SK66596A3 - Gasifier throat - Google Patents

Description

Výroba syntetického plynu v bežnom splynovači zvyčajne zahŕňa čiastočnú oxidáciu zmesi paliva pri vysokej teplote. Výsledkom výroby je syntetický plyn spoločne s nespáleným tekutým odpadom.

Doterajší stav techniky

Ak zmes paliva obsahuje tuhý materiál, napríklad koks alebo uhlie, zloženie koksu alebo uhlia môže byť také, že sa meniace množstvo nespáli a prejde splynovačom ako tuhý odpad. Zatiaľ čo pomerne značné množstvo tuhých zložiek odpadu prechádza do zhášacej komory splynovača, udrží sa aspoň časť zmieneného tuhého odpadu na stenách splynovača a vytvorí trosku . V horúcom plas• tickom stave troska postupne tečie do zhášacieho kúpeľa splynovača, alebo tuhne, ak je splynovač uzavretý a teplota znížená.

- V určitom bode procesu výroby syntentického plynu je zrejmé to, že prítomnosť zvýšeného množstva troBky v splynovači ohrozuje priebeh splynovania. V určitom okamihu sa splynovač ručne zatvára, a to za účelom roztavenia trosky alebo uskutočnenia operácie odtroskovania.

Taká operácia zvyčajne zahŕňa zavedenie spáliteľnej zmesi do spaľovacej komory splynovača, takže pri dostatočnom zvýšení teploty Ba troska roztaví a pomocou gravitačných síl tečie do zhášacej komory.

Škodlivý vplyv tejto procedúry je zrejmý zvlášť vtedy, keď čiastočne spálená zmes obsahuje množstvo vanádia. Následná operácia odtroskovania bude oslabená prítomnosťou tohto prvku, čo má často za následok rýchlejšie poškodenie zúženého hrdla splynovača než zvyšku žiaruvzdornéj výmurovky splynovača. Výmurovka bude mať enahu erodovať v miestach zvýšenej koncentrácie troBky pozdĺž zúženej časti toku odpadu a vplyv bude mať aj tepelný šok, ktorému je výmurovka často vystavená.

-2Stručne povedané, cieľom tohto vynálezu je poskytnúť nové hrdlo Bplynovača, ktoré zahŕňa chladiaci systém s obiehajúcim médiom.

Podstata vynálezu

Aby Ba prekonala najväčšia chyba, ktorá sprevádza odtroskovací proces, vynález poskytuje novú časť hrdla, ktorá je schopná čeliť účinkom vysokých teplôt a tepelného šoku, čo sú faktory, ktoré často spôsobujú eróziu hrdla. Tu opísané hrdlo splynovača pozostáva zo žiaruvzdorného materiálu, schopného odolať vysokým teplotám, ktoré počas eplynovacieho procesu vznikajú.

Hrdlo má vnútorný chladiaci systém, ktorý pozostáva zo siete alebo podporného rámu navzájom spojených rúrok, ktorými prúdi tekuté chladiace médium vnútri hrdla. Tekuté chladivo bude najefektívnejšie plniť svoju funkciu v mieste dotyku odpadu so stenou hrdla.

Prehľad obrázkov na výkrese

Obr.1 znázorňuje nárys priečneho rezu splynovačom.

Obr.2 znázorňuje zväčšenú časť splynovača z obr.l.

Obr.3 znázorňuje pohľad na segment vnútornej podpornej časti hrdla a na chladiacu štruktúru.

Obr.4 znázorňuje časť chladiacej štruktúry z obr.3.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa obr.1 je splynovač 10 typom splynovača, ktorý pozostáva z predĺženej škrupiny 11» ktorá má žiaruvzdornú výmurovku 12 zo žiaruvzdorných tehál alebo podobného materiálu, ktorá tvorí spaľovaciu komoru 1.3., v ktorej nastáva čiastočné spaľovanie vstrekovanej palivovej zmesi.

-3Horný Koniec splynovača má otvor pre čiastočnú oxidáciu a odtroskovaciu operáciu, v ktorom je umiestnený horák 14. Pri jednom vyhotovení je horák prepojený cez jedno alebo viac rúrkových vedení s ventilom, napr. 16 a 17, so zdrojom tlaku 18 paliva alebo palivovej zmesi. Palivo môže obsahovať časticové uhlie alebo koks, spoločne s plynom podporujúcim horenie, napríklad kyslíkom a/alebo inými prísadami.

Spodný koniec škrupiny splynovača 11 má dno 19. všeobecne kužeľovitého tvaru, ktoré pomáha viesť horúce plynné produkty vzniknuté spaľovaním smerom dolu, rovnako ako tuhé produkty spaľovania do zúženého otvoru hrdla 21. Dno 19 tvorí pokračovanie bočných stien škrupiny 11 a podobne ako ostatná časť škrupiny má žiaruvzdornú výmurovku 22. ktorá je schopná vydržať bežnú teplotu v spaľovacenj komore, ktorá môže dosahovať hodnotu približne 1357 °C.

Funkcia zúženého otvoru 21 hrdla spočíva vo vedení horúcich plynov tečúcich smerom dolu do zhášacej komory 22# kde sa horúce plyny, ako aj tuhý časticový materiál pred vypustením zhášajú. Zhášacia komora 23 má ponornú rúrku 2^* ktorá je umiestnená pod zúženým otvorom hrdla 21 tak, aby viedla pretekajúci plyn a tuhé častice do vodného kúpeľa 26.

Ponorná rúrka 24 má zhášací prstenec 27. ktorý slúži na vstrekovanie chladiacej vody z vonkajšieho tlakového zdroja 42 proti stenám ponornej rúrky 24, ktorú tým chráni pred poškodením, ktoré by mohlo nastať vplyvom vysokej teploty plynov a tuhých častíc.

Po ukončení zhášacieho procesu sa syntetický plyn, ktorý je normálne nositeľom množstva časticového materiálu, vypúšťa z výtokového otvoru splynovača 28 do jedného alebo viacerých výmenníkov tepla na ďalšie spracovanie. Tuhé častice, ktoré sa dostanú do vodného kúpeľa 26. prepadnú vlastnou hmotnosťou cez vodný kúpeľ a prechádzajú do uzavretého zásobníka, ktorý sa pravidelne vyprázdňuje.

Podľa obr.2, 3 a 4 je časť hrdla 31 splynovača 10 v podstate pokračovaním žiaruvzdornej výmurovky 22 dna splynovača 15?. Hrdlo 31 je v zásade vyhotovené zo žiaruvzdorného materiálu, ktorý je — 4— schopný odolať vo väčšej miere vysokým prevádzkovým teplotám a pohybu trosky, ktorá tečie zo stien spaľovacej komory a dna do kúpeľa 25.· Hrdlo má strednú os, ktorá prebieha najlepšie vo zvislom smere.

Časť hrdla 31 pozostáva z vnútornej priehradovej zostavy rúrok alebo potrubia 32 z vysoko legovanej ocele a pod. Vo vyhotovení, ktorému sa dáva prednosť, sú rúrky rozmiestnené rovnomerne okolo zvislého otvoru hrdla 21 v segmentoch 23./ ktoré smerujú von a sú spojené pri svojich vzdialenejších alebo vstupných koncoch 34 so zberným potrubím 36. Zberné potrubie je spojené rúl— kou 37 so zdrojom tlakovej chladiacej vody 42 a je uložené vo výmurovke hrdla alebo je k nej pripojené zvonku.

Každý úsek potrubia 32 zahi*tta vnútornú zvislú zložku, ktorá je rovnobežná so strednou osou otvoru hrdla 21. Horná časť každého úseku potrubia 32 môže byť vychýlená smerom nahor, čím je definovaný chladiaci kanál priľahlý ku dnu splynovača 19. Tretí úsek chladiaceho kanálu vybieha smerom dolu a končí sa vo výpustnom potrubí 38.

Ako už bolo povedané, každým segmentom 33 výtokového potrubia 38 obieha ako chladiace médium voda, kde je tento segment usporiadaný tak, aby nasmeroval ohriatu vodu priamo do vodného kúpeľa 25· Tento prúd vody sa musí monitorovať, aby sa v kúpeli 25 zabezpečila určitá zodpovedajúca úroveň vody počas odtroskovania a v priebehu výrobných fáz výroby plynu.

Po priechode vody cez priehradovú sústavu potrubia 32 sa táto voda vypúšťa cez potrubie 38 do vodného kúpeľa 25· Odtekajúca voda z priehradovej sústavy sa môže alternatívne viesť do zhášacieho prstenca 27. odkiaľ sa nasmeruje proti stene ponornej rúrky 24·

Úsek hrdla 31 vnútornej priehradovej sústavy 32 sa môže spevniť pletivom 39 alebo vonkajšími pozdĺžnymi krídelkami, ktoré vystupujú z vonkajšieho povrchu potrubia tak, že priľahlé úseky potrubia sa môžu k sebe privariť, aby vytvorili zloženú štruktúru.

Kruhovitá časť odolná voči teplote alebo teleso časti hrdla 31 pozostáva zo zlievateľnej výmurovky, ktorá je spočiatku pod-5dajná, aby sa mohla vsunúť medzi a okolo spevnenej priehradovej sústavy potrubia 32 a natlačiť do zamýšľaného tvaru, aby rozmerovo zodpovedala dnu splynovača 19 a jej výmurovke 23 alebo povlaku. Hoci zlievateľná výmurovka stvrdne do tuhej masy, môže sa napínať pomocou žiaruvzdorných kotiev 41. ktoré sú rozmiestnené v kritických vzdialenostiach a ktoré vystupujú z pletiva 39 alebo zo štruktúry potrubia tak, aby výmurovku podporovali.

Pri odlievaní zlievateľnej výmurovky do podpornej priehradovej sústavy potrubia 32 môže byť na povrchu obrátenom k hrdlu miesto vytvorené aspoň z jednej kvapky trosky alebo z prstenca trosky 43. ktorý podporuje oddeľovanie trosky tečúcej smerom dolu, od steny hrdla, a jej padanie do vodného kúpeľa 26. Štruktúrne možno časť hrdla 31 splynovača upevniť ku dnu 19 ako pôvodné vybavenie, alebo sa môže nainštalovať ako oddeliteľné a premiestniteľné zariadenie v štruktúre dna. Môže sa vyhotoviť tak, že sa môže od dna splynovača 19 oddeliť a provizórne udržiavať na svojom mieste pomocou podporného oceľového dna splynovača, alebo pomocou svorníkov, ktoré vystupujú do samotného dna.

Je zrejmé, že sa môžu použiť rôzne modifikácie a variácie tohto vynálezu bez toho, aby Ba ustúpilo od ducha a rozsahu tohto vynálezu pri istých obmedzeniach, ktoré sú uvedené v priložený c h nárokoc h.

Claims (13)

1. Splynovač pre čiastočnú oxidáciu zmesi uhlíkatého paliva včítane syntetického plynu, vyznačujúci sa tým, že obsahuje:

a) spaľovaciu komoru, do ktorej sa privádza zmes uhlíkatého paliva, a v ktorej sa palivo čiastočne oxiduje, kde spaľovacia komora má dno,

b) kúpeľ pod dnom spaľovacej komory, kde sa nachádza tekuté chladiace médium,

c) úsek hrdla na dne komory, kde toto hrdlo má otvor hrdla, cez ktoré je spaľovacia komora prepojená s kúpeľom a kadiaľ sa zavádzajú produkty čiastočnej oxidácie zo spaľovacej komory do kúpeľa,

d) úsek hrdla zahŕňa:

- zberné potrubie medzi spomenutým dnom a kúpeľom, ktoré prijíma tekuté chladiace médium,

- množstvo potrubí, ktoré majú jeden koniec spojený so stenou zberného potrubia, a ktoré prijímajú chladiace médium zo spomenutého zberného potrubia, kde potrubia majú tvar U, ktorý definuje chladiaci kanál, priľahlý ku dnu spaľovacej komory, kde spomenuté potrubia majú otvorený výtokový koniec, ktorý smeruje do kúpeľa.

2.

Splynovač podľa nároku 1, vyznačujúci tým,

3.

že obsahuje spomenutým spomenutého spomenutých zhášací prstenec medzi spomenutým úsekom kúpeľom a ponornou rúrkou.

zhášacieho prstenca do kúpeľa, potrubí sú usporiadané tak.

hrdla a ktorá vystupuje zo kde aby výtokové konce mohli vypúäťať chladiace médium priamo

Splynovač podľa nároku spomenutým spomenutého spomenutých do spomenutej ponornej

1, vyznačuj úc kúpeľom a ponornou rúrkou, zhášacieho prstenca do kúpeľa.

potrubí sú usporiadané tak, rúrky.

i Ba tým, ktorá vystupuje zo kde výtokové konce aby mohli vypúäťať chladiace médium priamo do spomenutého zháäacieho prstenca.

že obsahuje zhášací prstenec medzi spomenutým úsekom hrdla a

-Ί-

4. Splynovač podľa nároku 1, vyznačujúci satým, že potrubie je umiestnené okolo spomenutého zberného potrubia tak, že potrubie vytvára priehradovú konštrukciu pre žiaruvzdorný materiál a definuje tak otvor hrdla.

5. Splynovač podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že otvor hrdla má os, a kde časť spomenutého potrubia v tvare U zahŕňa protiľahlé úseky potrubí, rovnobežné s osou otvoru hrdla.

6. Splynovač podľa nároku 1,vyznačujúci Ba tým, že spomenutá spaľovacia komora má v dne dutinu, do ktorej je odnímateľné umiestnená časť hrdla.

7. Splynovač podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, Že spomenuté zberné potrubie obklopuje otvor hrdla.

8. Zostava hrdla pre spaľovaciu komoru splynovača, určená na umiestnenie na dne spaľovacej komory a na spojenie medzi spaľovacou komorou a kúpeľom splynovača, vyznačujúca sa tým, že obsahuje

a) prstencovité chladiace zberné potrubie, ktoré prijíma tekuté chladiace médium,

b) množstvo potrubí s jedným koncom spojeným so spomenutým zberným potrubím, z ktorého odoberajú chladiace médium, kde spomenuté potrubia zahŕňajú časť v tvaru U, ktorá definuje chladiaci kanál,

c) kde tieto potrubia majú otvorený výtokový koniec vystupujúci z uvedenej časti tvaru U a smerujúci do kúpeľa, kde Bpomenuté potrubia vytvárajú priehradovú konštrukciu pre žiaruvzdorný materiál a pre definovanie otvoru hrdla, ktorý spája spaľovaciu komoru s kúpeľom.

9. Zostava hrdla podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že výtokový koniec spomenutých potrubí má smerom k vtokovému koncu potrubia zúbkovanie, takže žiaruvzdorný materiál môže byť na zúbkovaných častiach potrubí podporovaný a vytvárať odkvapávaciu časť pre trosku, čo zlepšuje možnosť oddeľovania troBky od hrdla a jej odkvapkávanie do kúpeľa.

10. Zostava hrdla podľa nároku 8, vyz na čujúca sa tým, že potrubie je umiestnené okolo zberného potrubia, čím pomáha definovať otvor hrdla.

11. Zostava hrdla podľa nároku 8,vyznačujúca sa tým, že zberné potrubie obklopuje spomenutý otvor hrdla.

12.Spôsob čiastočnej oxidácie zmesi uhlíkatého paliva v atmosfére s vysokou teplotou v splynovači za účelom výroby horúceho tekutého odpadu včítane syntetického plynu, vyznačujúci sa tým, že zahi*ňa:

- použitie spaľovacej komory, do ktorej je nasmerovaná zmes uhlíkatého paliva, a kde sa čiastočne oxiduje,

- použitie kúpeľa b tekutým chladiacim médiom v splynovači,

- umiestnenie hrdla do splynovača, kde spomenuté hrdlo má vstup umiestnený voči splynovaču v kolmom smere,

- vedenie horúcich produktov čiastočného spaľovania do spomenutého chladiaceho média,

- obeh spomenutého chladiaceho média systémom chladenia.

13.Spôsob splynovania podľa nároku 12, vyznačujúci s a tým, že krok obehu chladiaceho média zahňKa taktiež uloženie siete potrubia chladiaceho média do žiaruvzdorného materiálu.