PL88843B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia mieszanin gazowych, zawierajacych wodór i tlenek wegla, takich jak gaz syntezowy, gaz redu¬ kujacy lub gaz opalowy w reakcji strumienia cie¬ klego weglowodoru i gazu zawierajacego wolny tlen, prowadzonej w obecnosci strumienia gazu hamu¬ jacego wzrost temperatury, w bezkatalitycznym generatorze gazu o swobodnym przeplywie.Podczas wytwarzania gazu syntezowego, to zna¬ czy mieszanin gazowych skladajacych sie w zasa¬ dzie z H2 i CO, przez czesciowe utlenianie paliwa weglowodorowego gazem zawierajacym wolny tlen, uzyskuje sie bardzo wysoka temperature 635°C i wyzsza. Poniewaz w palniku do wytwarzania gazu syntezowego konieczne jest bardzo szybkie i calko¬ wite wymieszanie reagentów, palnik lub urzadzenie mieszajace musi byc zabezpieczone przed przegrza¬ niem i/lub dzialaniem chemicznym, które moga prowadzic do powstawania uszkodzen.Niedokladne zmieszanie reagentów powoduje, ze w pewnych przestrzeniach zbiera sie tlen w duzym stezeniu. W przestrzeniach tych nastepuje calkowi¬ te spalanie paliwa, co wyzwala wielkie ilosci cie¬ pla. Równiez, ze wzgledu na znaczna reaktywnosc tlenu i siarki wobec metalu, z którego wykonany jest palnik, nastepuje szybkie utlenianie, siarczko¬ wanie i uszkadzanie metalowych czesci palnika.Inny problem stwarza recyrkulacja palnych gazów do koncówki palnika z dalszym spalaniem w po¬ blizu powierzchni spalania, co powoduje przegrze- 29 wanie i uszkodzenie koncówki palnika. Ponadto czesci palnika nagrzewaja sie na skutek promienio¬ wania a na powierzchni palnika powstaje sadza.Promieniowanie to równiez powoduje przegrzewa¬ nie i uszkodzenie palnika. Gdy, w celu zmniejsze¬ nia ilosci potrzebnego tlenu i zwiekszenia wydaj¬ nosci wytwarzanego gazu, wprowadza sie reagenty silnie wstepnie podgrzane, problem ten wystepuje jeszcze wyrazniej.Konstrukcje konwencjonalnych palników wyma¬ gaja ulepszenia, które przedluzaloby ich zywotnosc.Konwencjonalne palniki pierscieniowe wyposaza sie, np. w komore chlodzaca o plaskiej powierzchni, umieszczona na koncówce palnika. Konstrukcja ta¬ ka odznacza sie szerokimi plaskimi obreczami me¬ talowymi, ogrzewajacymi sie do wysokiej tempera¬ tury, panujacej w koncówce palnika. Ponadto w konstrukcjach takich grubosc scianek przy po¬ wierzchni czolowej palnika musi byc znaczna, aby wytrzymaly one znaczne róznice cisnienia. W ta¬ kich przypadkach pogarsza sie przewodzenie ciepla i palniki takie uszkadzaja sie na skutek przegrza¬ nia.Niektóre palniki posiadaja w koncówce palnika liczne otwory o malej srednicy, rozmieszczone ko¬ lowo. Otwory takie maja tendencje do powodowa¬ nia nierównomiernego mieszania reagentów przy powierzchni czolowej palnika, miejscowych prze- grzan, powstawania przestrzeni o martwym prze¬ plywie oraz nierównomiernego chlodzenia oby- 88 8433 88 843 4 dwóch stron metalowych czesci koncówki palnika.Oprócz tego istnieje niebezpieczenstwo zapychania otworów.W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych 3705108 opisano wprowadzenie do generatora gazu 5 strumienia tlenu poprzez srodkowy przewód palni¬ ka pierscieniowego, a jednorodnej mgly lub zawie¬ siny czasteczek oleju rozpylonych w strumieniu nosnym pary lub C02 przez zewnetrzny pierscien palnika, z jednoczesnym wprowadzaniem strumie- m nia pary lub C02 przez pierscien posredni. Sposób wedlug wynalazku polega na zastosowaniu palnika z uzyciem koncówki rozpylajacej, w której albo strumien oleiu w fazie cieklej albo strumien tlenu pfzjachQdzi yprzez przewód srodkowy, podczas gdy 15 c inny strumien przechodzi przez posredni przewód * palnika. Jednoczesnie przez zewnetrzny pierscien ? tflRHBrtrCrUflywa zawsze para, C02 lub inny gaz vJtanauiacy wzrost temperatury, otaczajacy strumie¬ nie innych reagentów i opózniajacy ich reakcje w 2o generatorze gazu z zawracanym H2 i CO.Sposób wedlug wynalazku korzystnie zapobiega przegrzewaniu koncówki palnika, zwiekszajac tym samym jego zywotnosc. Ponadto do generatora ga¬ zu mozna wprowadzac ciekly olej zasilajacy bez 2s wstepnego podgrzewania i odparowania, co daje oszczednosc urzadzen.Przedmiotem wynalazku jest nowy sposób wpro¬ wadzania cieklego weglowodoru, gazu zawierajace¬ go wolny tlen i gazu hamujacego wzrost temperatu- 30 ry do generatora gazu, w którym zachodzi reakcja w minimalnej temperaturze 635°C. Ciekly weglo¬ wodór przechodzi przez srodkowy lub posredni otwór wylotowy palnika. Alternatywnie, gaz zawie¬ rajacy wolny tlen przechodzi jednoczesnie przez 35 srodkowy lub posredni otwór wylotowy, nie uzy¬ wany do przeplywu cieklego weglowodoru. Jedno¬ czesnie przez otwór wylotowy zewnetrzny przeply¬ wa gaz hamujacy wzrost temperatury. Gdy pred¬ kosc strumienia cieklego weglowodoru jest stosun- 40 kowo mala, 3—30 m/sek., predkosc strumienia ga¬ zu zawierajacego wolny tlen moze wynosic od 34 m/sek. do predkosci dzwieku a predkosc gazu ha¬ mujacego wzrost temperatury moze wahac sie od 16 m/sek. do predkosci dzwieku. Gdy w generato- 45 rze gazu pozadane jest wywolanie efektu cisnienia wstecznego, korzystne sa predkosci strumieni gazu równe predkosci dzwieku. W ten sposób wytwarza sie mieszaniny gazowe, skladajace sie z wodoru i tlenku wegla, takie jak gaz syntezowy, gaz reduku- ^ jacy lub gaz opalowy.Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanin gazowych zawierajacych mieszanine wo¬ doru i tlenku wegla, takich jak gaz syntezowy, gaz redukujacy lub gaz opalowy, zwlaszcza w warun- 55 kach podwyzszonego cisnienia i temperatury, przez czesciowe spalanie cieklego weglowodoru przy uzy¬ ciu gazu zawierajacego wolny tlen w obecnosci ga¬ zu hamujacego wzrost temperatury, takiego jak H20, C02, azot, gazy spalinowe i ich mieszaniny, eo . Jak wiadomo, w kontrolowanej reakcji ze srod¬ kami utleniajacymi, skladajacymi sie z tlenu cza¬ steczkowego, pary wodnej i C02 weglowodory moz¬ na przeprowadzac w tlenek wegla i wodór. Reakcja z tlenem jest egzotermiczna, podczas gdy dwa po- k zostale skladniki reaguja endotermicznie. Dlatego^ aby prowadzic samopodtrzymujaca sie reakcje na¬ lezy stosowac gaz zawierajacy wolny tlen. Stru¬ mien takiego gazu korzystnie stanowi powietrze, lub w zasadzie czysty tlen (o czystosci 95% molo¬ wych lub wiekszej) lub powietrze wzbogacone w tlen, jak na przyklad mieszanina tlenu z powie¬ trzem, zawierajaca powyzej 21% czasteczkowego tlenu. Czesciowe spalanie korzystnie prowadzi sie pod zwiekszonym cisnieniem, powyzej 14 kG/cm2, np. w granicach 28—280 kG/cm2. Proces prowadzi sie jednak i pod nizszym cisnieniem, wynoszacym 1—2 atmosfer.Reakcja czesciowego bezkatalitycznego utleniania korzystnie zachodzi w stalowym naczyniu cisnie¬ niowym z wykladzina ogniotrwala, nie zawieraja¬ cym przegród, w warunkach stosunkowo burzliwe¬ go przeplywu w ciagu 0,5—8 sekund. W sposobie wedlug wynalazku, ani czas, ani cisnienie nie sa krytyczne i nie reguluje sie ich. Podobny generator gazu z ulozonym osiowo palnikiem gazowym za¬ montowanym w górnej pokrywie przedstawiono na fig. 1 opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2838105, którego twórcami sa Du Bois Eastman i in.Palnik sluzacy do wprowadzania surowców do generatora z koniecznosci znajduje sie pod inten¬ sywnym dzialaniem ciepla i cisnienia. Ponadto, oprócz intensywnego nagrzewania palnika przez promieniowanie cieplne z wnetrza reaktora, burz¬ liwa cyrkulacja gazów spalinowych przechodzacych przez wyeksponowane powierzchnie dyszy stwarza warunki erozyjne i sprzyjajace korozji chemicznej.Nawet w warunkach wewnetrznego chlodzenia znaczna szybkosc przenoszenia ciepla, w przypadku niezastosowania sposobu wedlug wynalazku, moze powodowac uszkodzenia palnika i stwarzac ryzyko jego mechanicznego uszkodzenia, W sposobie wedlug wynalazku poprzez palnik do komory reakcyjnej wprowadza sie dwa stru¬ mienie reagentów i strumien gazu hamujacego wzrost temperatury. Palnik sklada sie z trzech kon¬ centrycznych dysz, skonstruowanych i pracujacych tak, aby w znacznej mierze zapobiec opisanym po¬ przednio niekorzystnym efektom.W korzystnej postaci sposobu wedlug wynalazku ciekly weglowodór wprowadza sie przez dysze srod¬ kowa. Jednoczesnie przez posrednia pierscieniowa dysze, otaczajaca dysze srodkowa przeplywa osob¬ no strumien gazu zawierajacego wolny tlen, plynac z predkoscia liniowa znacznie wieksza od predkos¬ ci cieklego weglowodoru pod katem ostrym do osi strumienia weglowodoru. W wyniku tego strumien paliwa poddawany jest dzialaniu sil scierajacych, co powoduje najpierw jego rozdarcie na drobne strumienie, a nastepnie rozpylenie na drobne kro¬ pelki.Kropelki te tworza wspólpradowy strumien mgielki, która ostatecznie zostaje zdyspergowana w strumieniu gazu zawierajacego wolny tlen w po¬ staci mikroskopijnych kropelek tworzacych jedno¬ rodna mieszanine, zapewniajaca zetkniecie korzyst¬ ne dla czesciowego utleniania. Podobnie, obydwa strumienie mozna zamienic, wprowadzajac stru¬ mien gazu zawierajacy wolny tlen przez dysze88 843 srodkowa a ciekly weglowodór przez posrednia dysze pierscieniowa w ten sposób, aby osiagnac je- £0 rozpylenie w pewnej okreslonej odleglosci od koncówki palnika w kierunku przeplywu strumie¬ ni. W tym przypadku predkosc strumienia gazu Jiamujacego wzrost temperatury powietrza, jak opi¬ sano dalej, powinna przewyzszac predkosc pierscie¬ niowego strumienia weglowodoru o co najmniej m/sek.Jednoczesnie trzeci lub zewnetrzny strumien ga¬ zu hamujacego wzrost temperatury lub moderato¬ ra, to znaczy pary lub kropelek wody, przeplywa przez zewnetrzna dysze pierscieniowa otaczajaca dysze posrednia. Predkosc jego przeplywu moze byc równa lub znacznie mniejsza np. o polowe od predkosci liniowej posredniego rozpylajacego stru¬ mienia czasteczkowego tlenu. Na przyklad, gdy predkosc gazu hamujacego wzrost temperatury jest nizsza, mniejszy jest burzliwy przeplyw goracego zawracanego gazu w kierunku poprzecznym do najbardziej wystajacych powierzchni dyszy, co . zmniejsza chemiczne i fizyczne uszkodzenia ekspo¬ nowanych czesci dyszy.Strumienie reagentów utrzymuje sie oddzielone jeden od drugiego i nie moga sie one zmieszac przed opuszczeniem odpowiedniej koncówki i wtrysnieciem do komory reakcyjnej w celu zmie¬ szania z sasiednimi strumieniami w niewielkiej, <:hoc skonczonej odleglosci do zakonczenia konców¬ ki palnika. Zgodnie z tym ani ciekly weglowodór, taki jak olej, ani gaz zawierajacy wolny tlen, taki jak tlen, ani gaz hamujacy wzrost temperatury, taki jak para, ani przewody i ich zakonczenia nie sty¬ kaja sie bezposrednio z palaca sie mieszanina.Wynika to takze stad, ze strumienie tlenu i ole¬ ju, a zwlaszcza strumien tlenu, sa oslaniane przez zewnetrzna pierscieniowa oslonke moderatora, ta¬ kiego jak para wodna, co zapobiega zetknieciu za¬ wracajacego gazu syntezowego z tlenem, jego spa¬ laniu dopóki plynace we wspólpradzie strumienie nie osiagna pewnej odleglosci od koncówek pal¬ nika.Jak wskazano poprzednio, przez zmniejszenie predkosci liniowej przeplywu zewnetrznego piers¬ cieniowego strumienia wzgledem predkosci prze¬ plywu tlenu mozna obnizyc energie peryferyjna i odpowiednio zmniejszyc burzliwosc lub recyrku¬ lacje. Odpowiednio, tam gdzie wysoki ped prze- 18 45 plywu powoduje niepozadanie wysoka predkosc przenoszenia ciepla i polaczone z tym oddzialywa¬ nie korozyjne i erozyjne gazów na koncówke palnika, zmniejszenie predkosci przeplywu pary na przyklad do predkosci znacznie nizszej od predkosci strumienia tlenu odpowiednio zmniej¬ sza gwaltownosc wiru powstajacego w palniku.Poniewaz przeplyw ciepla zmnienia sie z pred¬ koscia gazu, zmniejsza sie równiez szybkosc prze¬ noszenia ciepla ze strefy reakcji do koncówki pal¬ nika oraz dzialanie korozyjne i erozyjne zawra¬ cajacych goracych gazów.Nalezy tez stwierdzic, ze pierscieniowa otocz¬ ka gazu hamujacego wzrost temperatury (mode¬ ratora) dostarcza do zawartej w niej objetosci w najblizszym sasiedztwie zewnetrznej koncówki palnika reagent reagujacy endotermicznie, na przyklad pare wodna, która w reakcji z weglo¬ wodorem jest zasadniczo absorbentem ciepla, w odróznieniu od reagenta powodujac wyzwalanie ciepla, takiego jak tlen.Moderator lub „gaz hamujacy wzrost tempera¬ tury" oznacza, jak podano poprzednio, pare lub kropelki wody lub jakakolwiek substancje gazo¬ wa obojetna lub w zasadzie obojetna w stosunku do innych skladników mieszaniny zasilajacej lub znajdujacych sie w strefie reakcji. Przez okresle¬ nie „w zasadzie obojetny" rozumie sie te skladni¬ ki, które podczas tworzenia sie koncowego pro¬ duktu reaguja endotermicznie lub tak nieznacznie egzotermicznie, ze mozna to pominac.Dlatego wlasnie uzywane w opisie okreslenie „moderator" lub „gaz hamujacy wzrost tempera¬ tury" ograniczone jest do substancji gazowych, takich jak para lub kropelki wody, dwutlenek wegla, gazy obojetne (takie jak azot), gaz spalino¬ wy i gaz uchodzacy ze strefy redukcji rudy, któ¬ re sa bogate w jeden lub wiecej ze wspomnia¬ nych moderatorów, a takze ich mieszaniny. Rozu¬ mie sie zwlaszcza, ze te obojetne gazy w szero¬ kim znaczeniu tego slowa sa niekorzystne ze wzgledu na rozcienczanie produktu reakcji. Tam, gdzie rozcienczenie jest niepozadane i gdzie trud¬ no jest oddzielic rozcienczalnik, korzystnie jako moderatory temperatury stosuje sie dwutlenek wegla i wode w postaci pary lub kropelek.W tablicy I przedstawiono predkosci przeplywu ilustrujace typowe warunki przeplywu w dyszy w poprzednio opisanym ukladzie.Tablica I Zakres predkosci przeplywu (m/sek.) 1 Ciekly weglowodór Gaz zawierajacy wolny tlen Gaz hamujacy wzrost temperatury Korzystny 3—15 60—183 92 Rozszerzony 3—30 183 do predkosci dzwieku 92 Szeroki 3—30 co najmniej o 30 m/sek wieksza od predkosci strumienia cieklego weglowodoru np. 33 do predkosci 1 dzwieku wieksza od predkosci strumienia cieklego weglowodoru np. od 16 do predkosci dzwieku88 7 Predkosci te zmieniaja sie zaleznie od wymia¬ rów, cisnienia i innych warunków pracy ukladu, ale koniecznie nalezy Utrzymywac wzgledna pred¬ kosc strumienia rozpylajacego, to znaczy gazu zawierajacego wolny tlen, znacznie wieksza od 5 predkosci strumienia oleju tak, aby umozliwic strumieniowi gazu zawierajacego wolny tlen ko¬ nieczne rozpylenie oleju i zmieszanie go z tlenem do utworzenia spalajacej sie mgly. Chociaz jest to mozliwe przy malej predkosci gazu zawieraja- 10 cego wolny tlen, wynoszacej 15—30 m/sek, korzy¬ stnie jest prowadzic rozpylanie przy predkosci wynoszacej co najmniej o 30 m/sek. (a szczególnie korzystnie o 30—92 m/sek.) wiekszej od predkos¬ ci, z która olej jest wyrzucany ze swojej dyszy, 15 na przyklad w zakresie 60—183 m/sek., a korzy¬ stnie w zakresie 182 m/sek. do predkosci dzwie¬ ku.Górna granica predkosci gazu zawierajacego wolny tlen jest predkosc, przy której nastepuje 20 calkowite rozpylenie i wymieszanie, przy czym dalszy wzrost nie daje zadnych korzysci. Pomimo to jednak wyzsze predkosci tlenu w podanym za¬ kresie oraz powstawanie kropli oleju o malych rozmiarach jak równiez jednorodnosc wymiesza- 25 nia z tlenem prowadza ostatecznie do maksymal¬ nej wydajnosci' reakcji, co okreslono na przyklad, stwierdzajac powstawanie malej ilosci sadzy.Jak stwierdzono poprzednio, tam gdzie wysoki ped wtryskiwanych strumieni i zawirowania w 30 strefie reakcji nie stanowia problemu, tam nie ma górnej granicy predkosci moderatora. Tam gdzie pozadane jest wyeliminowanie wplywu zmian cisnienia w generatorze gazu na strumien zasilajacy gazu zawierajacego wolny tlen i stru- 35 mien zasilajacy gazu hamujacego wzrost tempe¬ ratury, szybkosc obu tych strumieni zasilajacych przechodzacych przez palnik mozna zwiekszyc w zakresie od 182 m/sek. do predkosci dzwieku dla ga¬ zu zawierajacego wolny tlen i w zakresie 91 40 m/sek. do predkosci dzwieku dla gazu hamujace¬ go wzrost temperatury. Ponadto, gdy w genera¬ torze gazu wystepuja maksymalne, nagle wzrosty cisnienia i fluktuacje, korzystnie jest przeprowa¬ dzac przez palnik jednoczesnie zarówno strumien 45 gazu, zawierajacego wolny tlen jak i strumien gazu hamujacego wzrost temperatury z predkos¬ cia dzwieku.Stwierdzono, ze srodkowa dysza palnika jest stosunkowo zabezpieczona przed dzialaniem czyn- 50 ników atakujacych ja w czasie pracy, poniewaz jest ona fizycznie oddzielona od spalajacej sie mieszaniny, i ponadto, poniewaz ciekly olej, cho¬ ciaz moze byc i korzystnie, jest podgrzewany, po¬ mimo to dziala jako skuteczny srodek chlodzacy, 55 chroniacy metalowa koncówke. Olej nie moze byc spalony zanim nie zostanie rozpylony i ewentual¬ nie odparowany w pewnej odleglosci od konców¬ ki palnika. Tlen lub gaz zawierajacy wolny tlen nie moze natychmiast spalac nieodparowanego i 60 nierozpylonego oleju.Wewnetrzna koncówka pierscieniowa jest rów¬ niez stosunkowo zabezpieczona przed dzialaniem atakujacych ja czynników, poniewaz nie styka sie z palna mieszanina. Para nie moze spalac sie w ^ i tlenie. Dlatego koncówka ta nie jest atakowana o ile nie jest przegrzana, co chroni ja, dzieki ogra¬ niczonej ekspozycji oraz chlodzacemu dzialaniu tlenu i pary, plynacych odpowiednio po jej wew¬ netrznych i zewnetrznych powierzchniach.Takze zewnetrzna koncówka pierscieniowa lub dysza jest stosunkowo zabezpieczona przed dziala¬ niem czynników atakujacych, poniewaz nie sty¬ ka sie ona równiez z palna mieszanina. Konców¬ ka ta styka sie z nia tylko poprzez strumien pa¬ ry i otaczajacy ja w komorze spalania wir cyr- kulujacego gazu syntezowego. Para nie moze spa¬ lac sie w gazie syntezowym (w dostrzegalnie egzo¬ termicznej reakcji), chociaz moze ona reagowac z para przechodzac w gaz wodny w reakcji bardzo slabo egzotermicznej.Jak wskazano poprzednio, szybkosc przekazy¬ wania ciepla z komory reakcyjnej do zewnetrznej koncówki lub do powierzchni czolowej zewnetrz¬ nej dyszy pierscieniowej reguluje sie przez dobór odpowiednio niskiej predkosci moderatora tak, ze energia kinetyczna przekazywana do zawracaja¬ cego goracego gazu syntezowego przeplywajacego w poprzek powierzchni czolowej plaszcza jest znacznie ograniczona.Sposób ten, odpowiednio ogranicza strumien ciepla jak równiez naprezenia termiczne i mecha¬ niczne oraz fizyczna i chemiczna korozje i/lub erozje zewnetrznych scianek plaszcza. Ponadto, wytrzymalosc mozna zwiekszyc, stosujac wypukle scianki o stosunkowo cienkim przekroju.Oczywiscie, czesc moderatora mozna w posred¬ niej dyszy pierscieniowej zmieszac ze strumie¬ niem tlenu, korzystnie w ilosci nie przekraczaja¬ cej 25% wagowych tlenu.Jak równiez wskazano poprzednio, kazdy z trzech strumieni reagentów, bedacy doprowadzo¬ ny osobno, moze byc niezaleznie od innych pod¬ grzany wstepnie do odpowiedniej temperatury.Stosowane w sposobie wedlug wynalazku urza¬ dzenie z koncówka rozpylajaca wymaga zwykle uderzenia strumienia jednego reagenta, takiego jak tlen, o strumien drugiego reagenta takiego jak ciekly weglowodór, aby spowodowac rozer¬ wanie, rozdarcie i w efekcie rozpylenie cieczy w drobno zdyspergowana struge rozpylonych krope¬ lek. Zwykle efekt mieszania jest uzalezniony od wzglednej róznicy predkosci dwóch strumieni, sposród których strumien tlenu ma wieksza pred¬ kosc liniowa niz srodkowy strumien cieklego ole¬ ju. Zalezy to takze od kata zderzenia dwóch strumieni, jak na przyklad gdy strumien tlenu jest nachylony ku srodkowemu strumieniowi ole¬ ju i stopniowo w niego uderza. W obecnej postaci sposobu wedlug wynalazku kat zbieznosci pomie¬ dzy osia palnika a osia posredniej i zewnetrznej pierscieniowej dyszy wylotowej w ksztalcie scie¬ tego stozka moze np. wahac sie w szerokich gra¬ nicach.Oczywiscie, bardziej rozwarty kat moze przesu¬ nac punkt spalania zupelnie blisko czola palnika, podczas gdy dla trwalosci palnika bardziej sprzy¬ jajacy moze byc nieco bardziej oddalony punkt spalania.W korzystnej postaci sposobu wedlug wynalaz-88 9 ku katy nachylenia otworów wylotowych w sto¬ sunku do osi palnika sa nastepujace: dysza srod¬ kowa korzystnie jest wspólosiowa z osia palnika a dwie dysze pierscieniowe sa usytuowane w ten sposób, aby dawaly dosrodkowo zbiezne strumie¬ nie stozkowe, których stozkowe powierzchnie tworza z podluzna osia palnika kat w granicach podanych w tablicy II.Tablica II Strumien wyplywajacy z posredniej wspólosio¬ wej dosrodkowo zbiez¬ nej dyszy wylotowej Strumien wyplywajacy z zewnetrznej wspólosio¬ wej doscrodkowo zbiez¬ nej dyszy wylotowej Zakres Korzystny stopni —35 —45 Szeroki stopni —55 —60 Celowe jest unikanie jakichkolwiek rozerwan i pekniec pierscieniowej otoczki moderatora wyply¬ wajacej z zewnetrznego pierscieniowego otworu wylotowego, powodowanych nieregularnosciami, separatorami, wystajacymi czesciami itd. w otwo¬ rze wylotowym palnika i zapewnienie jednolitej, nierozerwalnej oslonki wyrzucanego gazu.Ponadto, gdy z zewnetrznego otworu wylotowe¬ go wyplywa stosunkowo gruba oslonka modera¬ tora, wówczas moze byc równiez wieksza wzgled¬ na róznica predkosci pomiedzy strumieniami wy¬ plywajacymi z posredniego i zewnetrznego otwo¬ ru wylotowego. I tak na przyklad, jesli w poda¬ nym dalej przykladzie, w celu zabezpieczenia i oslony strumienia tlenu pomiedzy koncówka otwo¬ ru wylotowego a miejscem reakcji z gazem syn¬ tezowym zastosowac cienka oslonke moderatora, pozadane byloby odpowiednie zwiekszenie pred¬ kosci liniowej strumienia moderatora. Jezeli za¬ miast strumienia moderatora o szerokosci 15,36 mm i predkosci 46,0 m/sek., jak podano w przy¬ kladzie, oslonka moderatora ma grubosc promie¬ niowa np. 6,35 mm lub mniejsza, powinna ona korzystnie miec predkosc bliska 61 m/sek.Stosunki ilosciowe reagentów i ich rozdzial w poszczególnych strumieniach sa takie, aby w ge¬ neratorze gazu syntezowego o swobodnym prze¬ plywie do bezkatalitycznego czesciowego utlenia¬ nia w temperaturze w granicach 634,6—1912,4°C i pod cisnieniem 1—275 atm. wytwarzac gaz o po¬ zadanym skladzie. Proces taki opisano w artyku¬ le pt„ „Partial Combustion of Residual Fuels" W.L. Slater i R. M. Dille, Texaco Inc., Montebello, California, przedruk z Chemical Engineering Pro¬ gress, listopad 1965.Jak stwierdzono poprzednio, sposób wedlug wynalazku dotyczy czesciowego spalania weglo¬ wodorów cieklych w warunkach normalnych.Oznacza to zwlaszcza weglowodory ciekle w tem¬ peraturze pokojowej i nizszej. Naleza do nich np. butany, pentany, heksany i ciekle w tych warun¬ kach gazolina, nafta, oleje gazowe, ropa naftowa, 843 id paliwa do silników Diesla, oleje surowe, pozosta¬ losc podestylacyjna ropy naftowej z destylacji pod cisnieniem atmosferycznym lub zmniejszonym, smoly weglowe, oleje smolowe, oleje lupkowe, jak równiez weglowodory zawierajace inne atomy ta¬ kie jak tlen, jednakze w takich ilosciach, aby nie pogarszaly samopodtrzymujacego sie spalania.Okreslenie to obejmuje równiez szlamy stalych paliw weglowych we wspomnianych cieklych we- io glowodorach. Nalezy takze stwierdzic, ze sposób wedlug wynalazku dotyczy wszystkich weglowo¬ dorów o ciezarze wyrazonym w jednostkach Ame- ricon Petroleum Institute w zakresie —15°—150° API.Jak wynika z cytowanej literatury, dozowanie reagentów wymaga takiego ograniczenia srodków utleniajacych, aby wystarczalo ich tylko do prze¬ prowadzenia czesciowego utleniania, pod którym rozumie sie wytwarzanie tlenku wegla i wodoru a ograniczenie wytwarzania produktów calko¬ witego utleniania, takich jak H2Ó i CÓ2.Dlatego w swietle stanu techniki wybór kon¬ strukcji jest sprawa oczywista dla znawcy, stwier¬ dzajacego na przyklad, ze weglowodory o nizszym ciezarze maja tendencje do wytwarzania plomie¬ nia adiabatycznego o wyzszej temperaturze i tym samym, w celu zwiekszenia wzglednej wydajnos¬ ci pozadanego produktu i zlagodzenia oraz zaha¬ mowania nadmiernego wzrostu temperatury w strefie reakcji, wymagaja wiekszych ilosci utlenia¬ czy zapobiegajacych wzrostowi. temperatury, ta¬ kich jak C02 i HzO. Tam gdzie przykladowo tem¬ peratura ma tendencje wzrostu powyzej 1300— 1360°C, konstruktor moze po prostu zastapic czy- sty tlen moderatorem w postaci C02 lub H20, co jest znane w technice.Na odwrót, to sarno wymaganie dotyczace mo¬ deratora odnosi sie do cieklych weglowodorów, co umozliwia w sposobie wedlug wynalazku wprowadzenie zewnetrznej ochronnej oslonki mo¬ deratora, a co nie byloby mozliwe w przypadku weglowodorów gazowych, dla których cieplo uzy¬ skane z reakcji egzotermicznej w obecnosci tlenu moze byc niewystarczajace aby umozliwic stoso¬ wanie moderatorów na wieksza skale.Jesli chodzi o wymiary otworów wylotowych, wynikaja one z ilosci spalanych poszczególnych skladników substancji zasilajacej oraz predkosci 50 przeplywu przez dysze, okreslonych wedlug poda¬ nych poprzednio wymogów.Korzystne jest zmieszanie czesci dodawanej pary ze strumieniem tlenu, tam gdzie istnieje szczegól¬ na tendencja do miejscowego zbyt intensywnego 55 spalania, odbywajacego sie w poblizu koncówki dyszy, gdy stosuje sie lotny ciekly weglowodór, który ma tendencje do parowania, wobec czego miesza sie i reaguje gwaltownie z czystym tle¬ nem. To z kolei w przypadku podgrzanych iot- 60 nych weglowodorów, majacych tendencje do in¬ tensywnego wyzwalania ciepla w póblizii dyszy mozna w duzym stopniu przezwyciezyc przez wprowadzenie, w celu zwolnienia reakcji tlenu z cieklym weglowódbrerri, czesci moderatora do 65 strumienia tlenu.11 Przeciwnie, w przypadku nielotnego cieklego oleju, który przed ekstensywnym spaleniem na¬ lezy dlugo odparowywac- lub rozpylac, wprowa¬ dzenie pary do strumienia tlenu moze byc zbedne.Na ogól jednak rozcienczanie strumienia tlenu para w ilosci powyzej 25% wagowych w celu od¬ powiedniego zmniejszania jego aktywnosci nie jest zazwyczaj konieczne ani zalecane.Dlatego, o ile w przypadku stosowania zwy¬ klych ciezkich, cieklych weglowodorów korzyst¬ nie jest stosowac w oslonce 100% pare, to czesc tej pary, okreslona przez czynniki konstrukcyjne, mozna wprowadzac do strumienia tlenu lub mie¬ szac z cieklym weglowodorem.W celu lepszego zrozumienia wynalazku na za¬ laczonym rysunku przedstawiono korzystny przy¬ klad wykonania wynalazku.Palnik, stosowany w sposobie wedlug wynalaz¬ ku jest przykladowo przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok palni¬ ka, fig. 2 przedstawia w powiekszeniu przekrój wspólpradowej koncówki palnika wskazanej na fig. 1 za pomoca prostokata oznaczonego linia przerywana a fig. 3 przedstawia schematycznie palnik umieszczony w komorze reakcyjnej i ogól¬ nie wyplyw reagentów z koncówki palnika oraz recyrkulacje gazu syntezowego w przestrzeni pe¬ ryferyjnej.Palnik pokazany na fig. 1 stanowi urzadzenie, sluzace do wprowadzania do strefy reakcyjnej ge¬ neratora gazu kilku strumieni. Wlot E wprowa¬ dza strumien gazu hamujacego wzrost tempera¬ tury, takiego jak para, do zewnetrznego przewo¬ du pierscieniowego 14. Gaz zawierajacy wolny tlen taki jak w zasadzie czysty tlen, wprowadzo¬ ny jest przez wlot F jako material zasilajacy do pierscieniowego przewodu posredniego 16, pod¬ czas gdy ciekly weglowodór, taki jak olej, wpro¬ wadzony jest do srodkowego przewodu osiowego 18 przez wlot G.Wystawiona na dzialanie ciepla pierscieniowa powierzchnia czolowa wspólpradowej koncówki B palnika ma gladka, wypukla konfiguracje. Ze¬ bro montazowe C stosowane jest do umieszcza¬ nia palnika na wierzcholku generatora gazu syn¬ tezowego (nie pokazanego) w kolnierzu kryzo¬ wym. Wezownica chlodzaca D. jest owinieta wo¬ kól zewnetrznej powierzchni palnika i styka sie z nia w poblizu wspólpradowej koncówki. Prze¬ wody chlodzace sa polaczone z komora chlodza¬ ca 32 w ten sposób, ze srodek chlodzacy wply¬ wa przez wlot 33 i wyplywa przez sasiedni wy¬ lot 35.Jak widac na fig. 2, przedstawiajacej przekrój wspólpradowej koncówki palnika, srodkowa dy¬ sza zasilajaca 20 polaczona jest z zakonczeniem srodkowego przewodu 17, na przyklad przy pomo¬ cy spawu lub gwintu. Palnik jest w zasadzie zbu¬ dowany symetrycznie i koncentrycznie wokól swej podluznej osi.Srodkowa dysza 20 charakteryzuje sie tym, ze ma dosrodkowo zwezajaca sie czesc 45, zbiezna w kierunku podluznej osi palnika, cylindryczna czesc 46 i okragly otwór wylotowy na zakonczenie wspólpradowej koncówki 47. Zwezajaca sie czesc 88 843 12 45 dyszy sirodkowej 20 korzystnie przechodzi w cy¬ lindryczna czesc 46 w ten sposób, aby tworzyc plaski profil w poprzek przekroju cylindrycznego.W celu ustawienia w linii, rozmieszczenia i usy- tuowania przewodu srodkowego 17 w kierunku poprzecznym i wzdluznym wzgledem posredniej wspólosiowej koncentrycznej dyszy wylotowej 23 zbieznej w ksztalcie scietego stozka, w wielu miejscach na przewodzie srodkowym 17 sa umiesz- czone liczne zebra lub wystepy mocujace 19.Posrednia dysza wylotowa 23 ciagnie sie od koncentrycznego wspólosiowego przewodu posred- nego 44 i korzystnie jest do niego przyspawana.Przewód posredni 44 jest nalozony promieniowo dookola zewnetrznej czesci przewodu srodkowego 17 wzdluz jego dlugosci, tworzac tym samym po¬ sredni przewód pierscieniowy 16 i pierscieniowy otwór wylotowy 24.Posrednia dysza wylotowa 23 jest zbiezna do- srodkowo w kierunku podluznej osi palnika i ma na wspólpradowym zakonczeniu okragla konców¬ ke 22. Powierzchnia wewnetrzna 29 posredniej dy¬ szy wylotowej 23 wraz z dosrodkowa zbiezna stoz- kowo powierzchnia zewnetrzna 31 srodkowej dy- szy 20 tworzy wspomniany poprzednio zbiezny dosrodkowo przewód posredni w ksztalcie sciete¬ go stozka, na którego wspólpradowym zakoncze¬ niu znajduje sie niezasloniety pierscieniowy otwór wylotowy 24. Przewód ten zasilany jest poprzez pierscieniowy przewód posredni 16 wspomnianym strumieniem gazu zawierajacego tlen i przewidzia¬ ny jest w celu przyspieszenia tego strumienia do wysokiej predkosci.Koncówka pierscieniowa 22 posredniej dyszy wylotowej 23 korzystnie wystaje nieco z okraglej koncówki 47 srodkowej dyszy 20 w kierunku przeplywu strumienia. Taki uklad zabezpiecza koncówke 47 przed promieniowaniem. Jednakze zakonczenia obydwóch tych koncówek moga lezec 40 w tej samej plaszczyznie, badz tez pierscieniowa koncówka posrednia 22 moze byc nieco cofnieta do tylu, jak zaznaczono na fig. 2 przerywana li¬ nia 42. To ostatnie usytuowanie pozwala ograni¬ czyc ilosc pary, która wprowadza sie do strumie- 45 nia tlenu przed jego wejsciem do reaktora. Jed¬ nak w wyniku takiego cofniecia ochronna oslon¬ ka pary nie moze byc zbyt cienka, gdyz tlen móglby dyfundowac poprzez otoczke pary i spa¬ lac sie z gazem syntezowym zbyt blisko konców- 50 ki palnika lub wraz z innymi reagentami atako¬ wac zewnetrzna powierzchnie metalowej konców¬ ki.W celu ustalenia w linii, rozmieszczenia i usy¬ tuowania wspólosiowego koncentrycznego posred- 55 niego przewodu rurowego 44 i posredniej, koncen¬ trycznie zbieznej dyszy 23 w kierunku poprzecz¬ nym i wzdluznym wzgledem nalozonego promie¬ niowo zewnetrznego wspólosiowego koncentrycz¬ nego przewodu rurowego 48 i zewnetrznej wspól- 60 osiowej, zbieznej w ksztalt scietego stozka piers¬ cieniowej dyszy wylotowej 26, na przewodzie ru¬ rowym 44 sa. umieszczone liczne zebra lub wyste¬ py mocujace 53. Przewód zewnetrzny 48 jest na¬ lozony promieniowo wokól zewnetrznej powierzch- 65 ni przewodu posredniego 44 wzdluz jego dlugosci.88 843 13 14 Zewnetrzna dysza wylotowa 26 w ksztalcie sciete¬ go stozka jest przedluzeniem zewnetrznego prze¬ wodu rurowego 48.Jest ona zbiezna dosrodkowo w kierunku po¬ dluznej osi palnika do otworu 50. Od otworu 50 zaczyna sie nieprzesloniety, wspólosiowy, rozsze¬ rzajacy sie rozbieznie srodkowy przewód 55. Uro¬ jona plaszczyzna w której lezy otwór 50 jest pro¬ stopadla do podluznej osi palnika i korzystnie jest nieco wysunieta w kierunku przeplywu strumie¬ nia wzgledem urojonej plaszczyzny, biegnacej przez okragla koncówke 47 dyszy srodkowej 20.Otwór 50 jest zwykle na zewnatrz zbieznej dyszy 26 i rozszerzajacego sie przewodu 55 tam, gdzie jest najmniejsza srednica. Otwór 50 otoczony jest plynem chlodzacym, takim jak woda, znajduja¬ cym sie w opisanej dalej komorze chlodzacej 32.Przewód pierscieniowy 28, zbiezny w ksztalt scietego stozka, ciagnie sie od wspólpradowego za¬ konczenia zewnetrznego przewodu pierscieniowe¬ go 14 i jest polaczony z wewnetrzna powierzchnia 51 zewnetrznej pierscieniowej dyszy wylotowej 26 i z wewnetrzna powierzchnia 52 posredniej dyszy wylotowej 23. Otwór 50 jest w bliskim sasiedz¬ twie otworu wylotowego zewnetrznego przewodu pierscieniowego 28.Koncówka palnika wystawiona na dzialanie cie¬ pla jest wyposazona w komore chlodzaca 32 We¬ wnetrzna czesc pierscieniowej komory chlodzacej utworzona jest przez wewnetrzna scianke 34 usy¬ tuowana koncentrycznie wokól osi palnika. Jak wspomniano poprzednio, scianka 34 stanowi czesc zewnetrznej pierscieniowej dyszy wylotowej 26 w ksztalcie scietego stozka. Czesc zewnetrzna lub scianka plaszcza komory chlodzacej 32 stanowi zewnetrzna scianke rozszerzajacego sie odsrodko¬ wo przewodu 55, który rozwija sie w pierscienio¬ wa wypukla powierzchnie 36 na najbardziej na zewnatrz wysunietej w kierunku przeplywu stru¬ mienia i wystawionej na dzialanie ciepla konców¬ ce palnika. Czesc zewnetrzna komory chlodzacej 32 jest korzystnie stosunkowo cienkoscienna, np. ma grubosc 1—10 mm. Wypukla powierzchnia 36 moze miec np. w przekroju ksztalt nieco pólkoli¬ sty. W celu ulatwienia montazu, komora chlodza¬ ca 32 na zewnetrznym obwodzie jest zamknieta czlonem pierscieniowym lub odcinkiem wezowni- cy 38, przyspawanym spoinami 40.Urojona plaszczyzna biegnaca stycznie poprzez najbardziej wysunieta w kierunku przeplywu po¬ wierzchnie czolowa 54 na pierscieniowej wypu¬ klej powierzchni 36 komory chlodzacej 32 jest prostopadla do podluznej osi palnika. Tak wiec urojone plaszczyzny biegnace przez powierzchnie czolowa 54, powierzchnie otworu 50 i powierzchnie czolowa koncówki dyszy 47 sa w zasadzie wza¬ jemnie równolegle i korzystnie usytuowane wzdluz podluznej osi palnika w wymienionej kolejnosci.Usytuowanie osiowe srodkowej koncówki 47 dy¬ szy srodkowej i wymiary wspólosiowego rozsze¬ rzajacego sie przewodu srodkowego 55 sa korzy¬ stnie takie, aby kat rozwarcia oznaczony na ry¬ sunku symbolem M wahal sie w granicach 70—140° a korzystnie 90—135°. Kat rozwarcia M jest wycinkiem kata zawartego pomiedzy dwo¬ ma ramionami kata w plaszczyznie przechodza¬ cej przez podluzna os palnika, a wierzcholek tego kata znajduje sie w punkcie wyznaczonym przez przeciecie podluznej osi palnika i plaszczyzny przebiegajacej przez koncówke 47 dyszy srodko¬ wej 20 normalnej do podluznej osi palnika, przy czym, jak pokazano na rysunku, ramiona te sa styczne odpowiednio do rozszerzajacej sie na zewnatrz peryferyjnej powierzchni przewodu 55, utworzonej przez pierscieniowa wypukla powierz¬ chnie 36 zewnetrznej czesci komory chlodzacej 32.Przy takiej konstrukcji palnika strumien gazu hamujacego wzrost temperatury wprowadzony jest do strefy reakcji poprzez przewód pierscie¬ niowy 14 i dalej przeplywa przez zbiezny zew¬ netrzny przewód pierscieniowy 28, w którym zo¬ staje przyspieszony podczas przeplywu przez nie¬ przesloniety okragly otwór 50 umieszczony w po¬ blizu koncówki palnika, a nastepnie wyplywa przez koncentryczny, nieprzesloniety, rozszerzaja¬ cy sie srodkowy przewód wlotowy 55, wspólosio¬ wy z podluzna osia palnika. Wyplywajaca z palni¬ ka pierscieniowa oslonka gazu hamujacego wzrost temperatury przeciwdziala egzotermicznej reakcji w poblizu czola palnika pomiedzy H2 i CO zawra¬ canym ze strefy reakcji a wprowadzonym do strefy reakcji poprzez palnik strumieniem tlenu.Tak wiec z trzech wspólosiowych koncentrycz¬ nych dysz do pojedynczego wspólosiowego, nie- przeslonietego, rozszerzajacego sie na zewnatrz przewodu srodkowego 55 wyplywaja jednoczesnie dwa strumienie reagentów, osloniete strumieniem gazu hamujacego wzrost temperatury. Ponadto w bezposredniej bliskosci powierzchni palnika w otworze 50 utrzymuje sie oslonke z niepalnego gazu tak, ze powierzchnia palnika jest w sposób ciagly odizolowana od wlasciwej reakcji i tym samym zabezpieczona przed uszkodzeniem. Przy¬ spiesza to równiez mieszanie strumieni we wlas¬ ciwych proporcjach w celu obnizenia temperatu¬ ry do pozadanego maksimum, przy czym reakcja zostaje zainicjowana poza palnikiem a gorace pro¬ dukty reakcji sa niezwlocznie oddalane od palni¬ ka.Przewody wspomnianej poprzednio wezownicy chlodzacej D polaczone sa w dowolny, dogodny sposób z komora chlodzaca 32 tak, aby zapewnic ciagly przeplyw przez nia srodka chlodzacego.Srodek chlodzacy doplywa na przyklad przez wlot 33, krazy dookola komory chlodzacej 32 o ksztal¬ cie toroidalnym i wyplywa przez wylot 35 sasia¬ dujacy z wlotem 33. Wewnatrz komory chlodza¬ cej 32 moga byc umieszczone przegrody do kie¬ rowania przeplywem.Nalezy ponadto zauwazyc, ze poniewaz scianka czolowa 36 ma wypukla konfiguracje i jest sto¬ sunkowo cienka w porównaniu z palnikiem o pla¬ skich sciankach, wytrzymuje ona lepiej podwyz¬ szone cisnienie panujace w komorze reakcyjnej i lepiej odprowadza cieplo.Fig. 3 przedstawia czesc komory reakcyjnej ge¬ neratora gazu syntezowego, umieszczonej kolo pal- „ nika i skladajacej sie z powloki zewnetrzne} Ifr i 40 45 50 55 6088 843 16 ognioodpornej wykladziny wewnetrznej 12. Pal¬ nik A z koncówka lub dysza B umieszczony jest w wydluzonym kanale utworzonym w naczyniu reakcyjnym i wylozonym ogniotrwala wykladzina tak, ze jego najbardziej wysunieta osiowo czesc lub koncówka B dochodzi do goracego wnetrza komory reakcyjnej. Zebro montazowe C, przed¬ stawione na fig. 1 lecz nie pokazane na fig. 3 la¬ czy palnik z naczyniem reakcyjnym. Jak wspom¬ niano poprzednio, dla zapewnienia stalego prze¬ plywu srodka chlodzacego przez koncówke palni¬ ka mozna stosowac przewody wezownicy chlodza¬ cej D.Na fig. 3 pokazano, jak na skutek wtryskiwa¬ nia do komory reakcyjnej strumieni reagentów o duzej predkosci, energia kinetyczna tych strumie¬ ni moze powodowac powstawanie wirów lub burz¬ liwych pradów. Jak wspomniano, energia kine¬ tyczna strumienia o duzej predkosci 30 powoduje zawirowania, które wywoluja omiatanie ekspono¬ wanych powierzchni koncówki palnika przez che¬ micznie aktywne gorace gazy o duzej predkosci, co moze prowadzic do nadmiernie wysokiej tempe¬ ratury powierzchni metalu. Unika sie tego w sposobie wedlug wynalazku, przedluzajac tym samym zywotnosc palnika.Przyklad. W procesie prowadzonym na skale przemyslowa stosuje sie 5-calowy trój otworowy palnik z koncówka rozpylajaca jak przedstawiono na rysunku.Przez srodkowy otwór palnika, uwidoczniony na rysunku, wyplywa w ilosci 24.970 kg/godz. ciekly olej, frakcja ropy naftowej o ciezarze 5°API, o temperaturze 148,9°C.Najglebiej umieszczony otwór ma srednice 30,88 mm a predkosc cieczy w koncówce wynosi 9,14 m/sek.Tlen wplywa przez posredni otwór pierscienio¬ wy, jak pokazano na rysunku, zwezajacy sie stoz- kowo pod katem 25° do osi otworu srodkowego, w temperaturze 148,9°C w ilosci 620 ton/dobe.Palnik wykonany jest ze stopów odpornych na dzialanie ciepla i utlenianie.Srednica wewnetrzna posredniego otworu piers¬ cieniowego, którym wplywa tlen, wynosi 31,75 mm a srednica zewnetrzna 43,66 mm, przy czym wy¬ miary te odnosza sie do srednic mierzonych w plaszczyznie normalnej do osi dyszy srodkowej.Dlatego strumien tlenu wychodzacy z posredniego otworu plynie z predkoscia 125,49 m/sek.Przez zewnetrzny pierscieniowy wylot plynie moderator w ilosci 12.258 kG/godz. Moderator ten stanowi para o temperaturze 398,8°C. Srednica wewnetrzna wylotu zewnetrznego wynosi 46,43 mm a jego srednica zewnetrzna — 69,85 mm, przy czym pomiaru dokonuje sie jak podano poprzed¬ nio. Dlatego tez predkosc strumienia pary wyply¬ wajacego z dyszy wynosi 46,02 m/sek.Zewnetrzna dysza pierscieniowa jest zbiezna pod katem 30° w stosunku do podluznej osi dyszy srodkowej tak, ze jej scianka zewnetrzna pozo¬ staje w zasadzie w równej odleglosci od scianki wewnetrznej.Szerokosc zewnetrznego pierscieniowego otworu wylotowego wynosi 13,46 mm, podczas gdy szero¬ kosc wewnetrznego pierscieniowego otworu wy¬ lotowego wynosi 6,86 mm, to znaczy okolo polo¬ wy wielkosci poprzedniej. Dlatego w praktyce pozwala to na nieco wieksze zmiany wzglednych predkosci pary i tlenu niz w przypadku zew¬ netrznej oslonki moderatora, której grubosc mo¬ glaby znacznie zmalec i oslonka moglaby ulegac rozerwaniu.Palnik wtryskuje strumien reagentów bezpo- io srednio do komory spalania, pracujacej pod cis¬ nieniem 84,37 kG/cm2 i w temperaturze 1356,9°C.Gdy srednica najbardziej na zewnatrz wysunietej czesci palnika wynosi okolo 127 mm, wazne jest, aby czesc palnika wysunieta najbardziej poza obrzeze zewnetrznego pierscieniowego otworu wy¬ lotowego wystawala do wnetrza strefy reakcji.Grubosc sciany wypuklej powierzchni czolowej komory chlodzacej w koncówce palnika, wysta¬ wionej na dzialanie ciepla, wynosi 3,175 mm. Je- zeli palnik mialby miec plaska powierzchnie czo¬ lowa, wówczas nalezaloby zwiekszyc grubosc scia¬ nek o 25% lub wiecej aby mogly one wytrzymac róznice cisnienia dochodzaca do 77,34 kg/cm2 po¬ miedzy wnetrzem komory chlodzacej a cisnieniem panujacym na zewnatrz tej komory. Pomimo tej zmniejszonej grubosci scianek palnik pracuje przez dlugi okres czasu bez uszkodzenia jego ekspono¬ wanych powierzchni. Ponadto zywotnosc palnika wzrasta o 25% w porównaniu z palnikiem o pla- skiej powierzchni czolowej wystawionej na dzia¬ lanie ciepla. PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 35 l. Sposób wytwarzania mieszanin gazowych za¬ wierajacych wodór i tlenek wegla, takich jak gaz syntezowy, gaz redukujacy lub gaz opalowy, w reakcji strumienia gazu zawierajacego wolny tlen ze strumieniem weglowodoru cieklego w normal¬ ko nych warunkach, prowadzonej w bezkatalitycz- nym generatorze gazu o swobodnym przeplywie w obecnosci strumienia gazu hamujacego wzrost temperatury, polegajacy na jednoczesnym wtry¬ skiwaniu reagentów do strefy reakcji poprzez pal- 45 nik skladajacy sie z licznych oddzielnych, koncen¬ trycznych przewodów, usytuowanych wspólosiowo do podluznej osi palnika, skladajacego sie ze srodkowego cylindrycznego przewodu wylotowego, pojedynczego posredniego, ^osrodkowo zbieznego 50 pierscieniowego przewodu wylotowego wspólosiowe¬ go z przewodem srodkowym i zewnetrznego prze¬ wodu wylotowego, stanowiacego dosrodkowo zbiezny przewód pierscieniowy otaczajacy wymie¬ nione poprzednio przewody i wspólosiowy z nimi, 55 znamienny tym, ze do strefy reakcji przez prze¬ wód srodkowy wprowadza sie strumien cieklego weglowodoru lub strumien gazu zawierajacego wolny tlen, podczas gdy drugi strumien wprowa¬ dza sie do strefy reakcji przez przewód posredni, 60 przy *czym strumienie wplywaja do strefy reak¬ cji ze znacznie rózniacymi sie predkosciami i wzajemnie wzgledem siebie pod katem ostrym tak, aby uzyskac rozpylenie cieklego weglowodoru i wymieszanie reagentów w okreslonej odleglosci od 65 najbardziej wystajacej w kierunku przeplywu88 i 17 strumieni czesci koncówki palnika, przy czym co najmniej czesc gazu hamujacego wzrost tempera¬ tury przeplywa przez przewód zewnetrzny.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do srodowiska reakcji wprowadza sie ciekly we- 5 glowodór z predkoscia 3—30,5 m/sek., gaz zawie¬ rajacy wolny tlen z predkoscia 33,5 m/sek. do predkosci dzwieku a gaz hamujacy wzrost tempe¬ ratury z predkoscia 16,75 m/sek. do predkosci dzwieku. 10

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze strumien gazu zawierajacego wolny tlen wprowa¬ dza sie przez posredni przewód pierscieniowy a strumien cieklego weglowodoru przez srodkowy przewód wylotowy. 15

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie strumien wychodzacy z posredniego, dosrodkowo zbieznego, pierscieniowego przewodu wylotowego o powierzchni nachylonej do podluz- 18 nej osi palnika pod katem 10—55° a strumien wychodzacy z zewnetrznego, dosrodkowo zbiezne¬ go pierscieniowego otworu wylotowego, o po¬ wierzchni nachylonej do podluznej osi palnika pod katem 15—60°.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie pod cisnieniem 1—275 atmo¬ sfer i w temperaturze 649—1925°C.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako gaz hamujacy wzrost temperatury stosuje sie pare, kropelki wody, C02, azot i inne gazy obo¬ jetne, spaliny lub gaz uchodzacy ze strefy reduk¬ cji rudy.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako gaz hamujacy wzrost temperatury stosuje sie pare lub kropelki wody, przy czym do 25% tego gazu wprowadza sie do generatora gazu w posta¬ ci zmieszanej z gazem zawierajacym wolny tlen. PL