie do wartości około 2S0Cf F.

Zadaniem zwężającego się otworu 21 gardzieli jest kierowanie płynących gorących gazów lub substancji odpadowych do komory chłodzenia 25 23, gdzie zarówno gazy jak i cząstki stałe chłodzi się przed odprowadzeniem na zewnątrz- W komorze chłodzenia 23 znajduje się rura zgłębnikowa 24 usytuowana w pewną odległości pod zwężającym się otworem gardzieli 21 tak, że kieruje w dół płynący gaz, a także płynne substancje stałą do wanny 26 z wodą, Rum zgłębnikowa 24 jest uposażona w pierścień chłodźmy 27 30 do wtryskiwania wody chłodzącą z cłśnianiowanego źródła zewnętrznego 42 -4- m ścianki rury zgłębntowel 24 woalu Ich ochrony przed uszkodzeniem w wyniku zatknięcia za wspomnianymi powyżej gazami i ciałami stałymi o wysokiej temperaturze.

Po chłodzeniu ^syntetyzowany gaz, zawierający zwykle pewną ilość 5 drobnego materiału stałego, wypływa z wytwornicy gazów otworem 28 do Jednego lud więcej wymienników depta, do dalszej obróbki. Wpływające do wanny 2i materiały stale spadają grawitacyjnie przez kapsel i pfzepfywa)ą do osadnika 29, okresowo opróżnianego z materiałów stałych.

Na fig, 2, 3 i 4 pokazano część 31 gardzieli wytwornicy gazów 10 10 będącą w swą istocie kontynuacją wykładziny ogniotrwałej 22 dna 19 wytwornicy. Zatem gardziel 31 jest wykonana głownia z materiału ogniotrwałego silnie odpornego na wysokie temperatury procesu, jak również na oddziteywanta poruszającego się Mą który spływa po ściankach komory spalania i dnia do wanny Gardzie! ma oś centralną biegnącą korzystnie, i 5 w zasadzie w układzie pionowym.

Fizycznie w części gardzielowej: 31 znajduje się wewnętrzna instalacja przewodowa lub rurkowa 32 zazwyczaj wykonana ze stali wysokogatenkowaj lub podanego materiału, W zalecanym przykładzie wykonania rurki są równomiernie rozmieszczone wokół pionowego otworu gardzielowego 21 20 w segmentach 33 rozchodzących się na zewnątrz, i są, połączone swoimi odpowiednimi dalszymi łub wlotowymi końcami 34 z kolektorem Kolektor ten jest połączony przepływowo przewodem 37 z olśnieniowanym źródłem 42 wody chłodzącej i moZe być wbudowany w materiał ogniotrwały gardzieli lub leżeć na zewnątrz niego. 25 Każda sekcja rurowa 32 zawiera wewnętrzny pionowy składnik 33 biegnący w zasadzie równoległe do centralnej osi otworu 21 gardzieli. Góma część każdą ze wspomnianych sekcji rurkowych 32 może biec skośnie ku górze, stanowiąc kanał chłodzący przylegający do dna 19 wytwornicy gazów. Trzecia sekcja kanału chłodzącego biegnie w dół, kończąc się rurą 30 odpływową 38. - 5 >

Jak już wspomniano, korzystnie, w każdym segmencie- 33 rury odpływowej 3| krąży woda jako chłodziwo, i każdy z nich jest skonstruowany tak, że kieruje ogrzane chłodziwo bezpośrednio do wanny 28, Przepływ wody trzeba jednak monitorować w celu zapewnienia utrzymywania $ odpowiedniego, ale nie za dużego, jaj poziomu w wannie 2§ podczas odżużiowywanla, jak również podczas wchodzących w skład procesu faz wytwarzania gazu.

Po przepłynięciu instalacją rurkową 3g, wodę chłodz^są wydala się, korzystnie, mrą 38 do wanny 28 z wodą. Ale, alternatywnie, podgrzaną wodę 10 z-instalacji można doprowadzać do pierścienia dhłodząceg© ZL· skąd można ją następnie kierować bezpośrednio na ściankę rury zgfębnikowej 24.

Wewnętrzną instalację 32 w sekcji ganfeietowej 31 można usztywnić za pomocą uźeforowania 3S łub podłużnych łopatek zewnętrznych biegnących na zewnątrz od powierzchni zewnętrznej rufy tak, że sąsiadujące 15 sekqe można spawać za sobą w strukturę kompozytową, Żarowyteymała część pierścieniowa lub korpus sekcji gardzielowej 31 jest wykonana z odlewanego materiału żamwytrzymatego. który początkowo Jest na tyle podatny, że daje się wtłoczyć pomiędzy * wokół usztywnionej instalacji rurkowej 32 lubić mechanicznie w odpowiedni kształt zgodny 20 wymiarowo z dnem 19 wytwornicy gazów oraz z jej warstwą ogniotrwałą, lub powłoką 23. Odlewany materiał ogniotrwały twardnieje w litą masą, ale w celu podparcia można jednak go wzmacniać m pomocą kotwic ogniotrwałych 4ts rozstawionych w odpowiednich, uzasadnionych odstępach od siebie, zależących zewnętrznie od użebrowansa 39 albo od struktury rur, 25 Podczas wlewania odlewanego materiału ogniotrwałego w rurkową instalacją nośną 32, powierzchnię zwróconą ku gardzieli można kształtować w taki sposób, żeby zawierała co najmniej jeden punkt spływu żużla lub pierścień 43, wymuszający skierowany ku dołowi przepływ żużla tak, żeby odrywał się od ścianki gardzlałl I spadał do wanny 2§. Strukturalnie, 30 gardzielową sekcję 31 wytwornicy można osadzać w dnie 19 jako δ wyposażania oryginalne, albo też instalować jako element odlączalny i wymienny w konstmki$ dna. Zatem można go skonstruować jako odfąezalny od dna 19 wytwornicy gazów i tymczasowo utrzymywać m miejscu za pomocą stalowego dna nośnego wytwornicy· gazów, jak również za pomocą 5 śrub wchodzących w samo dno.

Rozumie się samo przez się, ża pomimo możliwości wprowadzenia do wynalazku modyfikacji i zmian bez odchodzenia od jego istoty i zakresu, narzuca się tylko takie ograniczenia, jakie wskazano wsączonych zastrzeżeniach. 10

Texaco Oevel©pment Corporation IPafeefrtocofc

j»OLSERVlCE muw Ochfosy WUsnoSei Puąr.ysiową 00'9SO WSi'Si9'>VS, iii. 3 Skrytki. pocitowa 335

Claims (13)

1. ΟΚ~Ι~3δ/3828δ PCT/USS4/1337? WO 0S/14527 3145 94Λ& Zastrzeżenia patentowe i , W wytwornicy gazów do aręśoiowago utleniania zawierających węgiel mieszanek paliwowych w atmosferze o wysokie] temperaturze dla zapewnienia gorących składników wylotowych zawierających syntetyczny gaz, wspomniana wytwornic zawiera; komorę spalania, do którą kieruje się i częściowo utlenia zawierającą. węgiel mieszankę paliwową wanna zawierającą płynne chłodziwo; gardziel z w zasadzie pionowym dostępem do wspomniane] wytwornicy gazów, połączoną ze wspomnianą komorą spalania m wspomnianą wanną i przeznaczoną do kierowania gorących produktów wspomnianego częściowego spalania do wspomnianego płynnego chłodziwa; wspomniana gardziel zawiera wewnętrzny układ chodzenia połączony ze źródłem płynnego chłodziwa; oraz środki do wymuszania obiegu wspomnianego płynnego chłodziwa przez wspomniany układ chłodzenia. 2, W" wytwornicy gazów według zastrz. 1, w której wspomniane środki do wymuszania obiegu wspomnianego płynnego chłodziwa zawierają instafacfą rurkową wbudowaną w odporny na ciepło materiał ogniotrwały,.
2. 3. W wytwornicy gazów według zastrz. 2, w której wspomniane środki do wymuszania obiegu płynnego chłodziwa zawierają wbudowany w materiał ogniotrwały szkielet instalargi rurkowej z m najmnś% jednym wlotem do sprzęgania się i łączenia za wspomnianym źródłom płynnego chłodziwa.
3. 4, W wytwornicy gazów według zasfrz. 3» w której wspomniana środki do wymuszania obiegu wspomnianego chłodziwa zawierają liczna dyskretne sekcje rurkowe, każda z wlotem płynnego chłodziwa połączonym m wspomnianym źródłem płynnego chłodziwa i z wylotem odprowadzającym chłodziwo,
4. 5. W wytwornicy gazów według zastrz. 4, w której każdy ze wspomnianych wlotów dyskretnych sekcji rurkowych łąay się ze wspólnym kolektorem;,
5. 8, W wytwornicy gazów według zaste, 5, w której każda spośród wspomnianych licznych wspomnianych dyskretnydi sefof nitowych zawiera w zasadne pionowy segment biegnący wzasacteie równolegle do osi wspomnianej gardzieli,
6. 7, W wytwornicy gazów według zastrz, 2, w której wspomniany szkielet instalacji rurkowej zawiera szereg wfźownic rurkowych leżących w płaszczyźnie normalnej do osi wspomnianej gardziefl
7. 8, W wytwornicy gazów według zastrz, 2, w Mómf wspomniany współny kolektor jest wbudowany we upomniany materiał ogniotrwały,
8. 9, W wyiwomicy gazów według zastrz, 4, w której wspomniany współny kolektor znajduje się na zewnątrz wspomnianego materiału ogniotrwałego,
9. 10, W wytwcsnlcy gazów według zastrz. 1, w której wspomniane płynna chłodziwo we wspomnianym źródła płynnego chłodziwa Jest wodą,
10. 11, W wytwornicy gazów według zastrz, 1, w której wspomniana komora spalania zawiera ogniotrwałą wykładzinę za znajdującym się w niej otworem a wspomniana gardziel jest wkładana do wspomnianego otworu w sposób umoźliwiająsy jej wyjmowanie.
11. 12. W wytwornicy gazów według zaste, 1, w którą wspomniane środki do wymuszania obiegu wspomnianego płynnego chłodziwa są usytuowane w laki sposób, że odprowadzają wspomniane ditodżiwo do wspomnianej wanny,
12. 13, Sposób częściowego utleniania zawierającej węgiel mieszanki paliwowej w atmosferze o wysokiej temperaturze w wytwornicy gazów do wytwarzania górnych składników wylotowych zawierających syntetyczny gaz, odprowadzanych ze wspomnianej wytwornicy gazów, zawierajmy etapy: stosowanie komory spalania, do której kieruje się, i w której częściowo utlenia się zawierającą gaz mieszankę paliwową; stosowanie we wspomnianej wytwornicy gazów wanny z płynnym chłodziwem; umieszczanie- we wspomnianej wytwornicy gazów gardzieli z kierowania gorących produktów wspomnianego częściowego spalania ze wspomnianej komory spalania do wspomnianego płynnego chłodziwa; stosowania we wspomnianej gardzieli wewnętrznego układu Chłodzenia pdąęzonego za źródłem płynnego chłodziwa; oraz wymuszanie obiegu wspomnianego płynnego chłodziwa przez wspomniany układ chłodzenia,
13. 14, Sposób gazyfikowania według zastrz. 13, w którym wspomniany etap wymuszania obiegu zawiera wbudowanie instalacji rurkową do wspomnianego płynnego chłodziwa w odporny na ciepło materiał ogniotrwały. Te&aeo Dwelopment Corporation Pełnomocnik: mmsiĘmmwł mmmmmmm P O t S £ R ¥ I € £ Si«ro Ochrony WimmUi Prsemysł»»*! 00-950 Wersiews. vl. ChaUbińsKisgo 8 Sk»vtkSj pocztowa 335 fh ί·®««2ίϊΑ ί"^ηΛν>γ ΟΚ4-36/38280

    FćT/O SS4I133?? WO SS/14&27 514594 A % ZMIENIONE ZASTRZEŻENIA PATENTOWE fodabrane w Biurze Międzynarodowym 21 Rwietnia 1995 (21.04,95); anulowana pierwotne zastrzeżenia 12; zmienione zastrzeżenia 1-11; pozostałe zastrzeżenia bez zmian (3 strony)] Proszę dodać następujące zastrzeżenia; 1. Wytwornica gazów do częściowego utleniania zawierajęcaj węgiel mieszanki paliwowej zawierającej syntetyczny gaz, wspomniana wytwornica gazów zawiera: a) komorę spalania, do której kseruje się i ezęśdowo w niej utlenia zawierającą węgiel mieszankę paliwową przy czym wspomniana komora spalania ma dno; b) sekcję wannową, poniżej dna wsiewanej komory przeznaczoną na trzymanie płynnego chłodziwa; o| sekr^ę gardzielową w dnie komory, zawierającą otwór gardzielowy, którym wspomniana komora spalania łączy się ze wspomnianą sekcją wannową, przeznaczony do kierowania produktów wspomnianego częściowego utleniania ze wspomnianej komory spalania do wspomnianej sekcji wannowej; d) wspomniana sekcja gardzielowa zawiera; 1) kolektor za ściankami usytuowany pomiędzy wspomnianym dnem a wspomnianą sekcją wannową poznaczony do odbierania płynnego chłodziwa; 2} liczna rurki z Jednym końcem połączonym ze ścianką wspomnianego kolektora, odbierające chłodziwo ze wspomnianego kolektora, mająca część w kształcie litery U, stanowiącą, kanał chłodzący sąsiadujący z dnem wspomnianej komory spalania, oraz otwarty koniec wylotowy, który skierowany ku wspomnianą sekcji wannową. 2. Wytwornica gazów według zaste 1 zawierająca pierścień chłodzący usytuowany pomiędzy wspomnianą sekcją gardzielową a wspomnianą sekcją wannową oraz mrę zgłębnikową biegnącą ze wspomnianego pierścienia chłodzącego ku wspomnianej sekcji wannowej, przy czym wylotowy koniec wspomnianych rurek jest usytuowany w taki sposób, że odprowadza chłodziwo bezpośrednio do wspomnianej rury zgłębnikową. 3. Wytwornica gazów według zastrz. 1 zawierająca pierścień chłodzący usytuowany pomiędzy wspomnianą s®kqą gardzielową a wspomnianą, sekcją wannową oraz rurę zgłębnikową biegnącą ze wspomnianego pierścienia chłodzącego ku wspomnianej sekcji wannowej, przy czym wylotowy koniec wspomnianych rurek jest usytuowany w taki sposób, że kieruje chłodziwo na wspomniany pierścień chłodzący. 4. Wytwornica gazów według zasfrz, 1, w której wspomniane rurki są rozmieszczone wokół wspomnianego kolektora tak, że wspomniane rurki tworzą szkielet nośny podtrzymujący materia! ogniotrwały i wyznaczają wspomniany otwór gardzielowy 5. Wytwornica gazów według zastrz, 1, w którą wspomniany otwór gardzielowy ma oś a mająca kształt litery U część wspomnianych rurek zawiera przeciwległe sekcie rufowe w zasadzie równoległe de osi wspomnianego otworu gardzielowego. 8. Wytwornica gazów według zastel, w której wspomniana komorę spalania zawiera otwór usytuowany we upomnianym dnie, a wspomniana sekcja gardzielowa jest wkładana do wspomnianego otwory w taki sposób, że można ją.wyjmować. 7, VVybvomica gazów według zaste. 1, w której wspomniany kolektor otacza wspomniany otwór gardzielowy, 8, Zespól gardzielowy do komory spalania wytwornicy gaz» przeznaczony do wstawiania w dno komory spalania woalu zapewniania połączenia pomiędzy komorą spalania a sekrgą wannową wybvornfey gazów, zawierający; a) pierścieniowy kolektor chodzący do dobierania płynnego chłodziwa; b) liczne rurki z jednym końcem połączonym ze wspomnianym kolektorem w calu odbierania chłodziwa ze wspomnianego kolektora, przy czym wspomniane rurki mają część w kształcie litery U wyznaczającą kanał chłodzący; o) wspomniane rurki mają część z otwartym końcem wylotowym biegnącą ze wspomnianej części w kształcie litery U, skierowaną ku wspomnianej części wannowtą, przy czym wspomniane rurki stanowią szkielet nośny dla materiału ogniotrwałego oraz do wyznaczania otworu gardzielowego zapewniającego połączenie pomiędzy wspomnianą komorą spalania a wspomnianą sekcją wannową. 9, Zespól gardzielowy według zastrz. 8, w którym wylotowy koniec wspomnianycb rurek jest karbowany w kierunku wspomnianego wylotowego koto wspomnianych rurek tak, że materiał ogniotrwały może opierać się m karbowanej części wspomnianych rurek tworząc część do ściekania żużla przeznaczonądo odłączania żużla od gardzieli do sekcp wannowej. -4» 14 Zespól gardzielowy według zaate 8, w którym wspomniane njrkl są rozmieszczone wokół upomnianego kolektora, pomagając wyznaczeniu granic wspomnianego otworu gardzielowego. 11 Zfespół gardzielowy według zastrz. 8f w którym wspomniany kolektor otacza wspomniany otwór gardzielowy. Tabace Deyelopment Corporation Pełnomocnik: fiiiisipisiOTs nmm nmmmm P O i. s E R V ! C E Biura Oclony WUsnsśd PrjemyUowsi 00-9S6-Wef?x<«W8.. «5. Chsiubfrtsfeseso 8 Skr^fes pochwa 33¾ .'«i. Atiiis Szaf i rsecsUfc psUft;

    5U5 9 4 PCT/USM/13377 W09S/14S27 OŚWIADCZENIE NA MOCY ARTYKUŁU 19 Niniejsze oświadczenie stanowi załącznik do Poprawi z Artykułu 19. W calu ddtdadniefszego okmśfe?ka wynalazku zmieniono zastrzeżenia I-i 1. Skasowano zastrzeżenie 12 i jego ograniczenia znajdujące się w zastrzeżeniu 1. Przeredagowano zastrzeżenie 8 na postać niezależną określając w nim modułową gardziel wytwornicy gazów, którą to gardziel można montować w piecu Jako Jego oddzielny demontowany podzespół. Ostrzeżenia 13 i 14 pozostały im zmian. Wszystkie poprawki są zgodne z poprawkami do zastrzeżeń w zgłoszeniu pierwszeństwa w Stanach Zjedn. Ameryki Nr Seryjny 08/156,366, w celu nadania zgłoszeniu odpowiednie! smaganej formy. Nie dodano żadnego nowego elementu,