zastrzezenia z ekonomicznego punktu widzenia. Zamiast czystego tlenu mozna stosowac powietrze, lecz wówczas syntetyczny gaz jest za¬ nieczyszczony azotem. W innej propozycji recyrkulujacy strumien ko¬ ksu jest odprowadzany ze zgazowywanego pod¬ loza i czesciowo spalany w celu podniesienia je¬ go temperatury do takiego poziomu, ze przy po¬ nownym wprowadzaniu do generatora w miesza¬ ninie ze swiezym koksem dostarcza sie znaczna ilosc ciepla. Taki schemat jest zawarty w paten¬ cie Stanów Zjednoczonych Ameryki Cattona i in¬ nych, i Jedna z niedogodnosci stosowania recyrkuluja- cego strumienia koksu jest tworzenie sie mialu na skutek tarcia, który ma tendencje do ciagle¬ go wywiewania z generatora z gazem do syntez z mialem utworzonym na skutek lamania sie cza¬ steczek, koksu w wyniku reakcji z para wodna. Mialy albo sa tracone, albo musza byc odzyski¬ wane i zawracane do obiegu co powoduje wzrost kosztów procesu. Co wiecej zwiekszona ilosc mia¬ lu pociaga za soba zmniejszenie szybkosci gazu o naogól niskim przerobie. v Inne propozycje ogrzewania strefy zgazowywa¬ nia sa przedstawione w opisie patentowym Sta¬ nów Zjednoczonych Ameryki nr 3171369 przez Stephensa i innych. Wedlug tego schematu czesc koksu jest spalana w strefie spalania nieco po¬ nizej poczatkowej temperatury laczenia popiolu utworzonego podczas spalania. Gorace czastecz¬ ki sa lepkie, przylegaja jedna do drugiej i two¬ rza aglomeraty, które odprowadza sie z komory do spalan i wprowadza do generatora w celu do¬ starczenia ciepla wybitnie endotermicznej reakcji para wodna-wegiel. Po opuszczeniu generatora a- glomeraty popiolu moga byc zawracane do strefy spalania w celu ponownego ogrzania. Zaletami metody Stephens'a i innych w stosun¬ ku do metod uprzednich sa: ze nie zanieczyszcza sie gazu syntetycznego azotem co ma miejsce w przypadku gdy w celu spalania koksu wprowadza sie do generatora powietrze, jest mniej kosztow¬ ne niz proces w którym stosuje sie tlen zamiast powietrza w celu unikniecia rozcienczania azotem, nie powoduje wysokich strat wegla, które maja miejsce gdy strumien recyrkulujacego koksu o- grzewa sie przez kontaktowanie z goracymi gaza- 5 mi spalania, jak podano w uprzednio cytowanym patencie Pattona i innych, zuzytkowane jest zwlaszcza cieplo wymiany produktu posredniego, polaczonego popiolu, towarzyszace oszczednosciom kosztów surowca, i cyrkulujacy stopiony popiól io jest pod wzgledem mechanicznym korzystniejszy w stosunku do recyrkulujacego koksu, który pod¬ dany nadmiernemu scieraniu powoduje tworzenie sie drobnych czastek wegla, które nalezy odzyski¬ wac lub zwiazac w celu unikniecia dalszych strat 15 wegla i zanieczyszczenia atmosfery. Chociaz sta¬ nowi to postep w koncepcji ogrzewania regene* ratora do zgazowywania wegla w fazie fluidalnej, proces Stephens'a i innych nie jest wykonalny z handlowego punktu widzenia. Jego glówna wada 20 polega na tym, ze nie daje on praktycznego spo¬ sobu równowazenia zapotrzebowania na cieplo ge¬ neratora z jednej strony i komory do spalan z drugiej strony. Potrzeba i sposób utrzymania ta¬ kiej równowagi cieplnej jest omówiona ponizej. 25 W procesie Stephens'a i innych fluidalnego zga¬ zowywania wegla istnieja dwa niezalezne wymogi cieplne dla tego procesu; jednym jest dostarcze¬ nie ciepla do endotermicznej reakcji wegiel — pa¬ ra wodna, a drugim dostarczenie ciepla do aglo- 30 meracji popiolu z koksu w celu utworzenia re¬ cyrkulujacego nosnika ciepla pomiedzy generato¬ rem a komora do spalan. W celu utrzymania temperatury generatora na odpowiednim poziomie, albo szybkosc recyrkulu- 35 jacego nosnika ciepla musi byc zmieniona, albo temperatura pierwszej komory do spalan. Zmie¬ nianie szybkosci cyrkulacji nosnika ciepla nie jest praktykowane poniewaz wymaga duzego kom¬ pleksu zaworów i odpowiedniego ukladu kontrol- 40 nego. Zmienianie temperatury w pierwszej ko¬ morze do spalan jest stosowane, zaopatrywanie komory jest przeprowadzane ponizej temperatury topnienia nosnika ciepla koksowo-popiolowego. Jednakze kontrolowanie aglomeracji popiolu kok- 45 sowego i wytworzenie czasteczek o pozadanej wielkosci stosowanych jako nosnik ciepla wyma¬ ga dokladnej kontroli temperatury i innych para¬ metrów reakcji. Albo temperatura generatora wa¬ ha sie w sposób niepozadany, powoduja zmniej- 50 szenie wydajnosci, albo temperatura komory spa¬ lania zmienia sie prowadzac do defluidyzacji lub nieodpowiedniej aglomeracji. Stephens i inni pro¬ ponuja kontrole temperatury komory spalania przez wprowadzenie wody lecz taki sposób jest 55 zarówno nieekonomiczny jak i malo sprawny. Za- glomerowanego popiolu do dostarczenia ciepla do generatora w reakcji para wodna — wegiel nie stosuje sie w praktyce. Opracowano proces fluidalnego zgazowywania 60 cial stalych zawierajacych wegiel dajacy popiól, z pomoca pary wodnej w celu wytworzenia gazu do syntez, polegajacy na tym, ze cieplo do strefy zgazowywania dostarcza sie przez przepuszczanie przez nia strumienia zaglomerowanych czasteczek w popiolu utworzonych przez ogrzewanie czastek po-98 608 5 piolu pochodzacych z zawierajacych wegiel cial stalych ze strefy komory spalania w temperatu¬ rze wystarczajacej do wywolania aglomeracji lep¬ kich czastek popiolu; glówne ulepszenie polega na tym, ze aglomeracje czastek popiolu przepro¬ wadza sie w oddzielnej strefie komory spalania, a otrzymane zaglomerowane czastki wprowadza do glównej strefy komory spalania, w której utrzy¬ muje sie je ponizej temperatury aglomeracji, lecz w temperaturze odpowiedniej do wprowadzenia do strefy zgazowywania. Niniejszy wynalazek jest ulepszeniem znanego procesu wytwarzania gazu do syntez z cial sta¬ lych zawierajacych wegiel w fazie fluidalnej. W niniejszym procesie surowy material zawierajacy wegiel o takich rozmiarach, ze moze byc zawie¬ szony w strumieniu gazu w celu wytworzenia za¬ wiesiny ciala stalego otoczonego gazem, który dziala podobnie jak ciecz, poddaje sie reakcji z para wodna zgodnie z nastepujacym równaniem: C + H20 *CO + Hi. Znkomitym zródlem materialów zawierajacych wegiel jest koks wytwarzany pirolitycznie z do¬ kladnie rozdrobnionego wegla w baterii reaktorów do fluidalnego procesu o stopniowo wzrastajacej temperaturze, przy czym wszystkie skladniki two¬ rzace smoly usuwa sie z wegla sposobem w u- przednio cytowanym patencie Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr 3 375175. Temperatura w któ¬ rej przebiega reakcja para wodna — wegiel le¬ zy naogól w granicach od okolo 871° do okolo 982°C zwlaszcza okolo 871°C do 971°C stosujac koks jako surowiec wedlug patentu. Reakcja para wodna — wegiel jest nadzwyczaj endotermiczna wymagajaca okolo 2700 kal/g wegla. Czesc tego ciepla moze byc dostarczona z prze¬ grzanej pary wodnej stosowanej w procesie jako reagent i gaz fluidalny dla podloza materialu zawierajacego wegiel, lecz potrzebne sa ogromne ilosci dodatkowego ciepla. Wedlug wynalazku cieplo takie jest dostarczane przez wprowadzenie do strefy zgazowywania cyr- kulujacego strumienia zaglomerowanych czastek popiolu, który zostal ogrzany do okolo 1038°C przez kontaktowanie z goracymi gazami spala¬ nia wytworzonymi przez spalanie oddzielnych zró¬ del koksu zwlaszcza mialu koksowego, który zo¬ stal usuniety z generatora. Zaglomerowane cza¬ stki popiolu, przy przechodzeniu przez strefe zga¬ zowywania przenosza cieplo do ukladu reakcyjne¬ go skad sa zawracane do strefy spalania mialu do ponownego ogrzania do nastepnego przej¬ scia przez strefe zgazowywania i tak dalej w cia¬ glym strumieniu pomiedzy dwoma stanowiskami. Zaglomerowane czastki popiolu otrzymuje sie przez spalanie czesci koksu w oddzielnej strefie komory spalen w temperaturze odpowiedniej do utworzenia czesciowo stopionych lub lepkich cza¬ stek popiolu, które poddaje sie aglomeracji. Wedlug schematu. Na rysunku przedstawiony* jest generator 10, w którym znajduje sie zloze koksu .12 umieszczone na ruszcie 14 za pomoca fluidalnego strumienia 16 przegrzanej pary wod¬ nej. Koks jest wprowadzany do zloza 12 przez wpust 18. 6 W generatorze 10, koks poddaje sie reakcji z para wodna w celu utworzenia mieszaniny gazów zawierajacej glównie gaz do syntez (CO i H2) a równiez nieco C02 i H20. Gazy te, unoszac 5 starte ciala stale, przechodza przez wewnetrzny cyklon 11, a nastepnie sa zasysane przewodem 20 do zewnetrznego cyklonu 22. W cyklonach starte ciala stale zostaja oddzielone od strumienia gazu do syntez, który zostaje odprowadzony z procesu przewodem 24. Wiekszych rozmiarów ciala stale sa zawracane do zloza reaktora za pomoca cyklo¬ nu, przy czym rozdrobnione ciala stale sa odpro¬ wadzane przewodem 26 do komory spalania 28. Ciala stale zasilajace komore spalania 28 stano¬ wia najdrobniejsze czastki pochodzace z fluidal¬ nego zgazowania w generatorze 10 poniewaz stru¬ mien gazu do syntez unosi ten mial selektywnie. Przez spalanie go, mial jest zabezpieczony przed zwiekszaniem go w ukladzie, w ten sposób zmniejsza sie obciazenie cyklonu, umozliwiajace o wiele mniejsze naklady inwestycyjne i mniejsze zuzycie tej powierzchni. W tym samym czasie, selektywne usuwanie mialu stabilizuje wielkosc cial stalych zloza do wiekszych wymiarów umo¬ zliwiajac wyzsza wydajnosc gazu bez nadmier¬ nych strat cial stalych ze zloza. Spalanie mialu koksowego w komorze spalania 28 przeprowdza sie przy dostepie powietrza, ko¬ rzystnie ogrzanego wstepnie do okolo 204°C i do¬ starczanego przewodem 30. Para wodna przenosi zaglomerowane ziarna popiolu z nizszej czesci ge¬ neratora 10 przewodem 17 do komory spalania, gdzie czasteczki utrzymuje sie w temperaturze o- kolo 1038°C do 1149°C. Ogrzane czastki uchodza z wierzcholka komory spalania 28 i sa skierowane razem z gadami ze spalania, przez rurociag tloczo¬ ny 19 do separatora 23 i nastepnie opadaja przez przewód wylofowy 27 separatora do generatora 10. Ogrzane aglomeraty ziarn popiolu spadaja ka¬ skadowo przez zloze fluidalne czastek koksu u- dzielajac mu ciepla i uchodza dolem generatora z powrotem do komory spalania 28 do calkowi¬ tego cyklu. Gazy ze spalania i starte czastki popiolu u- tworzone w komorze spalania 28 skierowuje sie rurociagiem tloczonym 19 do separatora 23, gdzie uwalnia sie je od cyrkulujacych aglomeratów ziarn popiolu i odprowadza z wierzcholka separatora 2S przewodem 32 do pierwszego cyklonu 34. Roz¬ drobniony mial z cyklonu 34 jest recyrkulowany przewodem' 25 do komory spalania 28, poniewaz gazy ze spalania i rozdrobniony mial nie sa u- suwane w pierwszym cyklonie 34 sa wprowadza¬ ne do drugiego cyklonu 38 przewodem 36. Roz¬ pylony popiól i gazy ze spalania odprowadza sie z drugiego 38 cyklonu i rozdrobniony mial prze¬ prowadza sie przewodem 40 do komory spala¬ nia, w której nastepuje aglomeracja 43, która jest ogrzewana do odpowiednio wysokiej temperatu¬ ry w celu wywolania aglomeracji wprowadzonego rozdrobnionego mialu dla utworzenia zaglomero¬ wanych ziarn popiolu. Cieplo dla komory aglome¬ racji 43 uzyskuje sie ze spalania mialu koksowe¬ go w cyklonie piecowym 45 i transportuje przez przewód laczacy 59 do czesci szyjnej 61 komory 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6098 608 7 aglomeracji 43. Ogrzane zaglomerowane czastki popiolu uchodza z komory 43 przez dolna czesc szyjna 61 i sa transportowane do pierwszej ko¬ mory spalania przez uklad ogniotrwalych przewo¬ dów 64. Gorace gazy spalinowe pochodzace z cy¬ klonu 65 umieszczonego wewnatrz komory aglo¬ meracji 43 sa kierowane przewodem 67 do prze¬ wodu 30, który zaopatruje pierwsza komore spa¬ lania 28 wstepnie podgrzanym powietrzem. Prze¬ wód 50 rozdziela sie w wezle polaczeniowym 70 na dodatkowe powietrze przewód 54 i przegrza¬ ne powietrze przewód 30 do komory spalania 28. Niezuzyta szlaka z cyklonu piecowego 45 odpro¬ wadzana jest przewodem 73. W wymienionym uprzednio opisie cyklon pie¬ cowy 45 moze byc pominiety, a mial weglowy spalany bezposrednio w komorze fluidalnej aglo- maracji 43. Zaglomerowane ziarna popiolu opadaja na dno zbiornika i sa odprowadzane z dolnej czesci zbiornika w ksztalcie buta. 61. Jakkolwiek szczególowy opis jest oparty na tworzeniu i ogrze¬ waniu zaglomerowanych ziarn popiolu w fazie flu¬ idalnej, przenoszenie ciepla moze byc zastapione ogrzewaniem fluidalnym. Przyklad. 8119 kg/min koksu wytworzone¬ go wedlug patentu Stanów Zjednoczonych Amery¬ ki nr 3 375 175# w temperaturze 538°C zawieraja¬ cego 15 zasilajacy 18 na rysunku) do zloza fluidalnego 12 generatora 10. Temperatura zloza koksu wynosi 871°C, cisnienie wynosi 6 atmosfer absolutnych (normalna granica wynosi 4—10 atm. absolut¬ nych). W generatorze, mase koksu poddaje sie fluidyzacji za pomoca 10 342,08 kg/min pary wod¬ nej wchodzacej w temperaturze 538°C. Gazy u- chodzace (strumien 24) zawieraja 8 296,34 kg/min CO plus wodór (stosunek molowy 0,627 mola CO:l mola wodoru) wspólnie z nieprzereagowana para wodna i równowazna iloscia C02 (7 448,11 kg/min, jak okresla równanie chemiczne H20 + CO ^ C02 + H2. Generator fluidalnego zgazowania wydajny spo¬ sób mieszania pary wodnej z czastkami koksu w celu przeprowdzenia reakcji woda — gaz i sa¬ morzutnego usuwania czesci mialu koksowego ze zloza. Temialy sa oddzielane od produktów gazo¬ wych w baterii cyklonów, z których ostatni groma¬ dzi czesc najdrobniejsza mialu koksowego, który jest korzystnie zuzywany jako paliwo w procesie. Ten mial posiada te sama zawartosc popiolu co koks w generatorze; okolo 32°/© wagowych. Jednakze,' gdy mial koksowy spalany jest calkowicie, caly popiól wprowadzany z predkoscia (1 229,25 kg/min), jest usuwany z ukladu albo w postaci pylu po¬ piolowego razem z gazami spalinowymi z pier¬ wszej komory spalania 28 lub w postaci stopio¬ nego zuzla z cyklonu piecowego 45. W celu zapewnienia potrzebnego ciepla dla re¬ akcji woda — gaz w generatorze, trudno topliwy strumien utworzony z aglomeratów popiolu kok¬ sowego recyrkuluje z generatora 10 do pierwszej komory spalania 28 przewodem 17 z szybkoscia 302 400,15 kg/min. Recyrkulujacy trudno topliwy, strumien jest ogrzany do 1038°C przez spalanie 2 245,32 kg/min wegla w 3 538 08 kg/min mialu 8 koksowego wprowadzonego do komory 28 prze¬ wodem 26. 22 861,44 kg/min przegrzanego powiet¬ rza z przewodem 30 i 3 024,15 kg/min produktów spalania z aglomeratora 43 laczy sie w przewo- 5 dzie 30 w 204°C i stosuje do fluidyzacji recyrku- lujacego trudno topliwego strumienia i do spala¬ nia mialu koksowego W pierwszej komorze spala¬ nia. Ogrzany recyrkulujacy trudno topliwy stru¬ mien jest unoszony w góre przez gazy spalinowe 10 przewodem 19 do seperatora 23, gdzie jest oddzie¬ lony i zawrócony do generatora przewodem 27. Podczas recyrkulacji trudno topliwego strumie¬ nia tarcie powoduje opadanie czastek mialu. W dodatku, spalanie mialu koksowego w pierwszej 15 komorze spalania jest niecalkowite. Wieksza czesc trudno topliwego mialu i koksu jest usuwana z gazów spalinowych w cyklonie 34 i zawraca do pierwszej komory. Dodatkowo, trudno topliwy mial i mial z popiolu koksowego sa rozdzielane 20 w cyklonie 38 w równowadze z mialem stalym uchodzacym w postaci pylu popiolowego z szyb¬ koscia 1153,05 kg/min z gazami spalinowymi. Ilosc mialu oddzielanego w cyklonie 38 jest kontrolowana w celu wyrównania ilosci strumie- 25 nia trudno topliwego wymaganego do kompensa¬ cji strat powodowanych tarciem, 3 02415 kg/min. Te mialy sa przenoszone przewodem 40 do aglo¬ meratora 43, pracujacego w temperaturze okolo* 1093°C, gdzie uzyskuje sie koks z typowego wy- 30 soko lotnego, wegla bitumicznego B tak jak jest otrzymywany z fugi miedzywarstwowej nr 6 z Illinois, Aglomerator jest ogrzewany przez spa¬ lanie mialu koksowego, pobranego w postaci prze¬ suwajacego sie strumienia z przewodu 26 z po- 35 laczenia 52, przeprowadzonego do cyklonu pieco¬ wego 45 przewodem 49. Produkty spalania z cy¬ klonu piecowego miesza sie z powietrzem w celu kontroli temperatury aglomeratora. Spalenie o- kolo 181,44 kg/min mialu koksowego z 1828 kg/ 40 min lub powietrza w cyklonie piecowym nastepu¬ je przez zmieszanie 1 043,28 kg/min powietrza be¬ dzie utrzymywalo temperature 1093°C w aglo- meratorze. Aglomerator jest zdolny do wytwarzania trud- 45 no topliwego strumienia o srednicy aglomerato- rów popiolu 0,63 cm do 0,93 cm. Sa one przeno¬ szone przewodem 64 do pierwszej komory spa¬ lania 28 w celu ponownego ogrzania. Okolo 78,93 kg/min popiolu jest usuwane z cyklonu pie- 50 cowego w postaci stopionego zuzla. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób fluidalnego zgazowywania cial sta- 55 lych, zawierajacych wegiel za pomoca pary wod¬ nej w celu wytworzenia gazu do syntez, przy czym cieplo jest dostarczane do strefy zgazowy¬ wania przez przesuwajacy sie strumien zaglome¬ rowanych czastek popiolu utworzonych przez o- 60 grzewanie czastek popiolu pochodzacych z cial stalych zawierajacych wegiel w strefie spalania w temperaturze wystarczajacej do uczynienia cza¬ stek popiolu lepkimi i spowodowania ich aglome¬ racji, znamienny tym, ze aglomeracje przeprowa- es dza sie w oddzielnej strefie spalania utrzymujac98 608 temperature aglomeracji, a otrzymane zaglome- rowane czastki popiolu wprowadza sie do glównej strefy spalania, w której utrzymuje sie tempera¬ ture ponizej temperatury aglomeracji, lecz odpo¬ wiednia dla strefy zgazowywania.