PL52782B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 25.111.1967 52782 KI. 10 a, 33/02 MKP ClOb JS/00 Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Ginter Kulikowski, prof. dr inz. Julian Nadziakiewicz, dr inz. Henryk Zielinski Wlasciciel patentu: Instytut Chemicznej Przeróbki Wegla, Zabrze (Polska) Reaktor do fluidalnego odgazowania wegla Zastosowanie znanej i szeroko stosowanej w przemysle techniki fluidyzacyjnej, polegajacej na przeprowadzaniu reakcji w stanie zawieszonym, do karbonizacji wegla napotyka na szereg trudnosci.Wynikaja one z faktu, ze wegiel, nawet nie posia¬ dajacy zdolnosci spiekania, pod wplywem ogrze¬ wania z duza szybkoscia ma sklonnosc do two¬ rzenia aglomeratów, skladajacych sie z ziarn zle¬ pionych ze soba produktami pirolizy.Aglomeraty te, jakkolwiek sa kruche i rozpa¬ daja sie pod wplywem nacisku mechanicznego, powoduja jednak zatykanie przewodów, zmniej¬ szanie wewnetrznego swiatla reaktorów i tym po¬ dobne zaburzenia, które uniemozliwiaja prowadze¬ nie ciaglego ruchu i stwarzaja mozliwosci niebez¬ piecznych przegrzewan na skutek dodatkowych, niekontrolowanych procesów spalania w przewo¬ dach i samym reaktorze. W konsekwencji prowa¬ dzi to do tworzenia sie na powierzchni scian reaktora warstwy stopionego zuzla, do której przy¬ lepiaja sie nowe ziarna wegla lub koksu itd.Fakt ten utrudnia stosowanie do fluidyzacyjnej karbonizacji wegla reaktorów cylindrycznych, zamknietych u dolu rusztem lub sitem z otworami róznego ksztaltu, nawet zaopatrzonymi w daszki, kierownice gazów itp. Jedynie reaktory w ksztalcie stozka scietego u dolu otwartego dla ciaglego od¬ prowadzania wiekszych ziarn lub odprowadzenia ladunku w przypadku awaryjnego spadku, moga znalezc zastosowanie do tego celu, przy czym nie 10 15 25 mozna przekroczyc pewnego optymalnego kata na¬ chylenia scian (okolo 23°) w dolnej czesci strefy reakcyjnej reaktora, bez ryzyka wspomnianego zarastania scian.Obciazenie tej strefy jest ograniczone i wynosi na przyklad optymalnie dla fluidalnego, autoter- micznego odgazowania wegla za pomoca powietrza okolo 6000 do 10000 kg wegla/m3.godz. w zaleznos¬ ci od zawartosci wolnego tlenu w gazie nosnym, typu wegla i innych. W górnych czesciach strefy reakcyjnej kat nachylenia scian moze stopniowo rosnac do 90°.Taka konstrukcja reaktora ma te wade, ze wy¬ maga stosowania wysokich reaktorów, gdyz przy zalozeniu nieprzekraczania pewnego optymalnego kata i koniecznosci zachowania pewnej okreslonej srednicy wylotu, przy powiekszeniu skali reaktory musza byc bardzo wysokie. Utrudnia to poza tym i podraza konstrukcje oraz zwieksza opory prze¬ plywu.Ponadto proces fluidyzacji w bardzo wysokim reaktorze o ksztalcie odwróconego stozka przebie¬ ga tak, ze tworzy sie centralnie, osiowo plynacy strumien gazów, powstaje cos w rodzaju fontanny wewnatrz reaktora. Zawiesina ciala stalego jest unoszona wysoko az do strefy, w której normalnie nie powinna sie znajdowac. W rezultacie ma to te dodatkowa wade, ze powoduje porywanie zawiesi¬ ny do cyklonów, wieksze zanieczyszczenie gazów itp. 5278252782 Wymienione wady nie wystepuja w reaktorze, który jest przedmiotem niniejszego wynalazku.Osiagnieto to dzieki temu, ze nowa konstrukcja reaktora laczy w sobie zarówno zalety wynikajace ze stosowania przestrzeni o ksztalcie stozkowym jak i cylindrycznym. Zgodnie z wynalazkiem re¬ aktor sklada sie z dwóch przestrzennych czesci reakcyjnych, z dolnej wykonanej w postaci kilku komór stozkowych o przekroju kolowym oraz z górnej czesci w postaci jednej cylindrycznej ko¬ mory wspólnej dla nizej polozonych komór stoz¬ kowych.Czesc dolna wykonana w postaci kilku polaczo¬ nych komór stozkowych stanowi zamkniecie reak¬ tora od dolu, przeznaczona jest jednoczesnie do doprowadzenia gazu nosnego do reaktora i stano¬ wi czesc przestrzeni reakcyjnej. Dzieki takiej kon¬ strukcji kazda stozkowa komora spelnia role re¬ aktora o stosunkowo niewielkiej wysokosci, a stru¬ mien gazów zostaje rozdzielony równomiernie przez poszczególne komory stozkowe na caly przekrój czesci cylindrycznej, co ma te zalete, ze uzyskuje sie wyrównanie predkosci gazu w calej przestrzeni reakcyjnej reaktora i stabilizacje zloza sfluidyzowanego.Poza tym zostalo jednoczesnie usuniete niebez¬ pieczenstwo powstawania aglomeratów zarówno w czasie normalnego biegu procesu jak i w przy¬ padku awaryjnego opadniecia ladunku, co osiag¬ nieto dziek; zastosowaniu w dolnej czesci reaktora stozkowego ksztaltu polaczonych ze soba komór.Reaktor wedlug wynalazku jest uwidoczniony w jednym z przykladów wykonania na rysunku, na którym tfig. 1 przedstawia reaktor w widoku z góry, a fig. 2 — w przekroju wzdluz linii A—A zaznaczonej ,na fig. 2.Jak uwidoczniono przykladowo na rysunku, re¬ aktor sklada sie z dwóch przestrzennych czesci re¬ akcyjnych, z dolnej czesci wykonanej w postaci trzech stozkowych komór 1 o przekroju kolowym oraz z górnej czesci w postaci jednej cylindrycz¬ nej komory 2, wspólnej dla nizej polozonych stoz¬ kowych komór 1. Maksymalna ilosc stozkowych komór 1 dla danej jednostki produkcyjnej jest ograniczona i zalezy od dopuszczalnej najmniej¬ szej srednicy dx wlotowych rur 3 do komory 1 tak, abjf umozliwic ciagle odprowadzanie wiekszych ziarn z reaktora, aby umozliwic awaryjne wypusz¬ czenie ladunku oraz aby predkosc liniowa gazu nosnego byla wieksza o okolo 25 unoszenia nominalnie najwiekszych ziarn.Srednica di wynosi zazwyczaj co najmniej 50—100 mm. Minimalna wysokosc poszczególnych stozkowych komór 1 stanowiacych dolna czesc reaktora, mozna ustalic na podstawie optymalnej objetosci przypadajacej na jedna stozkowa komo¬ re 1 strefy reakcyjnej gdzie nachylenie scian wy¬ raza sie katem 23°, wysokosc ta powinna wynosic co najmniej tyle ile otrzyma sie z obliczenia we¬ dlug wzoru: Objetosc optymalna Nadawa stozkowej komory, =— * o kacie 23° Obciazenie optymalne stoz¬ kowej komory o kacie 23°, 5 pomnozone przez ilosc stozkowych fcomór Nachylenie scian w górnych tesciach strefy reakcyjnej kazdej stozkowej komory 1 moze stop¬ niowo rosnac do 90° w zaleznosci od tfcgo, jaka 10 moze byc srednica wylotu d2 tej komory przy danej ich ilosci mieszczacej sie w plaszczyznie poprzecz¬ nego przekroju, to jest w kole o srednicy D cylin¬ drycznej komory 2 górnej czesci reaktora.Fluidalne odgazowanie wegla w reaktorze we- 15 dlug wynalazku dokonuje sie w cylindrycznej ko¬ morze 2 oraz w kilku stozkowych komorach 1.Ma to te zalete, ze sumaryczna wysokosc zloza fluidalnego jest znacznie mniejsza niz w przypad¬ ku reaktora jednostozkowego, a wiec rozchód ener- 20 gii na pokonanie oporów przeplywu jest równiez mniejszy.Przy powiekszeniu skali, wysokosc zloza w ko¬ morze cylindrycznej pozostaje stala, zwieksza sie bowiem tylko srednica komory cylindrycznej re- 25 aktora, co w porównaniu z reaktorem jednostoz- kowym oznacza pelne wykorzystanie przestrzeni reakcyjnej. W reaktorze jednostozkowym stopien wykorzystania przestrzeni reakcyjnej maleje wraz ze wzrostem skali wybudowanej jednostki produk- ao cyjnej, Stozkowe komory 1, przez które doprowadza sie gaz nosny do reaktora umozliwiaja rozdzial tych gazów do stref reakcji reaktora na calej poprzecz¬ nej plaszczyznie jego przekroju. Uzyskuje sie dzie- 35 ki temu bardziej wyrównane predkosci przeplywu gazu w reaktorze i stabilizacje zloza sfluidyzowa¬ nego, co ma duze znaczenie w przebiegu reakcji.W zaleznosci od potrzeby, zamiast komór stozko¬ wych w dolnej czesci reaktora mozna stosowac 40 komory w ksztalcie wielobocznych ostroslupów scietych.Reaktor wedlug wynalazku moze miec zastoso¬ wanie do fluidalnego odgazowania wegla, jak rów¬ niez do wszystkich tych procesów, w których sto- 45 suje sie materialy podatne na spiekanie sie ziarn i tworzenie aglomeratów. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 50 1. Reaktor do fluidalnego odgazowania wegla, znamienny tym, ze sklada sie z dwóch prze¬ strzennych czesci reakcyjnych, z których dolna wykonana jest w postaci kilku polaczonych ze soba stozkowych komór <1) o przekroju kolo¬ wym, zas góirna ma postac jednej cylindrycznej (komory (2) wspólnej dla nizej polozonych stoz¬ kowych komór <1).

2. Odmiana reaktora wedlug zastrz. 1, znamienna 60 tym, ze komory (1) maja ksztalt ostroslupów wielobocznych. 55KI. 10 a, 33/02 52782 MKP C 10 b PL