PL96019B1 - Urzadzenie do wytwarzania gazu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wy¬ twarzania gazu z wegla i pary wodnej, pod wy¬ sokim cisnieniem i ze stalym doprowadzaniem cie¬ pla.Znane urzadzenie do wytwarzania gazu wodne¬ go stanowia nieruchome cylindryczne retorty lub generatory szybowe. Aby proces wytwarzania ga¬ zu wodnego mozna prowadzic skutecznie, cieplo musi byc doprowadzane do niego w sposób umo¬ zliwiajacy nagrzanie wegla do temperatury okolo 1000°C, przy czym proces ten musi byc dostosowa¬ ny do przerobu wegla na skale przemyslowa. Do¬ tychczas nosnik ciepla doprowadzany do wegla w postaci ciala stalego lub retorta nagrzewana od zewnatrz, nie zapewniaja tego.Wedlug wynalazku wykorzystywano energie ja¬ drowa do wytwarzania gazu, odprowadzajac cieplo z reaktora jadrowego za pomoca gazu, jako nos¬ nika ciepla i doprowadzajac go do wegla za po¬ moca ukladu rur zanurzonych w zlozu fluidalnym w retorcie.Celem wynalazku jest skonstruowanie urzadze¬ nia do wytwarzania gazu przy uwzglednieniu wy¬ sokich wymagan co do odpornosci na dzialanie wysokiego cisnienia i temperatury, przerobu we¬ gla, mozliwosci przenoszenia ciepla do zloza flui¬ dalnego i do elementów budowlanych. Cel ten we¬ dlug wynalazku zostal osiagniety przez to, ze prze¬ strzen wewnetrzna retorty usytuowanej w pozy¬ cji lezacej, majacej postac dziurkowanej wanny, jest podzielona na plaska przestrzen dolna, w któ¬ rej znajduja ujscie przewody doprowadzajace pa¬ re wodna i na wysoka przestrzen górna, w której znajduja ujscie urzadzenia do doprowadzania we¬ gla i odprowadzania pozostalosci poweglowyeh i do odciagania wytworzonych gazów, przy czym w retorcie znajduja sie ksztaltowniki szynowe, korzy¬ stnie z chlodzeniem wewnetrznym, rozciagajace sie w jej kierunku podluznym i obejmujace obrzeza wanny, a ponadto rury w ksztalcie szpilki od wlo¬ sów lub meandra, polaczone ze zródlem ciepla sie¬ gaja w przestrzeni górnej do wewnatrz zloza flu¬ idalnego wegla znajdujacego sie w wannie.Wanna w retorcie lub sama retorta jest korzy¬ stnie usytuowana w taki sposób, ze po stronie, od której doprowadza sie do niej wegiel, jest usytu¬ owana wyzej, niz po stronie, po której odprowa¬ dza sie z niej pozostalosci poweglowe. Róznica w wysokosci, to znaczy nachylenie osi podluznej wan¬ ny lub retorty do poziomu, jest nastawna.Z lezacego usytuowania retorty, która jest wy¬ konana w zwykly sposób z elementów rurowych ze stopu odpornego na dzialanie wysokiej tempe¬ ratury, wynikaja korzystne warunki dla skon¬ struowania, obciazania i dzialania elementów bu¬ dowlanych. Dotyczy to zwlaszcza rur grzejnych, które umozliwiaja krzyzowy przeplyw czynnika.Wanna jest osadzona przesuwnie w ksztaltowni¬ kach szynowych. Rury grzejne, wanna i ewentu¬ alnie inne konieczne elementy budowlane sa swo- 96 01996019 3 4 bodnie zawieszone lub zamocowane z mozliwoscia swobodnego przesuwu wzgledem ciebie w retorcie, co umozliwia wyeliminowanie obciazen mechanicz¬ nych, jakie mialyby miejsce na skutek róznic w rozszerzalnosci cieplnej.Poprzeczne usytuowanie rur grzejnych wzgledem osi podluznej retorty oraz kierunku przeplywu wegla umozliwia optymalne ustalenie powierzchni rur, przekroju poprzecznego przeplywu kazdej z. rur grzejnych" i calego ukladu rur grzejnych, przy¬ padajacych na objetosc zloza fluidalnego. Dzieki temu udalo sie uzyskac wykorzystanie na skale przemyslowa endotermicznego procesu odgazowy¬ wania wegla do-wytwarzania gazu o duzym udzia¬ le metanu. • Zaleta wynalazku jest równiez to, ze przerób wegla, dzieki zmiennemu w pewnych granicach po¬ chyleniu retorty, mozna latwo i niezaleznie od warunków w jakich znajduje sie zloze fluidalne dostosowac do zapotrzebowania ciepla.Rury grzejne sa usytuowane w plaszczyznach prostopadlych do podluznej osi retorty, jedna za druga i sa polaczone z rurami zbiorczymi, znaj¬ dujacymi sie w górnej czesci przestrzeni retorty.W kazdej z takich plaszczyzn prostopadlych do kierunku podluznego retorty moze znajdowac sie wieksza liczba rur. W takim przypadku dwie rury grzejne z jednej plaszczyzny moga byc czesciowo przylaczone do jednej rury zbiorczej, na skutek czego liczba rur zbiorczych bedzie mniejsza od podwójnej liczby rur grzejnych.Umozliwia to zaopatrzenie wymiennika ciepla w rury o zwyklych wymiarach, zwlaszcza w rury o malych srednicach przeplywu. Dzieki zastoso¬ waniu odpowiedniej dlugosci tych rur i równole¬ glym polaczeniu odpowiedniej ich liczby osiaga sie w duzym stopniu w ukladzie rur grzejnych zada¬ na predkosc przeplywu gazu nosnego, dopuszczalny spadek cisnienia i zadana powierzchnie czynna ukladu rur, bez koniecznosci zabudowania górnej przestrzeni retorty rurami i nadmiernego ograni¬ czania predkosci przemieszczania sie zloza fluidal¬ nego.Zastosowanie rur malokalibrowych ma ponadto te zalete, ze grubosc scianek* rur, mimo znacznego cisnienia i temperatury, w jakich te rury pracuja, pozostaje stosunkowo mala. Z powodu malej prze¬ wodnosci cieplnej stopów, z których wykonane sa rury zastosowanie rur cienkosciennych jest korzy¬ stniejsze. W przypadku zastosowania, rur o cien¬ szych sciankach przeplyw ciepla jest wiekszy, co umozliwia utrzymywanie mniejszej róznicy tempe¬ ratury pomiedzy nosnikiem ciepla a odbiornikiem ciepla. Poza tym. rury o malych srednicach prze¬ plywu stopów odpornych na dzialanie wysokiej temperatury latwiej wytwarzac i obrabiac, niz ru¬ ry o duzej srednicy.Przedmiot wynalazku jest schematycznie uwido¬ czniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia srodkowy element retorty w przekroju poprzecz¬ nym, a fig. 2 ten sam element w przekroju podlu¬ znym.Element rurowy zawiera odporna na dzialanie wysokiej temperatury rure wewnetrzna 1 z izo¬ lacja cieplna 2 oraz zewnetrzna rure nosna 3. W rurze wewnetrznej 1 sa umieszczone ksztaltow¬ niki szynowe, usytuowane w jej kierunku podlu¬ znym, w których sa osadzone przesuwnie obrzeza wanny 6. Ksztaltowniki szynowe 4, 5 sa wspawa- ne w rure wewnetrzna 1 i korzystnie sa wewnatrz puste w celu umozliwienia przeplywu czynnika chlodzacego. i Wanna 6 jest wykonana ze stali odpornej na dzialanie wysokiej temperatury i jest dziurkowa¬ na na calej powierzchni z wyjatkiem nakladko¬ wych obszarów brzegowych. Dzieli ona przestrzen wewnetrzna rury wewnetrznej 1 na niska, dolna przestrzen 7. i wysoka, górna przestrzen 8. W dol¬ nej przestrzeni 7 znajduje ujscie króciec 9.W górnej przestrzeni 8 jest zawieszony uklad rur grzejnych 10, który siega do wewnatrz wan¬ ny 6. Uklad rur grzejnych 10 zawiera poszczególne rury grzejne, na przyklad 11, o ksztalcie meandra lub szpilki do wlosów, usytuowanych w plaszczy¬ znie rysunku elementu rurowego wedlug fig. 1, które sa przylaczone do rur zbiorczych na przy¬ klad 12, 13. Wszystkie dalsze rury grzejne 14, 15, znajdujace sie w tej samej plaszczyznie poprzecz¬ nej sa przylaczone do innych rur zbiorczych 16, 17, 18, 19. Poszczególne rury grzejne, usytuowane jed¬ na za druga wzdluz osi elmentu rurowego sa przy¬ laczone do tych samych rur zbiorczych. Rury zbior¬ cze kazdego z elementów rurowych sa zawieszo¬ ne w rurze wewnetrznej 1, na przyklad rura zbiorcza 12 jest zawieszona w katowniku 20. Dal¬ sze elementy zawieszenia stanowia czesci 21 i 22.Poza tym, kazda z rur zbiorczych 12, 13, 16, 17, 18, 19 ma po jednym króccu wlotowym i wylo¬ towym 23, 24, 25, 26, 27, 28. Ponadto kazdy ele¬ ment rurowy ma króciec 29 uchodzacy do górnej przestrzeni 8.Retorta zawiera wiele elementów rurowych te¬ go rodzaju, które sa polaczone ze soba kolnierza¬ mi 30, 31, a od konców sa zakryte pokrywami, nie przedstawionymi na rysunku. Pokrywy zawie¬ raja dna dostosowane do rury wewnetrznej 1 i rury nosnej 3 oraz izolacje cieplna, umieszczona pomiedzy nimi. Poza tym w kazdej pokrywie znaj¬ duje sie otwór wsadowy albo wyladowczy. Wanny 6 wystaja z jednej strony poza elementy rurowe, na skutek czego po zlozeniu elementów rurowych zachodza one na siebie na zakladke.Sposób dzialania retorty jest nastepujacy. Pod¬ czas rozruchu do wanny 6 wprowadza sie wegiel, który utrzymuje sie w stanie fluidalnym w zlozu za pomoca pary wodnej, odprowadzanej do nie¬ go poprzez otwór 9. Nagrzewanie wegla nastepuje przewaznie za pomoca czynnika grzejnego, który jest nagrzewany do temperatury przekraczajacej 1000°C w reaktorze jadrowym, a doprowadzany do ukladu rur grzejnych 10 i nastepnie po odda¬ niu ciepla uzytecznego w retorcie oraz korzystnie równiez w innych odbiornikach ciepla jest z po¬ wrotem doprowadzany do reaktora jadrowego. Z retorty poprzez otwór 29 odciaga sie mieszanine gazów korzystnie zawierajaca znaczny udzial tlen¬ ku wegla i metanu.W celu umozliwienia ciaglego dzialania retorty zostala ona nachylona wzgledem plaszczyzny po¬ ziomej na skutek czego wegiel przeplywa przez 40 45 50 55 6096019 retorte. Wegiel wprowadza sie do retorty w spo¬ sób ciagly lub porcjami poprzez otwór wsadowy znajdujacy sie w pokrywie czolowej, a pozostalosci poweglowe odprowadza sie poprzez otwór wyla¬ dowczy, znajdujacy sie na koncu retorty. PL PL PL PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do wytwarzania gazu z wegla i pary wodnej pod wysokim cisnieniem i z ciaglym doprowadzaniem ciepla poprzez rury grzejne w nieruchomej walcowej retorcie, znamienny tym, ze przestrzen wewnetrzna retorty usytuowanej w po¬ zycji lezacej, majacej postac dziurkowanej wanny (6) jest podzielona na przestrzen dolna (7), do któ¬ rej znajduja ujscie przewody doprowadzajace pare wodna i na przestrzen górna J(8), w której znajdu¬ ja ujscie urzadzenia do doprowadzania wegla i odprowadzania pozostalosci poweglowych oraz do odciagania wytworzonych gazów, przy czym w re¬ torcie znajduja sie ksztaltowniki szynowe (4, 5) korzystnie z chlodzeniem wewnetrznym, rozciaga¬ jace sie w jej kierunku podluznym i obejmujace obrzeza wanny, a ponadto rury (11, 14, 15) w ksztalcie szpilki do wlosów lub meandra, polaczo- 10 15 20 23 6 ne ze zródlem ciepla siegaja w przestrzeni gór¬ nej do wewnatrz fluidalnego zloza wegla, znaj¬ dujacego sie w wannie.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze retorta lub wanna (6) w retorcie jest usytu¬ owana wyzej wzgledem poziomu po stronie do¬ prowadzania wegla, niz po stronie odprowadzania wegla, przy czym ta róznica poziomów jest na¬ stawna.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze rury grzejne (11, 14, 15) sa usytuowane w pla¬ szczyznach prostopadlych do kierunku podluzne¬ go retorty, a ponadto rury grzejne usytuowane jedna za druga sa przylaczone do wspólnych rur zbiorczych (12, 13, 16, 17, 18, 19) znajdujacych sie w górnej czesci górnej przestrzeni (8) retorty.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze w kazdej plaszczyznie prostopadlej do kierun¬ ku podluznego retorty znajduje sie wieksza licz¬ ba rur grzejnych.

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze liczba rur zbiorczych jest mniejsza, niz pod¬ wojona liczba rur grzejnych w jednej plaszczy¬ znie prostopadlej do kierunku podluznego retorty, a przy tym czesciowo dwie rury grzejne sa przy¬ laczone do jednej rury zbiorczej. 164f 1E -L-2L PL PL PL PL PL