PL117637B1 - Method of simultaneous gas cooling and slag granulation and apparatus thereforija shlaka i ustanovka dlja odnovremennogo okhlazhdenija gazov i granulirovanija shlaka - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób jednoczesne¬ go chlodzenia gazów i granulowania zuzla oraz urzadzenie do jednoczesnego chlodzenia gazów i granulowania zuzla na wylocie z reaktorów, w których na drodze autotermicznej wytwarza sie ' pod zwiekszonym cisnieniem gazy zawierajace CO i Hj z paliw stalych i plynnych zawierajacych znaczne kosci substancji balastowych tworzacych zawiesiny w gazach.Przy zgazowywaniu stalych i plynnych paliw 10 o znaleznej zawartosci substancji balastowych znaj¬ dujacych sie w stanie zawiesiny w gazach, z uwagi na wymagana wysoka temperature reakcji nalezy przeprowadzac substancje balastowe — popiól — w stan. plynny, w celu przeciwdzialania powsta- 15 waniu spieczonych warstw, mogacych tworzyc prze¬ wezenia dróg przeplywu lub przestrzeni reakcyj¬ nej.Plynne substancje balastowe wystepujace w obre¬ bie przestrzeni reakcyjnej mozna odprowadzac ao wspólnie z gazem reakcyjnym lub niezaleznie od tego gazu, Odprowadzane plynne substancje ba¬ lastowe schladza sie przez kontaktowanie z woda i granuluje sie je. Obserwuje sie przy tym wy¬ stepowanie zjawiska odparowywania wody. 2s W opisie zgloszeniowym JEFN nr 2 723 601 podano ze powstawanie pary wodnej powoduje znaczny wzrost efektu chlodzacego, prowadzacy do wzrostu lepkosci zuzla, a tym samym do intensyfikacji zjawisk zatykania otworów wylotowych do odpro- '• wadzania zuzla. Liczne sposoby przeciwdzialania tym trudnosciom polegaja miedzy innymi na tym, ze wytworzony gaz i zuzel odprowadzane sa wspól- pradowo z przestrzeni reakcyjnej. Goracy gaz utru¬ dnia dostep zimnej pary wodnej do otworu wylo¬ towego i sciekajacy kroplami zuzel utrzymywany jest w pozadanej temperaturze.Dla dalszego wykorzystywania wytworzonego ga¬ zu nieodzowne jest ochlodzenie zarówno zuzla, jak i gazu do odpowiedniej temperatury. Szybkie schlodzenie plynnego zuzla wyplywajacego ze stre¬ fy reakcyjnej swobodnym strumieniem, bez stru¬ mienia gazu, korzystnie prowadzi sie przez skra¬ planie do kapieli wodniej, (przy czym scianke ota¬ czajaca swobodny sftrumien zrasza sie warstewka wody w celu unikniecia tworzenia sie zapieczonych warstw.Zgodnie z opisem zgloszeniowym RFN 2 7129 601 scianka otaczajaca ma postac rury, która w celu odciecia dostepu gazowej atmosfery reaktora za¬ nurza sie do kapieli wodnej uzywanej do szyb¬ kiego schladzania zuzla. W rozwiazaniu takim rów¬ noczesna granulacja zuzla i odprowadzanie wytwa¬ rzanego gazu nie jest mozlfiwe.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu jed¬ noczesnego chlodzenia gazów oraz granulowania zuzla zapobiegajacego zatykaniu sie przewodów odprowadzajacych zuzel z reaktorów do wytwa¬ rzania pod zwiekszonym cisnieniem gazów zawie¬ rajacych CO i Hj oraz niebezpiecznym przegrze- Xli 637wom elettSSit^Wkonstrukcyjnych pfzez niecalko¬ wicie schlodzone igazy oraz urzadzenia do realizacji tego sposobu przy rninimaOnych nakladach tech¬ nicznych.(Wynalazek oparty jest na c^aoowaniu. .©dpo^ wiedniego sposobu i ^ odpowiedniego urzadzenia, umozliwialjacegjo przeprowadzanie w trakcie proce¬ su chlodzenia gazu surowego zawierajacego CO i Hj, otrzymanego przez zgazowanie paliw stalych lub cieklych w .postaci zawiesiny w gazie w warun¬ kach podwyzszonego cisnienia, jednoczesnego pro¬ cesu granulowania odprowadzanego zuzla. Wyko¬ rzystuje sie przy tym korzystny wplyw strumienia goracego surowego gazu na wyplyw zuzla.Cele powyzsze rozwiazano przez opracowanie sposobu, polegajacego wedlug wynalazku na tym, ze z reaktora do zgazowywania paliw odprowadza sie zwarty strumien plynnego zuzla1 wspólosiowo i wspolkierunkowo ze strumieniem gojacego suro¬ wego gazu tak, ze strumien zuzla otoczony jest zd^wszysitkich stron przez strumien goracego su: rowego gazu i wprowadza siej, utrzymujac predkosc przeplywu gazu w granicach '8—10 nVk do kapieli wodnej przy czym gaz i zuzel czesciowo chlodzi sie w trakcie transportu utworzonego strumienia dwufazowego do kapieli wodnej ostatecznie zuzel iv gaz., ochladza sie w kapieli wodneji, przy czym plynny zuzel ulega zgranulowaniu i sedymentacji a wyplywajacy strumien surowego gazu -poddaje sie koncowemu ochlodzeniu przez rozdzielenie na drobne pecherze w obrebie kapieli i zbiera sie, a nastepnie odprowadza sie zgranuflowany ochlo¬ dzony zuzel oraz ochlodzony gazj r Urzadzenie do jednoczesnego chlodzenia gazów oraz t granulowania zuzla ma < wedlug wynalazku usytuowany w dnie przestrzeni reakcyjnej reaktora elenaent w ksztalcie pierscienia wystajacego ponad dno reaktora, z jednym lub kilkoma wglebieniami na górnej kra/we^zi* otaczajacy otwór wylotowy i umozliwiajacy odprowadzanie zwartego strumie¬ nia plynnego zuzla wspólosiowo i wspolkierunkowo ze strutnienaapa goracego gazu, tak ze strumien zuzla otoczony jest ze wszystkich stron strumie- nienvgazu. Otwór spustowy polaczony jest rurka -dwuscienna laczaca reaktor z zespolem chlodza¬ cym w postaci pojemnika, skladajaca sie z wew¬ netrznej rury opadowej' i zewnetrznej rury pla¬ szczowej, przy czym wewnetrzna powierzchnia ru¬ ry jesit calkowicie zwilzana warstewka wody, a pierscieniowa przestrzen pomiedzy, sciankami rury, dwulsciennej polaczona jest z doprowadze¬ niem wody. Hura dwujscienna- zanurzona jest w kapieli wodnej, wypelniajacej czesciowo pdje- nmik. iPojemnikma powyzej poziomu kapieli chlo¬ dzacej króciec CKillotewy dla ochlodzonego gazu oraz ponizej poziomu kapieli, w dnie ojtwór do odprowadzania zgranulowanegjo zuzla.Praktyka wykazalav ze^pff^y zbyt wysokich pred¬ kosciach przeplywu gazu w surze odpadowej zwar- ty strunnen zuzla ulega rozpyleniu i mimo obec¬ nosci warstewki wody nie mozna uniknac powsta¬ wania zapieczonych wasistw zuzla na wewnetrznej stalej sciance rury; Natoija#i£t przy zbyt malych predkosciach prze¬ plywu jgazu nie mozna uniknac wstecznego prze* £637 4 plywu zimnej pary wodnej' w rurze dwusciennej do otworu wylotowego reaktora, w nasitejpstwie czego moze dochodzic w tym miejscu do .zestalania zuzla i przewezania sie otworu wylotowego. Dla- • &- -tego -wymiary rury opadowej musza byc dostoso¬ wane, do. objetosciowego natezenia przeplywu gazu: Zakres * predkosci przeplywu gazu w rurze opa¬ dowej wedlug wynalazku obejmuje wartosci od 10 8 do 10 nVs. !W tych warunkach chlodzace dzialanie rury opadowej na ogól nie wystarcza dla dosta¬ tecznego ochlodzenia zuzla i gazu. Obydwie fazy strumienia dlwufazowego ulegaja koncowemu ochlo¬ dzeniu po wejsciu do kapieli iwodnej; przy czym 15 zuzel przy zwilzeniu woda ulega zestaleniu i se- dymentuje w wodzie, a unoszacy •sie" ku górze gaz . ulega w zespole chlodzacym schlodzeniu do temperatury kapieli wodnejj Wpktutek nie zauwazonych zmian zachodzacych 2a w czasie pracy urzadzenia powodowanych na przy¬ klad wahaniami cisnienia wywolanymi zmiana ilosci gazu lub zmianami ilosci doplywajacej wody, mozliwe jest lokalne zerwanie warstewki wody w rurze opadowej co prowadzi do przegrzania 25 scianki rury przez strumien goracego gazu i jej zniszczenia.•Niebezpieczenstwo to zostalo wyeliminowane w urzadzenia wedlug wynalazku przez zastosowa¬ nie rury opadowej w (postaci rury dwusciennej, 30 w której przez przestrzen pierscieniowa przeplywa w kierunku od, dolu ku górze woda potrzebna do - zwilzania. Rozwiazanie takie (gwarantuje posrednie chlodzenie rury opadowej równiez w przypadku, gdyby ilosc wody byla niewystarczajaca dla utfor- 35 mowania nieprzerwanej warstewki ociekowej.Urzadzenie do jednoczesnego chlodzenia gazów i granulowania zuzla; przedstawione na zalaczonym rysunku fi& £L* na którym, uwidoczniono pojemnik 9 z usytuowana centralnie rura dwuscienna T 40 do odbioru zwartego strumienia plynnego zuzla otoczonego strumieniem surowego gazu, skladaja¬ ca sie z rury plaszczowej 12 i rury opadowej 2 której wewnetrzna strona zwilzana jest warstewka wody 5, przy czym przestrzen pierscieniowa 11 43 utworzona miedzy rura plaszczowa 12 i rura opa¬ dowa 2 polaczona jest z doprowadzeniem do wody 6, przy *czym rura dwuscienna 7 zanurzona jest w kapieli wodnej 3. Pod powierzchnia kapieli 3, usytuowane sa wkladki rozdzielajace 4 a ponad 50 kapiela wodna 3 usytuowany jest króciec odlotowy 10 dla ochlodzonego gazu.P r z y k l a d. Strumien 1% 000 mVh mieszaniny surowego gazu ó temperaturze ;1300°C i cisnieniu 2fi MiPa wplywa z reaktora cisnieniowego do gór- 55 nego otworu rufy opadowej 1. SRównolegle ze stru- mieniem surowego gazu do górnego otworu rury opadowej l*wplyws zwarty siijftumien 2000 kg/h zuzla nie'stykajacego siie ze sciankami* Srednica wewnetrzna rury opadowej 2 .wynosi 640 mm, 60 przez to osiaga sie efektywna predkosc przeplywu ,gazu okolo 0,0 m/s". W tych warunkach strumien zuzla nie ulega zerwaniu. iRura opadowa 2 zanu¬ rzona jest na glebokosc okolo 1200 mm do kapieli wodnej 3. Strumien gazu wypiera wotle z rury « opadowej 2j rozdziela sie w koncowej cz^scj rury5 opadowej na obwodzie i wchodzi do kapieli wod¬ nej 3, gdzie dla dalszego ochlodzenia zostaje do¬ kladnie rozdzielony przez wyodrebnione wkladki rozdzielajace gazu 4.Równolegle do strumienia gazu i strumienia zuz¬ la, blomka wody S równomiernie rozdzielona na obwodzie rury opadowej 2 zrasza w dól i ochla¬ dza rure opadowa 2, zapobiegajac spiekaniu sta¬ lego zuzla. Ta warstewka wodna powstaje w wy¬ niku doprowadzenia okolo 80 000 kg/h wody o tem¬ peraturze okolo 150°C, przez przewód doprowa¬ dzajacy dla wody 6 oraz rure dwuscienna 7. (Woda plynaca do góry w przestrzeni pierscieniowej 11 rury dwusciennej 7 Ochrania przed przegrzewaniem sie rure opadowa 2 w przypadku zerwania sie war¬ stewki wody. (Po przejsciu .przez rure opadowa 2 strumien zuzla, ochlodzony tyliko w malym stop¬ niu, wchodzi do kapieli wodnej 3 i ulega tam gra¬ nulacji. Granuilaty zuzla usuwane sa ze zbiornika 9 przez króciec 8.Gaz po przejsciu przez kapiel wodna 3 ulega ochlodzeniu do temperatury zblizonej do tempera¬ tury wody i zbiera sie w przestrzeni gazowej zbior¬ nika 9, skad za posrednictwem krócca dla ochlo¬ dzonego gazu 10 jest on doprowdzany do dalszego wykorzystania. Gaz nasyca sie przy tym para wodna o cisnieniu zblizonym do preznosci pary w temperaturze wrzenia. Taka zawartosc pary wodnej w gazie moze byc wykorzystywana w !dal- szpch etapach procesu.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób jednoczesnego chlodzenia gazów i gra¬ nulowania zuzla przez kontaktowanie z woda na wylocie z reaktorów^ w których pod zwiekszonyni cisnieniem wytwarzane sa na drodze autotermicz- nej gazy zawierajace CO i H2 z zawierajacych substancje balastowe stalych i plynnych paliw przeprowadzonych w postac zawiesiny w gazie, r 637 * znamienny tym, ze odprowadzany z reaktora zwarty strumien plynnego zuzla otoczony ze wszy¬ stkich stron przez prowadzony wspólosiowo w tym samym kierunku strumien surowego gazu wpro- 5 wadza sie do kapieli wodnej utrzymujac predkosc przeplywu gazu w granicach 8—10 m/s przy czym gaz i zuzel czesciowo chlodzi sie w trakcie tran¬ sportu utworzonego strumienia dwufazowego do kapieli wodnej a ostatecznie zuzel i surowy gaz 10 ochladza sie w kapieli wodnej przy czym plynny zuzel ulega zgranuiowandu i sedymentacja a wy¬ plywajacy strumien surowego gazu poddaje sie koncowemu ochlodzeniu przez rozdzielenie na dro¬ bne pecherze i zbiera sie ponad kapiela wodna, 15 nastepnie odjprowadza sie zgiranulowany ochlodzony zuzel oraz ochlodzony gaz. 2. Urzadzenie do jednoczesnego chlodzenia ga¬ zów i granulowania zuzla przez kontaktowanie z woda na wylocie z reaktorów, w których ipod 20 zwiekszonym cisnieniem wytwarzane sa na drodze autotemicznej gazy zawierajace CO i H2 z za¬ wierajacych substancje balastowe stalych i plyn¬ nych paliw przeprowadzonych w postac zawiesiny w gazie znamienne* tym, ze stanowi je pojemnik ** (9) z. usytuowana centralnie rura dwuscienna (7) do odbioru zwartego strumienia plynnego zuzla oto¬ czonego wspólosiowo strumieniem surowego gazu, skladajaca sie z rury plaszczowej (12) i rury opa¬ dowej (2), której wewnetrzna strona zwilzana jest 30 warstewka wody (5), doprowadzanej poprzez prze¬ strzen pierscieniowa (11) ultworaona miedzy rura plaszczowa (12) i rura opadowa (2)^ która pola¬ czona jest z zasilaniem woda (6), przy czym rura dwuscienna (7) zanurzona jest w kapieli wodnej (3) M zas drugi jej koniec osadzony jest w dnie reaktora i otoczony elementem pierscieniowym, którego gór¬ na krawedz ma jedno lub kilka wglebien, zas pod powierzchnia kapieli usytuowane sa wkladki roz¬ dzielajace a ponad kapiela wodna (3) usytuowany *• jest króciec odlotowy dla ochlodzonego gazu (10), I*117 637 Gaz Surowy ogrzany Zuzel Gaz surowy oyzany Woda C/- t i llNIA Urzedu Paientowego PlUkiij tZK7it« n Lffiwij LZGraf. Z-d INr 2 — 11610/03 M egz. A.4 Cena 110 zt PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób jednoczesnego chlodzenia gazów i gra¬ nulowania zuzla przez kontaktowanie z woda na wylocie z reaktorów^ w których pod zwiekszonyni cisnieniem wytwarzane sa na drodze autotermicz- nej gazy zawierajace CO i H2 z zawierajacych substancje balastowe stalych i plynnych paliw przeprowadzonych w postac zawiesiny w gazie, r 637 * znamienny tym, ze odprowadzany z reaktora zwarty strumien plynnego zuzla otoczony ze wszy¬ stkich stron przez prowadzony wspólosiowo w tym samym kierunku strumien surowego gazu wpro- 5 wadza sie do kapieli wodnej utrzymujac predkosc przeplywu gazu w granicach 8—10 m/s przy czym gaz i zuzel czesciowo chlodzi sie w trakcie tran¬ sportu utworzonego strumienia dwufazowego do kapieli wodnej a ostatecznie zuzel i surowy gaz 10 ochladza sie w kapieli wodnej przy czym plynny zuzel ulega zgranuiowandu i sedymentacja a wy¬ plywajacy strumien surowego gazu poddaje sie koncowemu ochlodzeniu przez rozdzielenie na dro¬ bne pecherze i zbiera sie ponad kapiela wodna, 15 nastepnie odjprowadza sie zgiranulowany ochlodzony zuzel oraz ochlodzony gaz.
2. 2. Urzadzenie do jednoczesnego chlodzenia ga¬ zów i granulowania zuzla przez kontaktowanie z woda na wylocie z reaktorów, w których ipod 20 zwiekszonym cisnieniem wytwarzane sa na drodze autotemicznej gazy zawierajace CO i H2 z za¬ wierajacych substancje balastowe stalych i plyn¬ nych paliw przeprowadzonych w postac zawiesiny w gazie znamienne* tym, ze stanowi je pojemnik ** (9) z. usytuowana centralnie rura dwuscienna (7) do odbioru zwartego strumienia plynnego zuzla oto¬ czonego wspólosiowo strumieniem surowego gazu, skladajaca sie z rury plaszczowej (12) i rury opa¬ dowej (2), której wewnetrzna strona zwilzana jest 30 warstewka wody (5), doprowadzanej poprzez prze¬ strzen pierscieniowa (11) ultworaona miedzy rura plaszczowa (12) i rura opadowa (2)^ która pola¬ czona jest z zasilaniem woda (6), przy czym rura dwuscienna (7) zanurzona jest w kapieli wodnej (3) M zas drugi jej koniec osadzony jest w dnie reaktora i otoczony elementem pierscieniowym, którego gór¬ na krawedz ma jedno lub kilka wglebien, zas pod powierzchnia kapieli usytuowane sa wkladki roz¬ dzielajace a ponad kapiela wodna (3) usytuowany *• jest króciec odlotowy dla ochlodzonego gazu (10), I*117 637 Gaz Surowy ogrzany Zuzel Gaz surowy oyzany Woda C/- t i llNIA Urzedu Paientowego PlUkiij tZK7it« n Lffiwij LZGraf. Z-d INr 2 — 11610/03 M egz. A.4 Cena 110 zt PL