SE501345C2 - Reaktor för förgasning och partiell förbränning - Google Patents

Description

501 345 2 De oorganiska kemikalierna tillvaratages och de brännbara gaserna förbränns vidare för' alstring av 'värme-energi.

Denna förgasningsutvinning av kemikalier och energi beskrives närmare i svenska patentet 8502731-6.

TEKNISKA PROBLEMET: Den reaktor i vilken förgasningen sker består av ett hölje av exempelvis stål som är fodrat med något beständigt material, exempelvis tegel eller keramik. Den tegelinklädda reaktorn kan vara försedd 'med inbyggda kylslingor för reglering av väggtemperaturen.

Under förgasningen erhålles förgasade alkali/alkaliföre- ningar i reaktorn vilka penetrerar infodringens fog, sprickor, isoleringsmaterial samt förekommande expansions- utrymmen. Detta innebär att penetrerbara utrymmen av lägre temperatur fylls med kondenserade eller sublimerade alkaliföreningar utgörande en betongliknande massa.

Härigenom elimineras för infodringen erforderliga ex- pansions- och isoleringsutrymmen.

LösNINcEN= Man har därför länge försökt lösa problemet med inträngande alkali och alkaliföreningar i och bakom infodringen och man har därför enligt uppfinningen åstadkommit en reaktor för förgasning och partiell förbränning vid en temperatur överstigande 700°C, företrädesvis mellan 900°C och 1300°C av cellulosa-avfallslutar, särskilt svartlut innehållande oorganiska alkalier, innefattande en reaktormantel, tillförselanordningar för lut och förbränningsluft före- trädesvis i övre reaktordelen, utloppsöppning för gaser och annat material i företrädesvis nedre delen samt värmeisole- rande infodring, vilken reaktor kännetecknas av att infodringen är anordnad på avstånd från omgivande vägg, 501 345 3 åstadkommande en spalt för gas eller luft med tryck överstigande det i reaktorhärden.

Reaktorn enligt uppfinningen kännetecknas vidare av att inloppsöppningar kommunicerande med spalten är anordnad i mantelns nedre del eller bottendelen för tillförsel av sekundärluft, tertiärluft eller destruktionsgas.

Reaktorn kan enligt uppfinningen också vara försedd med en ringspalt kommunicerande med den övre delen av spalten för utlopp av övertrycksgaserna in i reaktorhärden runt tillförselanordningen för luten.

Reaktorn kan också vara så anordnad enligt uppfinningen att hela lufttillförseln till reaktorn är avsedd att ske via spalten.

Reaktorn kan emellertid enligt uppfinningen också vara anordnad således att en del av lufttillförseln till reaktorn är avsedd att ske via spalten medan en del är avsedd att ske på konventionell väg direkt i reaktorns övre del.

Det är enligt uppfinningen lämpligt att inloppsöppningarna är anordnade i bottendelen och att denna är försedd med fördelningskanaler för luften eller gasen.

Infodringen i reaktorn kan enligt uppfinningen lämpligen bestå av ett inre slitfoder av prefabricerat keramiskt material och ett yttre platsgjutet foder också av keramiskt material.

Det inre prefabricerade slitfodret är enligt uppfinningen lämpligen sammansatt och innefattar därför fogar. 501 345 4 Det yttre platsgjutna fodret kan enligt uppfinningen innefatta luftkanaler utgörande spalten.

Det är vidare enligt uppfinningen lämpligt att infodringen består av ett inre slitfoder av prefabricerat keramiskt material och ett eller flera utanpå liggande skikt av keramisk filt.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan en isolering vara anordnad på mantelns insida vilken isolering stöds på insidan av en korrugerad plåt som bildar spalten till- sammans med bak- eller slitfodret.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar där: Fig. 1 i vertikalsnitt visar en utföringsform av uppfinningen, Fig. 2 även i vertikalsnitt visar en annan utförings- form av uppfinningen, Fig. 3 i vertikalsnitt visar en förstorad detalj genom reaktorväggen och fodret, Fig. 4 visar en annan utföringsform av väggen och fodret, Fig. 5 visar ett horisontalsnitt av väggen och in- fodringen och där Fig. 6 visar en ytterligare utföringsform av upp- finningen.

DETALJERAD BESKRIVNING: Några utföringsformer av uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare. 501 345 På Fig. 1 visas ena halvan av en reaktor enligt uppfin- ningen med en mantel 1, en insprutningsanordning 2 för svartlut, kallad en brännarlans, och en tillförselöppning 3 för s k sekundärluft avsedd för partiell förbränning av de organiska ämnena. I reaktorns bottendel 4 finns en ut- loppsöppning 5 för gaser jämte kemikaliedroppar.

I reaktorn närmast reaktorhärden finns ett slitfoder 6.

Utanpå detta slitfoder 6 är en keramisk filt 7 anordnad och utanför denna på visst avstånd ytterligare en keramisk filt 8 intill mantelväggen 1. Mellan dessa keramiska filtskikt bildas således en spalt 9. Denna är enligt uppfinningen avsedd att innehålla luft eller gaser av högre tryck än det tryck som råder i reaktorhärden. På detta sätt förhindras effektivt inträngníng av smält materia i fogar och öppna lporer i infodringen 6 eller penetrering av förgasat alkali/alkaliföreningar. Detta gör att infodringen 6 kan vara prefabricerad och bestå av ringar med ej fullkomligt täta fogar.

För åstadkommande av trycket i spalten 9 har man enligt föreliggande utföringsform anordnat en inloppsöppning för luft vid den keramiska bottenkonen. Denna bottenkon kan vara försedd med fördelningskanaler ll för luften.

Spalten 9 mynnar vid sin övre ände i en ringspalt 12 kring brännarlansen och luftintaget för sekundärluften. Denna ringspalt kan vara av typ gasdysring och den medger flöde av den i spalten 9 befintliga gasen in i reaktorhärden eftersom gasen i spalten 9 är av högre tryck än det tryck som råder i reaktorhärden.

Den luft som enligt föreliggande utföringsform matas in i reaktorn utgörs sålunda av sekundärluft genom öppningen 3 och tertiärluft genom spalten 9 och ringspalten 12.

Tertiärluften genom ringspalten 9 kommer att värmas upp och 501 345 6 således ge önskvärd avkylning av infordingens yttre delar och därmed förbättrad värme-ekonomi.

Genom Fig. 2 visas en annan utföringsform av den enligt Fig. 1. Dessa utföringsformer är i princip lika bortsett från att hela sekundärluftmängden blåses in via inloppet 10 och spalten 9. Spalten 9 kommer då att vid sin övre ända mynna ut i en inloppsöppning som svarar mot inloppsöpp- ningen för luft 3 enligt Fig. 1. På detta sätt förvärms hela sekundärluften och man får en förenklad konstruktion i reaktorns övre del.

Genom utföringsformerna enligt Fig. 1 och 2 erhålles en rad fördelar, bl a en styrd värmeförlust som utnyttjas för förvärmning av förbränningsluften, förhindrande av alkali- penetrering' genom framförallt fogar och sprickor p g a övertrycket mellan stålmanteln och infodringen och förenk- lat utförande gällande såväl reaktor som infodring säker- ställande både radiellt och axiellt expansionsutrymme för infodringen.

Den förenklade infodringen åstadkommes genom enbart ett keramiskt foder varvid ett s k bakfoder utgöres av en keramisk isolermatta. Detta möjliggör förenklad montering och demontering av uttjänad infodring. Den keramiska in- fodringen kan utformas som brunnsringar. Den kan också förekomma i vertikala segment, varvid man får vertikala fogar.

Själva reaktorn förenklas också genom att luftinloppet i den övre delen försvinner då hela sekundärluften blåses in i bottendelen. Den tidigare vattenkylningen av bottendelen som var nödvändig kan också undvaras eftersom luftkylningen även omfattar bottendelen. 501 345 7 På Fig. 3 visas en förstoring av en väggsektion enligt den utföringsform som visas på Fig. 1 och 2. Samma hänvisnings- beteckningar gäller som i Fig. 1 och 2. En fog 13 mellan "brunnsringarna" visas tydligt och denna fog behöver ej göras hundraprocentigt 'tät eftersom envägstrafik råder p g a övertrycket i spalten 9 i förhållande till reaktor- härden.

På Fig. 4 som utgör ett vertikalsnitt och Fig. 5 som utgör ett horisontalsnitt visas ytterligare en utföringsform av uppfinningen. Utanför infodringen 6 som är prefabricerad har ett platsgjutet isolerande skikt 14 anordnats. Detta skikt har vid insidan försetts med triangelformade eller halvcirkelformade - korrugerad form - kanaler 15 utgörande spalten 9.

Fig. 6 visar slutligen ytterligare en utföringsform av uppfinningen. Enligt denna befinner sig övertrycksspalten 9 direkt innanför stålmanteln S9 och ett enda skikt av prefabricerad isolering 6 finns innanför spalten 9. Detta gör att sekundärluften som i föreliggande fall blåses in genom luftintaget 10 vid nedre delen av den cylindriska plåtmanteln kommer att bli maximalt uppvärmd. För för- hindrande av onödiga värmeförluster har plåtmanteln 1 på utsidan försetts med värmeisolering i form av en keramisk filt 16.

Utföringsformen enligt Fig. 6 förses också med ett bakfoder kring det inre fodret och luftspalten 9 anordnas mellan bakfodret och manteln. Man kan också i detta fall låta en del av sekundärluften strömma in i reaktorn uppifrån på konventionellt sätt. Vidare kan tänkas att en delström av luftflödet genom spalt 9 tillsättes som tertiärluft ett stycke ned i reaktorn. 501 345 8 Ytterligare utföringsformer är också möjliga. T ex kan en eller flera isolermattor anordnas på mantelns insida vilka stöds av korrugerad plåt på insidan. Denna plåt kan då tillsammans med den innanför liggande infodringen bilda spalten 9. Plåten kan lämpligen utgöras av rostfritt stål med blank yta för reflektion av värme.

Det är ej heller nödvändigt att ren tertiär- eller sekun- därluft inblåses i de lägre luftintagen utan s k destruk- tionsgas som ingår i systemet kan även förvärmas och blåsas in genom spalten 9.

Genom föreliggande uppfinning har man löst två problem, nämligen problemet med förgasat alkali som tränger in genom infodringen och problemet att på ett optimalt sätt förvärma den tillförda luften eller destruktionsgasen till reaktorn.

Temperaturen i reaktorn är 700-1300°C, normalt 800-900°C vilket betyder att värmeförlusterna kan bli ganska be- tydande om förfarandet ej drives optimalt. Man kan exem- pelvis komma upp till en temperatur på sekundärluften av ca 400°C om man låter hela denna strömma in genom spalten 9 vilket är en betydande värmevinst.

Uppfinningen är icke begränsad till de visade utförings- formerna utan den kan varieras på olika sätt inom patent- kravens ram.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 501 345 PATENTKRAV:

1. Reaktor för förgasning och partiell förbränning vid en temperatur överstigande 600°C, företrädesvis mellan 900 och 1300°C av cellulosa-avfallslutar innehållande oorganis- ka alkalier, särskilt svartlut, innefattande en reaktorman- tel (1), tillförselanordningar för lut (2) och förbrän- ningsluft (3) i företrädesvis övre reaktordelen, utlopp- söppning (5) för gaser och annat material i företrädesvis nedre delen samt värmeisolerande infodring (6, 14) vid manteln (1) och bottendelen (4), k ä n n e t e c k n a d a v, att infodringen (6) har anordnats på avstånd från omgivande vägg, åstadkommande en spalt (9) för gas eller luft med tryck överstigande det i reaktorhärden.

2. Reaktor enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a V, att inloppsöppningar (10) kommunicerande med spalten (9) är företrädesvis anordnade i mantelns (1) nedre del eller bottendelen (4) för tillför- sel av sekundärluft, tertiärluft, destruktionsgas eller annan lämplig gas.

3. Reaktor enligt något av kraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att en ringspalt (12) kommunicerande med den övre delen av spalten (9) för utlopp av övertrycksgaserna in i reaktorhärden är anordnade runt tillförselanordningen för lut (2) eller sekundärluft (3).

4. Reaktor enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d a.v, att.hela lufttillförseln till reaktorn är avsedd att ske via spalten (9). 10 15 20 25 30 35 501 345 10

5. Reaktor enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d a.v, att en del av lufttillförseln till reaktorn är avsedd att ske via spalten (9) medan en del är avsedd att ske på konventionell väg direkt i reaktorns övre del (3).

6. Reaktor enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att inloppsöppningarna (10) är anordnade i bottendelen (4) och att denna är försedd med fördelningskanaler (11) för luften.

7. Reaktor enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d. a'v, att infodringen består av ett inre slitfoder (6) av prefabricerat keramiskt material och ett yttre platsgjutet bakfoder (14) också av keramiskt material.

8. Reaktor enligt kravet 7, k ä n n e t e c k n a d a v, att det inre prefabricerade slitfodret (6) är sammansatt och innefattar fogar.

9. Reaktor enligt kravet 7, k ä n n e t e c k n a d a vy att det yttre platsgjutna fodret (14) innefattar luftkanaler (15) utgörande spalten (9)-

10. Reaktor enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n aed a v, att infodringen består av ett inre slitfoder (6) av keramiskt material och ett eller flera utanpå liggande skikt av keramisk filt (7, 8).

11. Reaktor enligt kravet 1-10, k ä n n e t e c k n a d a v, att på mantelns insida är isolering anordnad som stöds på insidan av korrugerad plåt vilken bildar spalten (9) tillsammans med bak- eller slitfodret.