Устройство для газификации угля

 

Ю.. .,1 Й .

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕН в У

Сатаз Сааетских

Саввиелистических

Республик (11) 607554 (61) Дополнительный к патенту (22) ЗаЯвлено 260875 (21) 2168160/23-26 (23) Приоритет — (32) 28,08,74 (31) 7411433 (33) Нидерланды (43) Опубликовано 150578. Бюллетень № 18 (51) М. Кл.

С 10 J 3/48

//I- 23 J 9/00

Гвввдврвтввввы)) ввавтвт

Фвввтв Мввввтрвв OOOP вв аввва NNNO)INYNNNO в NIN)IMTNO (53) У@К 662.76.032 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 2004.78 (72) Автор изобретения

Иностранец

Гернот Штаудингер (Австрия) Иностранная фирма Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В, (Нидерланды) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ

Изобретение относится к Устройствам для газификации угля путем частичного сжигания его с кислородом илн с кислородсодержащим газом.

Здесь понятие уголь включает в себя целый ряд топлив, содержащих

5 свободный углерод,например, антрацит, битуминозный уголь, бурый уголь, лигнит, сажа, кокс. При газификации угля образуется гаэ, содержащий окись угле- 10 рода н водород. Беэ очистки или после очистки от нежелательных примесей, например серусодержащих соединений, сажи, частиц эолы, этот гаэ можно использовать в качестве топлив, содержащих окись углерода и водород. Газы также являются важными исходными материалами для химического синтеза, например для получения аммиака и углеводородов ° 28

Известно устройство для газификации угля, содержащее вертикальный реактор, снабженный вертикальными полыми стенками и трубами для ввода пы- 25 левоздушной смеси, установленными под сужениями, образованными между вертикальными стенками и стенками реактора, и коническим дном с трубой для отвода золы (1) . .30

Недостаток известного устройства состоит в том, что образующийся в процессе газификации шлак находится при температурах газификации в жидком состоянии, и при поступлении шлака в нижнюю часть реактора, где температура значительно ниже температуры газификации, жидкий шлак затвердевает и образует отложения на дне реактора что сокращает срок его непрерывной работы.

Указанная проблема частично решена в известном устройстве для газификации угля, которое содержит вертикальный реактор с коническим днищем

)т средствами для ввода угля и. кислорода или кислородсодержащего газа и камеру для сбора шлака, подсоединенную к коническому днищу реактора и снабженную трубами для ввода воды и отвода шлака и воды (2f.

В процессе газификации образующиеся в реакторе шлаки стекают по его коническому днищу в камеру для сбора шлака, заполненную водой, шлак при контакте с водой охлаждается и затвердевает.

Однако в укаэанном устройстве возможно охлаждение шлака в выходном отверстии конического днища реакто607554

40 ра (в сужении, так как температура в) этой зоне может снижаться ниже температуры эатвердевания расплавленного шлака.

В предлагаемом устройстве с целью 5 увеличения срока непрерывной работы устройства эа счет предотвращения отложений шлака на стенках реактора средство для ввода угля и кислородсодержащего газа в реактор выполнено в ви- lO де коаксиальных вертикальных труб, расположенных в камере для сбора шлака под сужением в днище реактора.

Дополнительные отличия состоят в том, что диаметр сужения равен 3-10 15 диаметрам наружной трубы из набора коаксиальных труб, а в боковой стенке камеры для сбора шлака выполнены отверстия для ввода кислородсодержащего газа. 20

3а счет размещения труб для ввода угля и кислорода под сужением в камере для сбора шлака в сужении в коническом днище поддерживается температура, которая выше температуры расплавления шлака, шлак в этой зоне поддерживается в жидком состоянии и стекает из днища реактора в камеру для сбора шлака, заполненную охлаждающей водой где затвердевает в виде твердых

30 частиц.

На чертеже схематически представлено предложенное устройство.

Устройство содержит реактор 1 с гоническим днищем 2 и сужением 3, подсоединенную к реактору камеру 4 для 35 сбора шлака, снабженную трубами 5 и 6 для ввода воды и отвода воды и шлака.

Вертикальные трубы 7 и 8 для ввода угля и кислородсодержащего газа установлены коаксиально в камере 4 для сбора шлака под сужением реактора. В боковой стенке камеры 4 выполнены от.— верстия 9 дополнительного ввода кислородсодержащего газа.

Устройство работает следующим об- 45 разом. Порошкообразный уголь и кислородсодержащий газ подают в трубы 7 и 8.

Смесь угольного порошка, кислорода и пара, если он требуется, выходя из труб 7 и 8, поступает через сужение 3 в реактор 1 и поджигается. В камеру 4 для сбора шлака подают по трубе 5 воду, и поддерживают в ней постоянный уровень воды . При сжигании угля образуются горячие газы, которые покидают реактор через трубу для отвода газов (на чертеже не показана). Шлак, образующийся при сжигании угля, в реакторе 1 находится в расплавлеHHQM сос тоянии и стекает по коническому днищу 2 через сужение 3 в камеру 4, эа- 60 полненйую водой. При контакте с водой шлак охлаждается и затвердевает в виде твердых частиц.

Температура по. всему реактору настолько высока, что эола находится в 65 жидком виде и спускается вдоль стен реактора в виде жидкого шлака. Рециркуляция газов ускоряет стекание шлака. Днище реактора и стенки сужения находятся при высокой температуре, что вызывается рециркулирующим, газом, увлекаемым затем вверх струей горячих газов, образующихся при сжигании угля. Тепловая радиация пламени также подводит тепло к сужению. В этой критической точке реактора, где в противном случае шлак мог бы накапливаться, он остается в жидком виде благодаря высокой температуре. Жидкий шлак падает вниз и достигает воды в камере для сбора шлака. Здесь шлак затвердевает и удаляется иэ камеры через трубу и затвор под давлением. Трубы для ввода угля и газа, размещенные в камере для сбора шлака, охлаждаются водой, поэтому они могут быть изготовлены из прочного, но менее термостойкого материала по сравнению с известными решениями, в которых трубы для подвода угля и газа не охлаждаются. Таким образом, в известном устройстве решена проблема перегрева питающих труб в результате радиации от пламени .

Тепло, выделяющееся при падении горячего шлака в воду, превращает ее в пар, который струей увлекается в реактор. Если газификацию проводят с добавкой пара, подаваемого через набор коаксиальных труб, то это количество пара принимается в расчет. Давление в камере для сбора шлака равно давлению в реакторе, так что образовавшийся пар может сразу же использоваться, что приведет к снижению расхода пара, подаваемого от внешнего источника и снижению энергозатрат. Диаметр сужения выполняется ббльшим диаметра наружной трубы из набора коаксиальных трубы в 3-10 раз, чтобы облегчить выгрузку шлака из реактора. Через отверстия, выполненные в боковой стенке камеры для сбора шлака, вводят, например 5% общего количества кислорода.

Наибольшое количество рециркулирующего газа поджигается этим кислородом, что способствует поддержанию стенки сужения при высокой температуре.

С целью увеличения производительности реактор и камера могут быть выполнены с удлиненным поперечным сечением, что позволит установить ряд концентричных труб, расположенных на продольной оси сужения.

Формула изобретения

Устройство для газификации угля, преимущественно высокозольного порошкообразного угля, содержащее вертикальный реактор с коническим днищем и средством для ввода угля и кислорода

607554

Составитель Р. Горяинова

Техред О.АнДРейко корректор C. ШекмаР

Редактор Э. Шибаева

Заказ 2636/46 Тираж 673 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

А А L

4 *

Филиал ППП Патент, г. Ужгород. Ул. Проектная, 4,или кислородсодержащего газа и трубой для отвода газа, камеру для сбора шлака, подсоединенную к коническому днищу реактора через сужение и снабженную трубами для ввода воды и 5 отвода шлака и воды, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения срока непрерывной работы за счет предотвращения отложений шлака на стенках реактора, средство для ввода угля 10 и кислородсодержащего газа в реактор выполнено в виде вертикальных коаксиальных труб, расположенных в камере для сбора шлака под сужением в днище реактора. 16

2. Устройство по п.l, о T л ич а ю щ е е с я тем, что диаметр сужения равен 3-10 диаметрам наружной трубы из набора коаксиальных труб.

3. Устройство по пп.1-2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в боковой стенке камеры для сбора шлака вблизи сужения выполнены отверстия для ввода кислородсодержащего газа .

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР ч 75243,1947, кл. С 10 J 3/18.

2. Патент США 9 3235313, 1966. сл. 302-14.