CS229922B2 - Production method of gas containing essentially carbone-monoxide and water and equipment for its realisation - Google Patents

Description

(54) Způsob výroby plynu, obsahujícího v podstatě kysličník uhelnatý a vodík a zařízení k jeho provádění

U způsobu výroby plynu, obsahujícího v podstatě kysličník uhelnatý a vodík, z výchozího materiálu obsahujícího uhlík a/ne-_% bo uhlovodík se výchozí materiál v práškové nebo tekuté fo-rmě vstřikuje spolu s okysličovadlem a síruskotvornou přísadou do pásma spalování při současném přivádění tepelné energie. Pásmo spalování se vytváří ve spodní části šachty, naplněné kusovým, pevným, uhlík obsahujícím materiálem a struskotvornou přísadou, která váěe síru.

Vynález se týká způsobu výroby plynu, obsahujícího v podstatě kysličník uhelnatý a vodík, z výchozího materiálu obsahujícího uhlík a/nebo uhlovodík, jakož i zařízení к jeho provádění.

Účeleim vynálezu je v podstatě vytvořit spalitelný plyn z pevných nebo kapalných, uhlík obsahujících paliv, přičemž tento plyn je -tvořen v podstatě kysličníkem uhelnatým a vodíkem s nepatrným obsahám síry a přítomná síra se současně váže ve strusce.

Technika niavrhovaná vynálezem je mimo jiné s výhodou využitelná pro výrobu redukčního plynu pro chemické procesy, náhradního paliva za naftu, plynu pro provoz plynových turbin a plynu pro metalurgické pece.

Až dosud známé způsoby pro výrobu takového plynu vyžadují jednak mnoho energie a jednak jsou více nebo méně komplikované z hlediska technického provedení způsobu.

Další nevýhoda těchto známých způsobů a podle -nich vyrobených plynů spočívá v tom, že mají vysoký obsah síry a vysoký podíl zbytků kysličníku uhličitého a vody, to znaimená, že při nich vznikají produkty, které ve značné míře» působí nepříznivě na stupeň znečištění okolního ovzduší.

Předložený vynález překvapivě umožňuje odstranit výše uvedené nevýhody známého stavu -techniky, přičemž podstata vynálezu podle navrženého způsobu spočívá v tom, že výchozí materiál v práškové nebo tekuté formě ,se vstřikuje spolu s okysličovadlem a strmskotvornou přísadou do pásma spalování při současném přivádění tepelné energie a že pásmo spalování se vytváří ve spodní části šachty, naplněné kusovým, pevným, uhlík obsahujícím materiálem a struskotvornou přísadou, která váže síru.

Hlavní výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v om, že plyn tímto způsobem vyrobený má nepatrný obsah síry a jen velmi malé zbytkové podíly kysličníku uhličitého a vody ve srovnání s plynem, vyrobeným dřívějšími způsoby. Další výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že síra je vázána ve strusko-vé fázi, což je příznivé zejména z hlediska ochrany ovzduší a nevede například к tomu, že by .se mohl vytvářet sirovodík. Mimoto je plyn vyrobený způsobem podle vynálezu v podstatě zbaven vyšších uhlovodíků.

Způsobem podle vynálezu lze dosáhnout také jednoduché regulace vlastního procesu, a to tím, že se v šachtě vytvoří palivový nárazník, čímž se zmenší požadavky na přesnost, která se požaduje při přívodu kyslíku a prášikoivého paliva do šachty, to znamená, iže odchylka od poměru mezi kyslíkem a práškovým palivem nevede ke zhoršení kvality získávaného plynu.

Účelně lze v rámci vynálezu použít jako struskotvornou přísadu, která váže síru, vápna nebo dolomitu, a jako okysličovadla směs plynů, která obsahuje kyslík a/nebo vodu.

Podle zvláště účelného příkladu provedení způsobu podle vynálezu lze teplotu a obsah vodíku v šachtě vytvářeného plynu regulovat současným využíváním fyzikálního tepla plynu přívodem vody do horní části šachty, to znamená nad oblast spalování.

Podle dalšího výhodného vytvoření způsobu podle vynálezu lze rychlost spalování a teplotu regulovat přívodem tepelné energie do pásma spalování a tuto regulaci lze například provádět ohřevem okysličovíadla. Podle výhodného provedení se jako zdroj tepla používá plazmový generátor.

Předmětem vynálezu je rovněž zařízení к provádění uvedeného způsobu, přičemž podstatou tohoto zařízení na výrobu plynu je šachtový reaktor se směsí kusového, pevného, uhlík obsahujícího materiálu a struskotvorné přísady, vážící síru, který má jednak přiváděči zařízení pro uhlík a/nebo uhlovodík obsahující výchozí materiál, vyúsťující v pásmu spalování, upraveném ve spodní části šachty, jednak vypouštěcí žlab pro kontinuální odvod vytvářené stirusky, jednak v horní části reaktoru upravený odvod plynu a jednak ústrojí pro přívod případně potřebné přídavné tepelné energie.

Reaktor je s výhodou opatřen přívody vody, vyúsťujícími v šachtě nad pásmem spalování.

Vynález je v dalším p:>dvobněji vysvětlen na příkladu provedení ve ^pojení s výkresovou částí.

Na obr. je schematicky znázorněno zařízení podle vynálezu v částečném řezu.

Šachtový reaktor 1 je naplněn směsí 2 z kusového, pevného, uhlík obsahujícího materiálu, například černého uhlí nebo koksu, jakož i struskotvonné přísady, která váže síru. Směs 2 se přivádí do horní části 3 šachty šachtového reaktoru 1 přes sazebnu 4, která má plynotěsné závěrné přívody. Horní část 3 šachty šachtového reaktoru 1 je uzavřena víkem 5, ve kterém ie upraven centrální odvod 7 plynu.

Ve spední části šachty šachtového reaktoru 1 je vytvořeno pásma 8 spalování, v němž vyúsťuje plazmový hořák 9, ke kterému se přívodním potrubím 11 přivádí směs 10 uhlíkového a/nebo uhlovodíkového výchozího materiálu v práškové nebo kapalné formě, struskotvorné přísady a okysličovadla. M’moto je ve spodní části šachty šachtového reaktoru 1 uspořádán vypouštěcí žlab 12 ipro odvod strusky.

V šachtovém reaktoru 1 jsou dále uspořádány přívody 13, 14 vody, které vyúsťují nad vlastním; pásmem 8 spalování.

Výchozí materiál, který obsahuje uhlík a/inebo uhlovodík se tedy přivádí v práškové .nebo kapalné formě do pásma 8 spalování spolu s okysličovadlem, například kyslíkem, a struskotvornou přísadou, například kyslíkem, a struškotvornou přísadou, například kyselou struskotvornou přísadou, přičemž rychlost spalování a teplotu lze snad2 2 9 9 2 fT* У.

no regulovat přívodem tepelné energie do pásma 8 spalování. Toho lze dosáhnout tak, že se buď ohřívá přiváděný kyslík, nebo tak, že se použije plazmový horák 9. Mimoto lze regulovat teplotu a obsah vodíku vyráběného plynu prostřednictvím přívodů 13, 14 vody, které jsou uspořádány nad pásmem 8 spalování, a současně využívat fyzikálního tepla obsaženého v plynu.

Zařízení, které je znázorněno na výkrese, může pracovat například tak, iak je uvedeno v dále popsaném příkladu.

Příklad

Přivede-lí se clo pásma 8 spalování šachty šachtového reaktoru 1

610 m³ kyslíku

1000 kg práškového uhlí kg struskotvorné -přísady (A1₂O_;> 20 proč. SiO₂ = 80 %) a současném přívody vody přes přívody 13, vody v množství

330 L získá se 2635 m³ plynu o teplotě 950 °C a složení

CO·; 3,3 %

CO 58,4 %

H₂ 34,6 %

ЬЬО 2,9 %

N₂ 1,3 % jakož i 240 kg strusky. Jaiko náplň v šachtě se použilo 70 kg koksu a 120 kg vápence a teplota v pásmu 8 spalování činila zhruba 1500 °C. Spotřeba energie se pohybovala na 4540 kWh.

Vynález se pochopitelně neomezuje na příklad provedení znázorněný na výkrese, avšak lze jej různě obměňovat v rozsahu dále uvedené definice předmětu vynálezu.

Claims (9)

1. předmět

   1. Způsob výroby plynu, obsahujícího v podstatě kysličník uhelnatý a vodík, z výchozího materiálu obsahujícího uhlík a/nebo uhlovodík, vyznačený -tím, že výchozí materiál v práškové nebo tekuté formě se vstřikuje spolu s okysličovadlem a struskotvornou přísadou při současném přivádění tepelné energie do pásma spalování ve spodní části šachty, naplněné kusovým, pevným, uhlík obsahujícím materiálem a struskotvornou přísadou, 14‘erá váže síru.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že jako struskotvorná přísada, která váže síru, se použije vápno nebo dolomit.
3. 3. Způsob podle bodů 1 nebo 2, vyznačený tím, že jako okysličovadio se použije směs plynů, obsahující kyslík a/nebo vodu.
4. 4. Způsob podle jednoho z předcházejících bodů, vyznsčený tím, že teplota a obsah vodíku v šachtě vytvářeného plynu se reguluje současným využíváním fyzikálního tepla plynu přívodem vody do horní části šachty.
5. 5. Způsob podle jednoho z předcházejících bodů, vyznačený tím, že rychlost spalování a teplota se reguluje řízeným přívo-

   VYNÁLEZU __

   ......

   dem tepelné energie do pásma spalování.
6. 6. Způsob podle bodu 5, vyznačený tím, že regulace se provádí ohřevem okysličovadla.
7. 7. Způsob podle bodu 5, vyznačený tím, že ohřev se provádí v plazmovém generátoru.
8. 8. Zařízení na výrobu plynu, obsahujícího v podstatě kysličník uhelnatý a vodík, z výchozího materiálu obsahujícího uhlík a/ /nebo uhlovodík, к provádění způsobu podle bodu 1. vyznačené tím, že je tvořeno šachtovým reaktorem (1) se směsí kusového, pevného, uhlík obsahujícího materiálu a struskotvorné přísady, která váže síru, který má jednak přiváděči potrubí (11) pro uhlík a/nebo uhlovodík obsahující výchozí materiál, vyúsťující v pásmu (8) spalování, upraveném ve spodní části šachty, jednak vypouštěcí žlab (12) pro kontinuální odvod vytvářené strusky, jednak v horní částí šachtového reaktoru (1) upravený odvod (7) plynu a jednak ústrojí pro přívod případně potřebné přídavné tepelné energie, s výhodou plazmový hořák (10).
9. 9. Zařízení podle bodu 8, vyznačené tím, že šachtový reaktor (1) je opatřen přívody [13, 14) vody, vyúsťujícími v šachtě nad pásmem (8) spalování.