Струйный реактор для высокоскоростного пиролиза пылевидного твердого топлива

 

Изобретение относится к переработке твердого топлива, является усовершенствованием реактора по авт.св. № 1666513, позволяет повысить выход жидких продуктов и улучшить адсорбционные свойства полукокса , Реактор состоит из трех частей 1,2 и 3 корпуса, которые соединены между собой цилиндрическим коллектором. 6 с горизонтальными соплами 7, 8, через которые выходит газ-носитель, в верхнюю часть корпуса через трубу 4 вводят мелкозернистое топливо и через кольцевое пространство 5 - теплоноситель . Из нижней части отводят продукты пиролиза через отвод 20. В центре корпуса расположен стояк для ввода газа, выходящий из сопел 18 и 19, расположенных в шахматном порядке относительно сопел 7 и 8. Кольцевой коллектор на уровне сопла 8 снабжен лопатками для закручивания потока в горизонтальной плоскости. Под стояком расположена выхлопная труба 27 с форсункой 28 для распыления охлаждающей жидкости. Парогазовые продукты вместе с твердыми частицами во вращающемся вихре устремляются к выхлопной трубке, при этом твердые частицы центробежными силами отбрасываются в сторону корпуса и удаляются из отвода 20. 2 з.п,ф-лы, 2 ил, со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1666513 (21) 4690926/26 (22) 15.05.89 (46) 30.04.92. Бюл. N- 16 (71) Государственный энергетический институт им.Г.М.Кржижановского (72) Е.Д,Хмелевская, Н.В.Говоркова и

ДЛ4,Аптер (53) 662.73(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №

1666513, кл. С 10 B 49/16, 06.04.89. (54) СТРУЙНЫЙ РЕАКТОР ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ПИРОЛИЗА ПЫЛЕВИДНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к переработке твердого топлива, является усовершенствованием реактора по авт,св, ¹ 1666513, позволяет повысить выход жидких продуктов и улучшить адсорбционные свойства полукокса, Реактор состоит из трех частей 1,2 и

3 корпуса, которые соединены между собой. Ж 1730122 А2 (sl)s С 10 В 49/16 цилиндрическим коллектором. 6 с горизонтальными соплами 7, 8, через ко орые выходит газ-носитель, в верхнюю часть корпуса через трубу 4 вводят мелкозернистое топливо и через кольцевое пространство 5 — теплоноситель. Из нижней части отводят продукты пиролиза через отвод20, В центое корпуса расположен стояк для ввода газа, выходящий из сопел 18 и 19, расположенных в шахматном порядке относительно сопел 7 и 8. Кольцевой коллектор на уровне сопла 8 снабжен лопатками для закручивания потока в горизонтальной плоскости.

Под стоя ком расположена выхлоп ная труба

27 с форсункой 28 для распыления охлаждающей жидкости. Парогазовые продукты вместе с твердыми частицами во вращающемся вихре устремляются к выхлопной трубке, при этом твердые частицы центробежными силами отбрасываются в сторону корпуса и удаляются из отвода 20. 2 з,п,ф-лы, 2 ил, 1730122

Изобретение относится к комплексному использованию твердого топлива и является усовершенствованием основного изобретения по авт.св.¹ 1666513, Цель изобретения — повышение выхода жидких продуктов пиролиза и улучшение . адсорбционных качеств полукокса.

На фиг.1 схематически показан струйный реактор, продольный разрез; на фиг.2— разрез А-А на фиг.1, Реактор для высокоскоростного пиролиза пылевидного твердого топлива содержит корпус, состоящий из верхней, средней и нижней частей 1-3 соответственно. В верхней части корпуса расположена труба 4, по которой осуществляют подвод предварительно высушенного и подогретого пылевидного твердого топлива, а через кольцевое пространство 5 — подвод пылевидного твердого теплоносителя, нагретого до заданной температуры. Части корпуса соединены между собой кольцевым коллектором 6 с образованием по всей окружности корпуса плоских щелевых сопел 7 и 8, толщина которых регулируется вращением гаек 9 на шпильках 10, жестко прикрепленных к коллектору 6 и свободно пропущенных через отверстия во фланцах частей 1 и 3 корпуса.

К кольцевому коллектору 6 через патрубки 11 подведен с необходимым давлением газовый теплоноситель, причем к разным патрубкам 11 может быть подведен газ с резными температурами, а также разного химического состава. Количество щелевых сопел на корпусе может быть и более двух. В этом случае корпус состоит из более чем трех частей, а кольцевой коллектор 6 содержит более двух патрубков 11 для подвода газового теплоносителя к щелевым соплам корпуса.

В центре корпуса расположен цилиндрический стояк, состоящий из конуса 12., прикрепленного к корпусу тягами 13, некоторые из которых являются подводами газового теплоносителя, средней 14 и нижней 15 частей, В центре конуса 12 жестко прикреплена вертикально расположенная шпилька

16, на резьбовой части которой установлены гайки 17, жестко соединенные со средней 14 и нижней 15 частями.

Вращением частей 14 и 15 относительно конуса 12 регулируют толщину щелевых сопел 18 и 19, через которые по кольцевому периметру стояка, вырываются струи газового теплоносителя, направленные к соплам 7 и 8. Для возможности поворота частей 14 и 15 стояка на их внешней цилиндрической поверхности выполнены выступы, а в корпусе выполнены закрытые

55 крышками окна, через которые производят нужную регулировку толщины щелевых сопел 18 и 19 (выступы на частях стояка и окна на кор пусе не показа н ы), В нижней части 3 корпуса предусмотрен отвод 20 продуктов пиролиза. Коллектор 6 жестко связан со средней частью 2 корпуса крепежным элементом 21.

Совокупность щелевых сопел состоит из расположенных по ходу движения потока твердых частиц пар сопел, при противолежащих на стояке и корпусе. или наоборот, а также из одного непарного сопла. B данном случае по ходу движения потока твердых частиц противолежащими парами являются сопла 18 и 7, потом 7 и 19, затем 19 и 8, причем первые в каждой из этих пар являются предыдущими соплами, а вторые — последующими, Направление осей этих сопел может быть как горизонтальным, так и наклоненным к горизонтали, однако для того, чтобы твердые частицы топлива и теплоносителя вблизи каждого последующего сопла поворачивали свое движение s обратную сторону, ось каждого предыдущего сопла направлена на последующее противолежащее сопло под углом к оси последующего.

Учитывая то, что газ из сопел выходит в виде факела с углом расширения 22-27О, ось каждого предыдущего по ходу движения твердых частиц сопла направлена на 1113,5 ниже центра отверстия противолежащего сопла, расположенного последующим по ходу движения твердых частиц, Это предотвращает попадание частиц расширяющегося факела в зону бездействия противолежащего сопла.

Что касается самого нижнего непарного сопла 8, то его ось направлена горизонтально и полость 22 коллектора 6 снабжена лопатками 23, плоскости которых касательны к внутренней цилиндрической поверхности

24 нижней части корпуса, Лопатки 23 жестко прикреплены к стенкам полости 22 любым подходящим способом и на своем наружном ребре имеют вырез 25 для свободного прохода газа ко всем обработанным этими лопатками сужающимся каналам 26. Для того, чтобы выходящие из сопла 8 газы не попадали на нижний угол конусной поверхности стояка, расстояние от низа стояка до оси сопла 8 не должно быть меньше 0,13-0,15 диаметра внутренней поверхности 24 корпуса.

Под коническим стояком корпус .снабжен коаксиально расположенной открытой выхлопной трубой 27, диаметр внутренней поверхности которой равен 0,5-0,7 диаметра поверхности 24 корпуса, а расстояние от среза этой трубы до нижнего сопла.8 корпу1730122

25

35 лиза из угля. - 0 са, по данным многочисленных опытов, оптимально при 0,85-1,3 указанного диаметра.

Внутри трубы 27 расположена форсунка 28 для распыления воды или другой охлаждающей жидкости.

Реактор работает следующим образом.

Горячий пылевидный теплоноситель- и размельченное высушенное и ылевидное топливо подают соответственно через кольцевое пространство 5 и трубу 4 в полость реактора, где эти материалы, обтекая конус

12, попадают в зону действия горячего газа; выходящего из сопла 18. Здесь эти частицы подхватываются газом и направляются под углом к противолежащему соплу 7, горячий газ из которого останавливает частицы топлива и теплоносителя и перебрасывает их к соплу 19, возле которого происходит второй поворот частиц газом, выходящим из сопла

19. После этого поток твердых частиц поступает к соплу 8, где он снова изменяет направление своего движения, причем на этот раз он вместе со струями газа, выходящими через сужающиеся каналы 26 между лопатками 23, устремляется по касательной к внутренней поверхности корпуса.

Во время многоразовых изменений направления движения частиц скорость несущего их газа почти всегда не равна скорости движения частиц, а в местах изменения движения потока частиц.на обратное относительная скорость максимальна и равна удвоенной скорости движения частиц. Такие большие относительные скорости несущего газа приводят к интенсификации скорости теплообмена между частицами теплоносителя и перерабатываемого топлива, что способствует возможности резкого повышения выхода жидких продуктов пироРеализация этой возможности осущест. вляется за счет того, что закрученный поток газа-носителя, выделенных парогазовых продуктов пиролиза и твердых частиц тутже прямотоком поступает вниз к выхлопной трубе, газопаровые компоненты которого входят в эту трубу и,охлаждаясь жидкостью форсунки 28, отправляются в систему окончательной очистки и конденсации (не пока45

50 зана), а твердые частицы, отбрасываясь центробежными силами к периферии корпуса, а основном летят в пространство между трубой и корпусом, откуда поступают в устройство для догазовывания, в котором выделяется остаточный горячий газ (не показан).

Для того, чтобы твердые частицы при их вращении ушли из площади выхлопной трубы с диаметром 0,5-0,75 диаметра корпуса, необходимое расстояние от среза трубы до закручивающего их сопла должно быть pasно 0,85-1,3 диаметра корпуса. В результате быстрого разделения твердых частиц и паров смолы, последние не успевают осадиться в порах твердых частиц полукокса, тем самым осуществляется возможность реального извлечения повышенного (до 10",,) выхода жидких продуктов из угля, а также улучшения адсорбционных качеств товарного полукокса.

Формула изобретения

1, Струйный реактор для высокоскоростного пиролиза пылевидного твердого топлива по авт.св, М 1666513, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения товарного выхода жидких продуктов и улучшения адсорбционных качеств товарного полукокса, кольцевой коллектор в полости, соединенной с щелевым соплом корпуса, являющимся нижним среди всех остальных, снабжен лопатками, плоскость каждой из которых касательна к внутренней цилиндрической поверхности корпуса, а под цилиндрическим стояком корпус снабжен коаксиально расположенной открытой выхлопной трубой.

2, Реактор по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что расстояние от оси нижнего сопла корпуса до нижней горизонтальной поверхности стояка равно 0,13-0,15 диаметра внутренней цилиндрической поверхности корпуса.

3. Реактор по п,1, отличающийся тем, что диаметр внутренней выхлопной трубы равен 0,5-0,75 диаметра внутренней цилиндрической поверхности корпуса, расстояние от среза выхлопной трубы до нижнего сопла корпуса равно 0,85-1,3 диаметра его внутренней цилиндрической поверхности.

1730122

35

45

Составитель P. Горяинова

Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Редактор С, Лисина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1487 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5