PL45678B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 16 kwietnia 1962 r. opublikowano < «v*t£a IBLlCf TEK Urzedu Patentowego POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45678 KI. 10 a, 24/04 Instytut Chemicznej Przeróbki Wegla*) Zabrze, Polska Sposób odgozowonio mfolu weglowego Patent trwa od dnia 1 pazdziernika 1960 r.W urzadzeniach do fluidalnego odgazowa¬ nia wegla, w których nosnikiem ciepla sa spa¬ liny, gaz pochodzacy z odgazowania zostaje rozcienczony azotem i dwutlenkiem wegla ze spalin, na skutek czego jego wartosc kalorycz¬ na obniza sie do okolo 1/3 — 1/4 pierwotnej wartosci kalorycznej gazu z odgazowania. Jest to niewatpliwie wada fluidalnego odgazowania, które pod wzgledem wydajnosci, kosztów ru¬ chowych i kosztów nakladu jest korzystne.Jednym ze sposobów usuniecia tej niedogod¬ nosci jest stosowanie tlenu w mieszaninie z pa¬ ra wodna do uzyskiwania spalin. Inny sposób polega na ogrzewaniu gazu obiegowego w re- kuperatorach. Pierwszy z wymienionych sposo- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami Wynalazku sa inz. Ginter Kulikow¬ ski, prof. dr Julian Nadziakiewicz i mgr inz.Henryk Zielinski. bów jest nieekonomiczny ze wzgledu na wysoka cene tlenu* drugi zas wymaga wysokich nakla¬ dów inwestycyjnych.Zastosowanie stalego nosnika ciepla do odga¬ zowania wegla jest znane. Aparaturowe roz¬ wiazanie tej koncepcji polegalo na mechanicz¬ nym mieszaniu drobnoziarnistego wegla, który mial byc odgazowany z drobnoziarnistym kok¬ sem ogrzanym do wysokiej temperatury. We¬ dlug znanych dotychczas sposobów, na przyklad z artykulu W. Peters'a „Chemie Ingenieur — Technik" z roku 1960, wegiel miesza sie z go¬ racym koksem w zwyklych urzadzeniach mie¬ szajacych, np. slimakowych lub innych zao¬ patrzonych w mieszadlo, w których mieszanina wegla i goracego koksu jest utrzymywana w ruchu przez pewien czas, potrzebny do wymia¬ ny ciepla pomiedzy nosnikiem ciepla i weglem.Wymienione materialy przechodza nastepnie do osobnego zbiornika, w którym nastepujedalszy proces przenikania ciepla i odgazowanie, przy czym materialy te pozostaja ^spoczynku.Sposób ten wykazuje szereg zasadniczych wad, po pierwsze czas potrzebny do nalezytego wymieszania i odgazowania materialów jest stosunkowo dlugi, po drugie, mechanizmy mie¬ szajace pracuja w bardzo trudnych warunkach wysokiej temperatury i gazów silnie koroduja¬ cych, co stwarza bardzo powazne trudnosci zwiazane z doborem tworzywa odpornego che¬ micznie i mechanicznie na wysokie temperatury, z lozyskowaniem itp., po trzecie koks dziala jak wiadomo silnie erodujaco, co poteguje sie znacznie w wysokich temperaturach.Tych wszystkich trudnosci pozwala uniknac sposób odgazowania mialu weglowego wedlug niniejszego wynalazku. Wedlug wynalazku mie¬ szanie wegla przeznaczonego do odgazowania z goracym koksem dokonuje sie w zlozu zawie¬ szonym w stanie fluidalnym, a wiec bez jakich¬ kolwiek mechanizmów, lecz tylko za pomoca strumienia gazu nosnego. Odpadaja wiec trud¬ nosci zwiazane z doborem stali odpornej na korozje i dostatecznie wytrzymalej mechani¬ cznie w wysokich temperaturach, gdyz reak¬ tory wedlug wynalazku budowac mozna z be¬ tonu zaroodpornego lub jakiegokolwiek inne¬ go materialu ceramicznego, nawet o niezbyt wysokiej ognioodpornosci.W sposobie wedlug wynalazku wymiana cie¬ pla pomiedzy goracym koksem a weglem, a wiec i odgazowanie tego ostatniego, jest szybsze niz w jakiejkolwiek innej metodzie mechanicznego mieszania, gdyz, jak wiadomo, wszystkie proce¬ sy przebiegaja w zlozu fluidalnym tak jak w cieczach. Daje to w konsekwencji lepsze wyko¬ rzystanie przestrzeni reakcyjnej i powiekszenie zdolnosci przerobowej urzadzenia. Odpada rów¬ niez koniecznosc stosowania dodatkowego zbior¬ nika dla odgazowania wegla.Wedlug wynalazku mial weglowy przeznaczo¬ ny do odgazowania miesza sie ze stalym nos¬ nikiem ciepla, a zwlaszcza z drobnoziarnis¬ tym koksem ogrzanym do temperatury rzedu 1000°C, i odgazowuje sie w stanie fluidalnym w jednej komorze reakcyjnej. Utrzymywanie mie¬ szaniny w stanie fluidalnym przez czas potrzeb¬ ny do wyrównania sie temperatury jej sklad¬ ników i odgazowania wegla w komorze reakcyj¬ nej dokonuje sie za pomoca wlasnego flieroz- cienczonego spalinowego gazu obiegowego. Pod¬ czas utrzymywania sie mieszaniny w stanie flu¬ idalnym nastepuje wymiana ciepla, przy czym gorace ziarna koksu ogrzewaja wegiel do pew¬ nej wypadkowej temperatury, zaleznej od tem¬ peratury koksu i stosunku, w jakim wegiel i koks znajduja sie w mieszaninie. Drobnoziar¬ nisty koks stosowany jako nosnik ciepla ogrzewa sie do wymaganej wysokiej temperatury przez czesciowe spalanie sie w czasie transportu pne¬ umatycznego lub przez czesciowe spalanie w stanie fluidalnym w osobnym reaktorze, z osob¬ nym obiegiem gazów. Ilosciowy stosunek we¬ gla do goracego koksu w sposobie wedlug wy¬ nalazku zalezy od tego, jaki stopien odgazowa¬ nia wegla chce sie uzyskac. Do pewnych celów, na przyklad odchudzania mieszanek wsadowych, celów chemicznych itp., wystarczy, odgazowanie do zawartosci 10—15°/» czesci lotnych w pól- koksie. Do produkcji koksu formowanego po¬ trzebny jest koksik o zawartosci ponizej 5V* czesci lotnych. Dlatego stosunek wegla do kok¬ su mozna okreslic jedynie w szerokich grani¬ cach np. 1 :10 do 1 :30. Odnosnie uziarnienia istnieja tez bardzo szerokie granice mozliwosci i celowosci, zaleznie od przeznaczenia np. ód 1—0 az do 30—0 mm.Produktem odgazowania jest mieszanina ziarn pólkoksu jako produktu odgazowania w tempe¬ raturze wypadkowej, a wiec nizszej i koks, pier¬ wotny nosnik ciepla. Czesc tego produktu za¬ wraca sie do obiegu i w transporcie pneumaty¬ cznym ogrzewa przez czesciowe spalanie za po¬ moca pewnej ilosci powietrza dodawanego do gazu nosnego. Jako gaz nosny do transportu tej czesci pólkoksu stosuje sie wlasne spaliny, do których dodatek powietrza jest tak dobra¬ ny, ze temperatura koksu osiaga okolo 1000°C.Glówna mase mieszaniny pólkoksu ochladza sie za pomoca zimnego gazu koncowego, po¬ bieranego z urzadzenia do kondensacji. Gaz ten jest wykorzystany nastepnie jako gaz obie¬ gowy utrzymujacy w stanie zawiesiny wspom¬ niana wyjsciowa mieszanine zimnego wegla i go¬ racego koksu, jak równiez jest wykorzystany do wstepnego podsuszania podawanego wegla.To wstepne podgrzewanie gazu obiegowego, jak równiez wykorzystanie ciepla odpadkowego, to jest goracych spalin do podsuszenia wegla* do transportu i ogrzewania pólkoksu daje duza ekonomie ciepla.Przykladowy schemat urzadzenia do odgazo¬ wania wegla z zastosowaniem goracego koksu jako nosnika ciepla wedlug opisanego sposobu przedstawia rysunek. Urzadzenie sklada sie ze zbiornika na wegiel surowy 1 oraz ze zbior¬ nika na goracy koks 2. Obydwa te zbiorniki polaczone sa za pomoca dowolnych urzadzen dozujacych, np. slimakowych, z reaktorem — 2 —odgazoWanJA 3. Jator reaktor odgazowania sio* sowac mozna dowolne urzadzenie do odgazowa- nla wegla w stanie fluidalnym, a wiec zaopa¬ trzone w przewody doprowadzajace gaz obie¬ gowy 4, gazy reatecsirtit 5 i odprowadzajace produkty stale 5. Pohaató urzadzenie jest wypo* sazone w wymiennik ciepla 7, w którym na¬ stepuje ochlodzenie, goracego produktu i ogrza¬ nie gazu obiegowego. Osobny przewód S po¬ zwala na skierowanie czesci produktu stalego przez przewód 9 do zbiornika koksu 2 pneuma¬ tycznie, za pomoca dmuchawy 10. Jako gaz no¬ sny w tym transporcie pneumatycznym stosuje sie wlasne spaliny zawracane do dmuchawy 10 przez przewód 11. Powietrze potrzebne do cze¬ sciowego spalania pólkoksu pobiera sie z oto¬ czenia przewodem 12.Do odpylania gazów z reaktora 3 stosuje sie cyklon 13. Gaz chlodzi sie i oczyszcza od smoly w dowolnych urzadzeniach kondensacji 14.Dmuchawy 15 i 16 zabezpieczaja obieg gazu przez reaktor i wymiennik ciepla. Gotowy ochlodzony produkt odbiera sie przy za¬ worze 171 a gaz nadmiarowy przewodem 18.Sposób odgazowania mialu weglowego za po¬ moca przykladowego urzadzenia ma nastepu¬ jacy przebieg: z zasobnika 1 dozuje sie wegiel do reaktora 3 dowolnym urzadzeniem dozuja¬ cym, np. przenosnikiem slimakowym. Równocze¬ snie z weglem dozuje sie za pomoca osobnego urzadzenia goracy koks z zasobnika 2 w tak dobranej ilosci w stosunku do ilosci dozowanego wegla, zeby temperatura wypadkowa, do jakiej Wegiel ogrzeje sie po zmieszaniu w reaktorze, byla wystarczajaco wysoka do odgazowania tego wegla i uzyskania pólkoksu o zadanej za¬ wartosci czesci lotnych. Wymiana ciepla pomie¬ dzy goracym a zimnym weglem nastepuje w re¬ aktorze 3, w którym mieszanine wegla i koksu utrzymuje sie w stanie fluidalnym przez Wdmuchiwanie od dolu reaktora gazu obiego¬ wego, podgrzewanego uprzednio w wymienniku ciepla 7, gdzie zostaje ochlodzona wlasnym, zimnym gazem pobieranym za pomoca dmuchaw 15 i 16 z kondensacji 14. Goraca mieszanine pólkoksu i koksu odprowadza sie przewodem S przed wymiennikiem ciepla i kieruje za pomoca dmuchawy do przewodu 9, gdzie cze¬ sciowo spala sie ja przy udziale powietrza po¬ dawanego przez dmuchawe 10 z przewodu 12.Jako gaz nosny do tego celu sluza wlasne spali¬ ny obiegajace przewodem U do dmuchawy 10, Cieplo uzyskiwane przez spalanie czesciowe najdrobniejszych frakcji pólkoksu (jako naj¬ bardziej reaktywnego)sluzy do ogrzania calej mie- szaniy koksu i pólkoksu do temperatury rzedu 1000°C. Ogrzany w ten sposób koks wraca do obiegu przez zbiornik 2.Gotowy produkt staly odbiera sie przez otwar¬ cie zaworu 17. Gazy z odgazowania prze¬ chodza przez cyklony 13 z urzadzenia do kon* densacji 14, skad czesc gazu zawracana jest przez Wymiennik ciepla 7 do reaktora $ a re¬ szta odprowadzana na zewnatrz do celów uzyt¬ kowych.Gazowe produkty odgazowania wegla nie zo¬ staja rozcienczone spalinami, gdyz do utrzyma¬ nia w stanie fluidalnym mieszaniny koks — wegiel sluzy tylko wlasny gaz koncowy. Pozwa¬ la to na uzyskanie gazu koncowego nierozcien- czonego o wysokiej wartosci kalorycznej, co jest podstawowa zaleta wynalazku Do uzyskania lepszych efektów ekonomicznych stosuje sie suszenie i wstepne ogrzewanie wegla do temperatury okolo 300°C, przed zmieszaniem go z goracym koksem. Ogrzewanie to przepro¬ wadza sie w stanie fluidalnym, w osobnym reaktorze, stosujac jakp nosnik ciepla czes¬ ciowo odpadkowe gorace gazy spalinowe. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odgazowania mialu weglowego przy zastosowaniu stalego nosnika ciepla, a zwla¬ szcza koksu drobnoziarnistego ogrzanego do wysokiej temperatury, znamienny tym, ze mial weglowy miesza sie z drobnoziarnistym ko¬ ksem ogrzanym do temperatury rzedu 10Q0°C i odgazowuje w jednej komorze reakcyjnej za pomoca wlasnego, nieroscienczonego spali¬ nowego gazu obiegowego, utrzymujacego mie¬ szanine w stanie fluidalnym w ciagu okresu potrzebnego do wyrównania sie temperatury jej skladników, przy czym drobnoziarnisty koks stosowany jako nosnik ciepla ogrzewa sie do wymaganej wysokiej temperatury przez czesciowe spalenie w czasie transportu pneumatycznego lub przez czesciowe spalenie w stanie fluidalnym, w osobnym reaktorze, z osobnym obiegiem gazów. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako nosnik ciepla stosuje sie czesc mie¬ szaniny koksu lub pólkoksu uzyskanego w re¬ aktorze odgazowania. , 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze gaz obiegowy jako czynnik fluidujacy ogrzewa sie wstepnie w reaktorze odgazowa- nia, przy czym do tego samego celu zawra¬ ca sie gorace spaliny do obiegu podgrzewa¬ nia i spalania pólkoksu. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, znamienny tym, ze stosuje sie 'wstepne podsuszanie i ogrzewanie wegla za pomoca odpadkowego ciepla, np. w osobnym reaktorze w stanie fluidalnym. Instytut Chemicznej Przeróbki Wegla Zastepca: mgr Tadeusz Szczepanik rzecznik patentowy P.W.H. waór jcdnoraz. zam. PUKe, Czst. zam, 66 9.

1.32 108 egz. Al pism. ki. III PL