PL96944B1 - Urzadzenie do gazyfikacji wegla - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do gazy¬ fikacji sproszkowanego wegla w procesie niezupel¬ nego spalania z tlenem lub zawierajacym tlen gazem, zawierajace pionowy • reaktor posiadajacy otwory wlotowe do wprowadzania wegla, tlerm lub zawierajacego tlen gazu oraz otwory wylotowe do odprowadzania wytworzonego gazu i popiolu. Poza tlenem moze byc tez dodawana para.Pod nazwa wegiel, rozumie sie w niniejszym opisie wielka róznorodnosc, zawierajacych wolne weglowodory paliw takich jak: antracyt, wegiel bitumiczny, wegiel brunatny, lignit, sadze, koks.W wyniku przedstawionej w niniejszym opisie gazyfikacji wegla, otrzymuje sie gaz zawierajacy tlenek wegla i wodór. Gaz taki moze sluzyc jako paliwo w stanie nie oczyszczonym lub tez oczy¬ szczonym z niepozadanych skladników takich jak skladniki zawierajace siarke, sadza, czy czastki popiolu. Gazy, moga byc znacznie latwiej oczy¬ szczane ze szkodliwych skladników niz wegiel staly, co powoduje, ze wytwarzanie paliw gazo¬ wych jest korzystne. Gazy zawierajace tlenek wegla i wodór sa waznym surowcem do syntezy chemicznej, na przyklad do wytwarzania amo¬ niaku i weglowodorów.W procesie gazyfikacji popiól zawarty w weglu powoduje trudnosci, poniewaz bez zachowania spe¬ cjalnych srodków ostroznosci moze gromadzic sie w niepozadanych miejiscach reaktora i rurociagów.Zawartosc popiolu w weglu zmienia sie w znacz- nych granicach w zaleznosci od gatunku wegla i jego obtróbki wstepnej.Niniejszy wynalazek umozliwia wykonanie urza¬ dzenia, które pozwala na ciagla gazyfikacje wegla bez trudnosci powodowanych przez zawarty w weglu popiól.Przedmiotem wynalazku jest wiec urzadzenie do gazyfikacji sproszkowanego wegla w procesie nie¬ zupelnego spalania z tlenem lub gazem, zawieraja¬ cym tlen, zawierajace pionowy reaktor posiadajacy otwory wlotowe do wprowadzania wegla, tlenu lub zawierajacego tlen gazu i wody, oraz otwory wylotowe do odprowadzania wytworzonego gazu i popiolu, przy czyim w dolnej czesci reaktor jest wyposazony w sekcje polaczona z tym reaktorem za posrednictwem gardzieli, sluzaca do doprowa¬ dzania gazów potrzebnych do gazyfikacji.Sekcja zasilajaca stanowi komore, w której* w polozonym centralnie otworze usytuowanym na przeciwko gardzieli, znajduje sie uklad wspólosio¬ wych, przechodzacych przez dno komory irur slu¬ zacych do wprowadzania, wegla i co najmniej czesci potrzebnych gazów. Poza tym komora za¬ wiera otwór wlotowy do wody, sluzacy do utrzy¬ mywania w komorze pewnej ilosci wody, tworzacej swobodne zwierciadlo otaczajace uklad rur, oraz: otwór wylotowy do odprowadzania stalych czastek^ zuzla, natomiast otwór wylotowy sluzacy do od¬ prowadzania wytworzonego gazu jest umieszczony w górnej czesci reaktora. 96 9443 W czasie pracy reaktora strefy plomienia i reak¬ cji znajduja sie calkowicie wewnatrz reaktora.Mieszanina sproszkowanego wegla i gazu wycho¬ dzaca ze wspólosiowych rur przesuwa sie % do góry przez srodek zwezonej gardzieli, w postaci strumie¬ nia i zapala sie natychmiast po wejsciu do reak¬ tora. W reaktorze, cyrkulacja goracego gazu za¬ pewnia stabilizacje plamienia.. Panujace w reaktorze temperatury sa tak wy¬ sokie, ze popiól znajduje sie w stanie plynnym i scieka po scianach reaktora w postaci plynnego zuzla. Jest rzecza wazna, zeby dno reaktora i scia¬ ny gardzieli mialy bardzo wysoka temperature.Zostalo to uzyskane przez cyrkulacje gazu, który schodzi w dól przez gardziel i jest zawracany z powrotem dzialaniem strumienia plynnego zuzla.Poza tym, promieniowanie cieplne wysylane przez plomien przekazuje cierplo gardzieli. W tym miejscu reaktora, w którym w innym przypadku gromadzil by sie popiól pozostaje on w stanie cieklym z po¬ wodu wysokiej, ipanujacej tam temperatury. Ciekly zuzel* spada z krawedzi gardzieli do wody w ko¬ morze gdzie zestala sie i moze opuscic komore przez odpowiedni otwór wylotowy, który moze byc bezpiecznikiem nadcisnieniowym. Wydzielane cieplo zamienia wode na pare, która wchodzi ze strumieniem gazu do reaktora.Jezeli gazyfikacja pgwinna byc prowadzona z do¬ datkiem pary, która moze byc doprowadzana przez uklad irur, to pochodzaca z wody ilosc pary na¬ lezy uwzglednic. Cisnienie w komorze jest takie same jak w reaktorze, dzieki czemu utworzona para moze byc zuzyta natychmiast. Urzadzenie jest odpowiednie do prowadzenia procesu gazy¬ fikacji przy dowolnym, potrzebnym cisnieniu.Uklad rur, sluzacy do dostarczania sproszkowanego wegla i tlenu lub powietrza jest wydajnie chlo¬ dzony otaczajaca go woda. Jest to dobry sposób rozwiazania czesto zdarzajacych sie trudnosci wy¬ nikajacych z przegrzania metalowych rur zasila¬ jacych na skutek promieniowania plomienia.W urzadzeniu wedlug niniejszego wynalazku problem ten jest szczególnie wazny z powodu przy¬ jecia niezbyt malej srednicy gardzieli, ze wzgledu na ulatwienie usuwania zuzla. Srednica przewezo¬ nej gardzieli jest korzystnie, 3 do 10 razy wieksza od srednicy rury zewnetrznej ukladu rur.Jezeli jest to potrzebne to czesc punktów dopro¬ wadzenia tlenu imoze byc (rozmieszczona, w regu¬ larnych odstepach, na bocznej scianie komory w poblizu gardzieli. Przez te punkty doprowadze¬ nia tlenu mozna doprowadzac do reaktora na przy¬ klad 5 procent calkowitej ilosci tlenu. Mala czesc cyrkulujacego (gazu schodzacego przez gardziel spala sie z tym tlenem, co utrzymuje sciany gar¬ dzieli w potrzebnej wysokiej temperaturze. Ko¬ mora moze posiadac pochylona plaszczyzne znajdu¬ jaca sie pod powierzchnia zwierciadla wody, przy czym w poblizu najnizszego jej punktu jest umie¬ szczony otwór do odprowadzania stalych czastek zuzla. Plaszczyzna ta moze stanowic dno komory.Prowadzi to do lepszego 'splywania na dól czastek stalych.W celu zwiekszenia wydajnosci jest mozliwe zastosowanie wydluzonego ksztaltu przynajmniej 6 944 4 gardzieli oraz umieszczenia w niej, jeden przy drugim, wiecej niz jednego ukladu rur doprowa¬ dzajacych. Jezeli jest to potrzebne reaktor i ko- mcira moga miec tez ksztalt wydluzony.Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym na fig. 1 przedstawia je iw przekroju.pionowym, a fig. 2 —- przekrój poprzeczny gardzieli w widoku z góry, z trzema ukladami rur. Gardziel 1 umieszczona jest pomiedzy reaktorem 2, a czescia zasilajaca 3. Ko¬ mora 4 jest wyposazona w uklad rur 5 skladajacy sie z rury wewnetrznej 6 i wspólosiowej z nia, rury zewnetrznej 7. Strzalka 8 oznacza kierunek dostarczania sproszkowanego wegla przez wew- netrzna rure 6, razem z czescia tlenu potrzebnego do niezupelnego spalania. Tlen,, moze byc dostar¬ czany w postaci czystej luib jako skladnik wzboga¬ conego w tlen powietrza.1 Strzalka 9 oznacza kieru- m nek dostarczania tlenu ! ewentualnie zmieszanego z para. Mieszanina pylu weglowego, tlenu i ewen¬ tualnie pary po wyjsciu z rur przechodzi w po¬ staci strumienia przez gardziel 1 reaktora 2 gdzie -sie zapala. Przerywane strzalki 10 oznaczaja czesc ' goracych gazów, która cyrkulujac, opuszcza reaktor i osiaga punkt znajdujacy sie poza gardziela. Gazy te moga zostac spalone z tlenem 11 wprowadzanym do komory 4 poprzez otwory 12 w scianie bocznej.W komorze 4 jest utrzymywana pewna ilosc wody oznaczonej strzalka 13. Oznaczony strzalka 14, plynny zuzel splywa z krawedzi gardzieli 1 i spada do wody. Po skrzepnieciu oznaczony strzalka 15 zestalony zuzel jest odprowadzany z dolnej czesci komory. Wytwarzajaca sie para jest wprowadzana do reaktora razem ze strumieniem wyplywajacym z ukladu rur 5. W niniejszym przypadku srednica gardzieli 1 jest cztery razy wieksza od srednicy zewnetrznej rury 7. Dno 16 komory 4 jest nachy¬ lone. Gardziel 1 o sciankach 17 ma w przekroju poprzecznym ksztalt wydluzony. Na osi symetrii szerokosci gardzieli znajduje sie kilka ukladów rur 18 doprowadzajacych ustawionych w jednym szeregu. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do gazyfikacji sproszkowanego wegla 'w procesie niezupelnego spalania z tlenem lub gazem zawierajacym tlen, zawierajace pionowy reaktor posiadajacy otwory wlotowe do wprowa¬ dzania wegla, tlenu lub zawierajacego tlen gazu . i wiody, oraz otwory wylotowe do odprowadzania wytworzonego gazu i popiolu, znamienne tym, ze w dolnej czesci reaktor (2) jest wyposazony w sek¬ cje <3) polaczona z reaktorem (2) za posrednictwem gardzieli <1), sluzaca do doprowadzania gazów po¬ trzebnych do gazyfikacji, przy czym sekcja (3) sta- 55 nowi komore, w której, w polozonym centralnie otworze, znajdujacym sie na przeciwko gardzieli jest osadzony uklad (5) wspólosiowych, przecho¬ dzacych przez dno komory rur (6) i (7) sluzacych do wprowadzania wegla i co najmniej czesci po- 60 trzebnych gazów, a poza tym komora zawiera otwór wlotowy do wody, sluzacy do utrzymywania w komorze pewnej ilosci wody tworzacej swo¬ bodne zwierciadlo. otaczajace uklad (5) rur oraz otwór wylotowy do odprowadzania stalych czastek 65 zuzla, natomiast otwór wylotowy sluzacy do odpro-96 944 6 wadzania wytworzonego gazu jest - umieszczony w górnej czesci reaktora.
2. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze srednica gardzieli (1) jest 3 do 10 razy wieksza od srednicy zewnetrznej rury (7), ukladu rur (5).
3. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, ze czesc otworów wlotowych (12) do tlenu jest usytuowana w regularnych odstepach, w scia¬ nie bocznej komory w poblizu przewezonej gar¬ dzieli (1).
4. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, ze w komorze, ponizej poziomu zwierciadla wody, znajduje sie pochyla powierzchnia, przy czym w poblizu jej najnizszego punktu jest umieszczony otwór wylotowy do odprowadzania stalych czesci zuzla.
5. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienna tym, ze co najmniej przewezona gardziel (1) po¬ siada poziomy przekrój o ksztalcie wydluzonym, przy czym na przeciwko przewezonej gardzieli (1) umieszczone zostaly, jeden przy drugim, wiecej niz jeden uklad (18) rur doprowadzajacych.
6. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze poziome przekroje reaktora oraz gardzieli maja ksztalt wydluzony. Ll7 ® ® © w18 18 lS FIG. 2 PL