PL48585B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 25. Xl. 1964 48585 KI. 10 a, 24/01 MKP C 10 b UKD tfu Twórca wynalazku: mgr inz. Andrzej Telka Wlasciciel patentu: Zaklady Chemiczne „Oswiecim", Oswiecim (Polska) Sposób wytlewania paliw stalych i piec do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób wytlewa¬ nia paliw stalych w piecu wytlewnym systemu Lurgi oraz piec tego systemu przystosowany do prowadzenia procesu wytlewania wedlug tego sposobu.W celu zrozumialego przedstawienia istoty wy¬ nalazku w swietle znanych sposobów i rozwia¬ zan konstrukcyjnych, wynalazek zostanie omó¬ wiony na bazie schematycznych rysunków, na których fig. 1 przedstawia przekrój wytlewnicy pieca systemu Lurgi przez daszkowy kanal grzewczy 12 oraz przez daszkowy kanal chlodza¬ cy 13, fig. 2 przedstawia wytlewnice w przekro¬ ju przez komore mieszania 15 i kanal zbiorczy gazu chlodzacego 18, fig. 3 przedstawia usytuo¬ wanie daszkowych kanalów grzewczych 12 oraz daszkowych kanalów chlodzacych 13 w szybie wytlewnicy 11, fig. 4 przedstawia przekórj stoso¬ wanego dotychczas daszkowego kanalu grzewcze¬ go 12 zas fig. 5 i 6 przedstawia przekrój kanalów daszkowych grzewczych 10 jako elementów pieca przystosowanego do stosowania sposobu wedlug wynalazku zamiast klasycznych kanalów daszko¬ wych 12.Jak wiadomo, piec wytlewny systemu Lurgi sklada sie z dwóch zasadniczych czesci, a miano¬ wicie suszarki i wytlewnicy. W suszarce odbywa sie suszenie wsadu oraz jego wstepne podgrzewa¬ nie, zas w wytlewnicy zachodzi wlasciwy proces wytlewania oraz schlodzenia goracego pólkoksu.Ciepla potrzebnego do wytlewania wsadu dostar¬ cza tzw. gaz grzewczy stanowiacy mieszanine gazu wytlewnego, wstepnie podgrzanego w stre¬ fie chlodzenia wytlewnicy oraz goracych gazów 5 spalinowych z palnika wytlewnicy 17, zawiera¬ jacych zazwyczaj niewielka ilosc wolnego tlenu.Ten wojny tlen powoduje, w komorach mieszania 15, czesciowe spalanie skladników palnych za¬ wartych w wstepnie podgrzanym gazie wytlew- 10 nym, wskutek czego dodatkowo ogrzewa sie cala masa gazu w komorach mieszania 15.Budowa pieca i pirzebieg procesu wytlewania w tym piecu sa nastepujace: Wytlewnica podobnie jak suszarki sklada sie 15 z dwóch szybów 11 polaczonych wspólnymi kana¬ lami gazowymi, a mianowicie kanalem rozdziel¬ czym gazu grzewczego 14, kanalami zbiorczymi gazu chlodzacego 18 oraz komorami mieszania 15.W czesci srodkowej znajduja sie ponadto palnik 20 wytlewnicy 17 wraz z komora spalania 16 oraz dwie dmuchawy gazu obiegowego — chlodzacego 19. W kazdym szybie wytlewnicy 11 znajduja sie daszkowe kanaly grzewcze 12 oraz daszkowe kanaly chlodzace 13. Opadajacy pionowo, w spo- 25 sób ciagly wsad paliwa stalego z suszarki poprzez szybiki 22 przedostaje sie do wytlewnicy gdzie w srodkowej czesci zabudowane sa daszkowe ka¬ naly grzewcze 12.Wytlewanie odbywa sie na drodze bezprzepono- 30 wego ogrzewania wsadu za pomoca gazu grzew- \ 4858548585 czego, który normalnie zawiera czesci palne i który\ jest równomiernie rozdzielany w calym przekroju szybów wytlewnicy 11 przez daszkowe kanaly grzewcze 12. Po przejsciu przez strefe wytlewania goracy pólkoks zostaje schlodzony za pomoca zimnego gazu wytlewnego tzw. gazu chlodzacego tloczonego przez ruszt wysypowy 20 i wydostaje sie na zewnatrz pieca. Obieg gazów w wytlewnicy jest zatem nastepujacy. — Oczysz¬ czony gaz wytlewny doprowadzony do palnika wytlewnicy 17, ulega spaleniu w komorze spala¬ nia 16, z której gorace spaliny przedostaja sie do dwóch komór mieszania 15. Do komór tych tloczy sie równiez podgrzany gaz chlodzacy przez dmu¬ chawy gazu obiegowego — chlodzacego 19. Do¬ prowadzony pod ruszt wysypowy 20 gaz wytlew¬ ny, celem schlodzenia goracego pólkoksu, po przejsciu przez warstwe pólkoksu przedostaje sie do daszkowych kanalów chlodzacych 13 z których poprzez kanaly zbiorcze 18 jest zasysany dmu¬ chawami gazu obiegowego 19 i tloczony do ko¬ mór mieszania 15, Z komór mieszania 15 gaz grzewczy jako mieszanina goracych spalin i wstepnie podgrzanego gazu chlodzacego przedo¬ staje sie do kanalu rozdzielczego gazu grzewcze¬ go 14. Z kanalu 14 gaz grzewczy przechodzi do daszkowych kanalów grzewczych 12 z których poprzez otwory (boczne przedostaje sie do szybów wytlewnicy 11 wypelnionych wsadem. Otrzymany w procesie wytlewania gaz wytlewny izmieszany z gazem grzewczym jako tzw. gaz wytlewny su¬ rowy przedostaje sie do kanalu zbiorczego gazu surowego 21, skad jest zasysany do kondensacji.Jak wiadomo o jakosci otrzymywanego pólkok¬ su decyduje w zasadzie zawartosc w nim czesci lotnych, która jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury wytlewania i wprost proporcjonalna do szybkosci opadania wsadu. Wynika z tego, ze w celu pozadanego sprowadzenia tej zawartosci do minimum nalezaloby albo podniesc tempera¬ ture wytlewania albo zmniejszyc wydajnosc pie¬ ca przez zmniejszenie szybkosci opadania wsadu.Oczywistym jest, ze zmniejszenie wydajnosci pie¬ ca jest nieekonomiczne, a zatem usilowania zmie¬ rzajace do otrzymania pólkoksu o wysokiej ja¬ kosci szly w kierunku podwyzszenia temperatury wytlewania. Cel próbowano osiagnac przez zwiekszenie ilosci gazu i tlenu podawanych do palnika wytlewnicy 17 i (lub) ilosci wolnego tle¬ nu w spalinach podawanych do komór mieszania 15. We wszystkich tych przypadkach nastepowal wzrost jednostkowego obciazenia cieplnego ko¬ mory spalania 16 i (lub) komór mieszania 15, w nastepstwie czego sciany tych komór ulegaly przedwczesnemu zuzyciu, a mianowicie wytapia¬ niu, co powodowalo skracanie kampanii pieca.Graniczna maksymalna temperatura wyblewania wsadu byla praktycznie temperatura 850°C.Celem wynalazku bylo zatem znalezienie spo¬ sobu umozliwiajacego prowadzenie wytlewania w temperaturach rzedu 1000°C w piecach syste¬ mu Lurgi, eliminujacego jednoczesnie wady wy¬ nikajace z przegrzania scian komory spalania 16 i komór mieszania 15.Stwierdzono, ze cel ten mozna osiagnac, jezeli wedlug wynalazku do gazu grzewczego po opusz¬ czeniu przezen komór mieszania 15 doprowadza sie w sposób ciagly gaz zawierajacy wolny tlen, 5 zwlaszcza powietrze w takiej ilosci, azeby ilosc doprowadzonego tlenu byla stechiometrycznie mniejsza od teoretycznie stechiometrycznej ilosci tlenu niezbednej do calkowitego spalania sklad¬ ników palnych zawartych w gazie grzewczym, a io zatem zeby wpirowadzony dodatkowo tlen nie przedostawal sie w stanie wolnym do wsadu, a powodowal jedynie spalenie czesci gazu grzew¬ czego w celu podwyzszenia temperatury calej masy tego gazu, Ewentualnie przedostawanie 15 sie wolnego tlenu do wsadu jest bowiem niekorzystne, gdyz powoduje czesciowe spa¬ lanie tego ostatniego, w nastepstwie czego z jednej strony na czesciach ceramicznych wy¬ tlewnicy powstaja narosty stopionego popiolu, 20 a zatem zmniejszaja sie wolne przekroje wytlew¬ nicy pomiedzy daszkowymi kanalami grzewczy¬ mi, z drugiej zas strony powoduje niekorzystny wzrost zawartosci popiolu w pólkoksie.Najkorzystniej jest, jezeli gaz zawierajacy tlen 25 doprowadza sie wprost do da,szkowych kanalów grzewczych, których scianki sa chlodzone z zew¬ natrz przez przesuwajacy sie w sposób ciagly wsad, gdyz w itym przypadku mozna maksymal¬ nie podniesc temperature gazu grzewczego bez 30 szkody dla komór mieszania 15 i komory spala¬ nia 16, a takze bez szkody dla scianek daszko¬ wych kanalów grzewczych. Oczywistym jest, ze gaz zawierajacy tlen rozprowadza sie równomier¬ nie na calej dlugosci poszczególnych daszkowych 35 kanalów grzewczych, gdyz w przeciwnym przy¬ padku zachodzilaby obawa nierównomiernego zu¬ zytkowania tlenu we wspomnianych kanalach, a co za tym idzie przedostawania sie jego resztek do wsadu. 40 Przystosowanie pieca systemu Lurgi do prowa¬ dzenia sposobu wedlug wynalaziku nie wymaga w zasadzie wiekszych nakladów i nie jest polaczone z duzymi trudnosciami. Wystarczy bowiem w korpusie daszkowego kanalu grzewczego 12 45 umiescic na calej jego dlugosci rure z wypustka¬ mi, laczacymi te rure z komora kanalu, z której gaz przedostaje sie do wsadu. Do rury tej wdmu¬ chuje sie gaz zawierajacy tlen w ilosci zgodnej z wynalazkiem, który poprzez wypustki, zaopatrzone 50 w przeslony o kalibrowanych otworach, przedostaje sie do komory kanalu i powoduje czesciowe spa¬ lanie skladników palnych zawartych we wprowa¬ dzanym don jednoczesnie gazie grzewczym, a za¬ tem ogrzanie calej masy gazu, który bezposrednio 55 potem przedostaje sie do wsadu przez kanaliki.Wspomniane wyzej przeslony o kalibrowanych otworach, w które zaopatrzone sa wypustki, umo¬ zliwiaja równomierne rozprowadzanie tlenu na calej dlugosci daszkowego kanalu grzewczego. 60 W przypadku takiego rozwiazania konstrukcyj¬ nego moglaby zachodzic obawa o przedwczesne zuzycie sie daszkowych kanalów grzewczych, po¬ mimo ze scianki ich sa chlodzone przez wsad.W celu zapobiezenia tej ewentualnosci,' piec sy- 65 stemu Durgi przystosowany do prowadzenia spo-5 sobu wedlug wynalazku zaopatrzony jest w dasz¬ kowe kanaly grzewcze 10 o odmiennej budowie w stosunku do kanalów klasycznych 12. Ten zmo¬ dyfikowany daszkowy kanal grzewczy 10 zostal przedstawiony przykladowo na rys. fig. 5. Kana¬ ly te wyrózniaja, sie tym, ze sa zaopatrzone w dwie komory jedna nad druga 2 13, polaczone z przestrzenia wytlewnicy 11 kanalikami 5, 7 i 8 oraz w rure 4 posiadajaca wypustki 6 zaopatrzo¬ ne w przeslony o kalibrowanych otworach. Ka¬ naliki 5 i 7 oraz wypustki 6 sa umieszczone w jednej plaszczyznie, przy czym kanaliki sa usytu¬ owane skosnie wzgledem siebie tak, azeby prosta stanowiaca przedluzenie poziomej osi wypustki 6 przecinala wierzcholek kata utworzonego przez proste bedace przedluzeniem osi kanalików 5 17.Czesc gazu wprowadzonego do komory 2 opusz¬ cza daszkowy kanal grzewczy przez kanalik 8 bez zetkniecia sie z tlenem. Ksztalt zewnetrzny daszkowych kanalów grzewczych jest taki, azeby umozliwial utworzenie sie wolnej przestrzeni 1 — przestrzeni spalania, pomiedzy daszkowymi kanalami grzewczymi 10 a wsadem 9.Podobnie, lecz nieco inaczej dziala odmiana daszkowego kanalu grzewczego wedlug fig. 6.Oclmiana ta posiada kanaliki 7 i 8 skierowane wprost do wsadu, wskutek czego gaz grzewczy wprowadzony do komory 2 nie styka sie z tle¬ nem, a dopalaniu poddaje sie tylko gaz opuszcza¬ jacy komore 3 przez kanaliki 5 na skutek odpo¬ wiedniego skierowania wypustek 6.W przypadku zastosowania powyzszych daszko¬ wych kanalów grzewczych istnieja szczególnie sprzyjajace warunki spalania czesci skladników palnych zawartych w gazie grzewczym. Spalanie to odbywa sie bowiem w bezposredniej bliskosci wsadu, a nie w zamknietej komorze, której scian¬ ki zawsze narazone sa na przegrzanie, a zatem i szybsze zniszczenie. 1585 6 PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytlewania paliw stalych za pomoca **gazu grzewczego w piecu wytlewnym systemu Lurgi zaopatrzonym w daszokwe kanaly 5 grzewcze, znamienny tym, ze do gazu grzew¬ czego po opuszczeniu przezen, komófc miesza- 4u.i\ (15) Mymwaliza sie.w sripsnih ciagly gaz zawierajacy wolny, tlen, zwlaszcza powietrze, w takiej ilosci, azeby ilosc (lopr^ 10 tlenu byla stechiometrycznie mniejsza od teo¬ retycznie stechiometrycznej ilosci (tlenu nie¬ zbednej do calkowitego spalenia skladników palnych zawartych w gazie grzewczym.

2. Sposób wedlug zaistrz. 1, znamienny tym, ze 15 gaz zawierajacy tlen doprowadza sie wprost do daszkowych kanalów grzewczych.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze gaz zawierajacy tlen rozprowadza sie równo¬ miernie na calej dlugosci- daszkowych kana- 20 lów grzewczych.

4. Piec do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1—3, zaopatrzony w daszkowe kanaly grzew¬ cze, znamienny tym, ze daszkowe kanaly grzewcze o ksztalcie zewnetrznym umozliwia- 25 jacym utworzenie sie wolnej przestrzeni (1) pomiedzy daszkowym kanalem grzewczym (10) a wsadem (9) zaopatrzone sa w dwie komory jedna nad druga (2 i 3), polaczone z przestrze¬ nia wytlewnicy (U) kanalikami (5, 718) oraz 30 w rure (4) posiadajaca wypustki (6), przy czym kanaliki (5 1 7) oraz wypustki (6) sa umieszczone w jednej plaszczyznie tak, azeby prosta stanowiaca przedluzenie poziomej osi wypustki (6) przecinala wierzcholek kata 35 utworzonego przez proste bedace przedluze¬ niem osi kanalików (5 i 7). 5. Odmiana pieca wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze daszkowe kanaly grzewcze posiadaja kanaliki (7) i (.8) górnej komory (2) skierowa- 40 ne wprost do wsadu, wskutek czego gaz grzewczy opuszcza te komore nie stykajac sie ze strumieniem gazu zawierajacego tlen.48585 Caf.crn, Fi* 2 9 gar chlodzacy48585 Fig. 3 ga7 crzm^r.ry Fig.

5. Fig. 9 1598. RSW „Prasa", Kielce. Nakl. 350 egz. PL