Реактор газифікації для виробництва со- або н2-вмісного неочищеного газу

Реферат: У реакторі газифікації для виробництва СО- або Н2-вмісного неочищеного газу шляхом газифікації палива, що містить золу, з кисневмісним газом при температурах вище температури плавлення золи, при цьому всередині резервуара, що перебуває під тиском, передбачена утворена мембранною стінкою з протіканням охолодного середовища реакційна камера з перехідним каналом, що звужується, у камеру охолодження, при цьому у перехідному каналі передбачені охолодні ребра, що зменшують завихрення. Створене рішення, за допомогою якого, по-перше, може бути досягнуте утворення струмків стікаючої золи й, по-друге, створення додаткової крайки для стікання крапель шлаків, що забезпечує оптимальне стікання шлаків. Це досягнуто за рахунок того, що несуча ребра (9) стінка (14) під ребрами через буртик (15) із хвилястою поверхнею переходить у зменшену у діаметрі циліндричну стінку (17), зменшена у діаметрі циліндрична стінка (17) оточена збільшеною у діаметрі іншою циліндричною стінкою (19), яка у напрямку сили тяжіння утворює на її кінці другу крайку (10) для стікання крапель шлаків, й інша циліндрична стінка (19) розташована з можливістю зсуву (стрілка 22) в її вертикальному положенні щодо першої крайки (18) для стікання крапель. UA 103254 C2 (12) UA 103254 C2 UA 103254 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до реактора газифікації для виробництва CO- або Н2-вмісного неочищеного газу зазначеного в обмежувальній частині п. 1 формули винаходу виду. Подібний реактор газифікації відомий, наприклад, з WO 2009/036985 А1 заявника, при цьому у цьому літературному джерелі приводиться значне число додаткових прикладів рівня техніки, як, наприклад, US 4 4741584, в якому розглядається, насамперед, охолодження гарячого синтез-газу. Винахід займається, насамперед, проблемами, які виникають у реакторів подібного типу, при цьому винахід не обмежений особливо описаним тут реактором газифікації, він відноситься також до апаратів, у яких можуть виникати подібні, описані нижче більше докладно проблеми. Подібний апарат повинен бути придатний для того, щоб уможливлювати спосіб газифікації під тиском/спалювання тонко розпиленого палива, для чого часткове окислювання видів палива - вугільного пилу, тонко подрібненої біомаси, масла, смоли тощо - повинно відбуватися у реакторі. До цього відноситься також роздільний або спільний відвід шлаків або летучої золи й виробленого синтез-газу або димового газу. Повинно бути зроблено можливим охолодження продуктів реакції (газ і шлаки/летуча зола), наприклад за допомогою охолодження розпиленням, охолодження газом, охолодження за рахунок випромінювання, конвективних поверхонь нагрівання тощо, при цьому на закінчення необхідно приділяти увагу виводу через шлюз продуктів реакції з резервуара, що перебуває під тиском. У вищезгаданій WO 2009/036985 А1 створюється вихровий потік для того, щоб мати можливість повністю піддавати реакції також і більше грубі частинки, а також захищати критичні області обігрівальних поверхонь від занадто високих щільностей теплових потоків. Це здійснено за рахунок установки пальників під кутом від 1 до 20° у горизонтальній площині. Створене завихрення після виходу з реактора повинно бути знову вилучене з потоку для того, щоб гарячі липкі частинки шлаків не спрямовувалися до захищаючих стінки резервуара незахищеним поверхням нагрівання й не викликали утворення налипань або ушкоджень. Відповідні гасники завихрень описані, наприклад, у DE 10 2009 005 464.2. Завданням винаходу є створення рішення, за допомогою якого, по-перше, може бути досягнуте утворення струмків стікаючої золи й, по-друге, створення додаткової крайки для стікання крапель шлаків, що забезпечує оптимальне стікання шлаків. У газогенератора, описаного на початку типу, це завдання відповідно до винаходу вирішене тим, що несуча ребра стінка під ребрами через буртик із хвилястою поверхнею переходить у зменшену у діаметрі циліндричну стінку. Завдяки хвилястій поверхні й поглибленням під ребрами досягається те, що шлаки можуть цілеспрямовано стікати зі западин хвиль струмками й, тим самим, не утворюється замкнута шлакова плівка. Додатково передбачено, що зменшена у діаметрі циліндрична стінка оточена збільшеною у діаметрі іншою циліндричною стінкою, яка у напрямку сили тяжіння утворює на її кінці другу крайку для стікання крапель шлаків, при цьому, насамперед, передбачено, що інша циліндрична стінка розташована з можливістю зсуву в її вертикальному положенні щодо першої крайки для стікання крапель. Якщо мова йде про поняття "з можливістю зсуву", то воно стосується оптимальної установки щодо крайки для стікання крапель згідно заданих й обумовлених експлуатаційних вимог установками. Після оптимізації подальша можливість зсуву не потрібна, насамперед при роботі реактора. Винахід також передбачає, що циліндрична друга крайка для стікання крапель оточена збільшеною у діаметрі іншою циліндричною стінкою, що охоплює щонайменше частину газової перехідної зони. На практиці ця зовнішня циліндрична стінка обмежує перехідну зону охолодної камери або охолодного каналу. Крім того, винахід передбачає, що щонайменше одне ребро гасника завихрень оснащено пристроєм для вимірювання щільності теплового потоку. В одному можливому варіанті здійснення винахід передбачає, що друга циліндрична стінка й інша циліндрична стінка забезпечені гладкою, рівною, корозійностійкою поверхнею, наприклад за рахунок використання плакованих cynep-Ω-труб, циліндрична стінка, що створює зменшуючі завихрення ребра, хвилеподібну перехідну поверхню й першу крайку для стікання крапель, виконана у вигляді стандартної "труба-поясок" трубчастої стінки з шиповкою і футерівкою. Інші деталі, ознаки й переваги винаходу випливають з нижченаведеного опису, а також з креслення. На ньому показані: Фіг. 1 принципове зображення у розрізі реактора газифікації відповідно до винаходу, Фіг. 2 принципове зображення у розрізі половини реактора газифікації у перехідній зоні від реакційної камери до переходу у не показну більше докладно камеру охолодження, а також 1 UA 103254 C2 5 10 15 20 25 30 Фіг. 3 розгортка зони реактора, що утворює перехідний канал із гасниками завихрень. Показаний на фіг. 1 позначений у цілому посилальним позначенням 1 реактор газифікації має резервуар 2, що перебуває під тиском, у якому зверху донизу, на деякій відстані від резервуара 2, що перебуває під тиском, розташована оточена мембранною стінкою 3 реакційна камера 4. Підвідна лінія охолодного засобу, що живить мембранну стінку, позначена посилальним позначенням 5. При цьому мембранна стінка 3 через нижній конус 6 переходить у звужений канал як частина позначеної посилальним позначенням 8 перехідної зони, при цьому у звуженому перехідному каналі 7 позначені гасники завихрень 9. Посилальним позначенням 10а позначена крайка для стікання крапель у перехідній зоні 8 для рідкої золи у перехідній зоні на деякій відстані від першої крайки 10 для стікання крапель на кінці перехідного каналу 7. До перехідної зони 8 примикає охолодна камера або охолодний канал 11, за яким слідує контейнер 12 для збору шлаків у водяній лазні 13. Як випливає з фіг. 2 і 3, стінка 14 з ребрами 9, що утворюють гасники завихрень, переходить у буртик 15, що має хвилясту поверхню, показану на фіг. 3, при цьому окремі хвилі позначені посилальним позначенням 16. До них примикає знову гладка, змінена у діаметрі циліндрична стінка 17, що утворює першу крайку 18 для стікання крапель. Перехідний канал 7, включаючи залучені для утворення струмків конструктивні елементи перехідної зони між стінкою 19 і стінкою 18, оточений іншою циліндричною стінкою, яка за допомогою показаної похилої на фіг. 2 настінної шайби 20 газонепроникно з'єднана з циліндричною стінкою 21, що оточує перехідну камеру 8. Особливість полягає, по-перше, у тому, що циліндрична стінка 19, що оточує перехідний канал 7 створює іншу, позначену посилальним позначенням 10 другу крайку для стікання крапель. Крім того, відповідно до винаходу система з циліндричної стінки 19 і настінної шайби 20 є зсувною або ж установлюваною за висотою, що позначено подвійною стрілкою 22. Зони ущільнень або ж перехідні зони відповідних труб із протіканням охолодного засобу, що забезпечують можливість створення установки такого типу, показані на фіг. 2 лише принципово й позначені за допомогою посилальних позначень 23 і 24. На фіг. 2 позначено лише символічно, що щонайменше одне ребро 9 гасника завихрень може бути оснащено пристроєм 25 для вимірювання теплового потоку. Звичайно, описані приклади здійснення винаходу можуть бути змінені у багатьох відношеннях, не виходячи за межі основної ідеї. Так, наприклад, показані у місці вигину згідно з фіг. З хвилі 16 на відповідному буртиці стінки можуть бути виконані кутастими або дугоподібними, залежно від застосування розведення труб відповідних ділянок стінок може бути різним тощо. 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Реактор газифікації для виробництва СО- або Н2-вмісного неочищеного газу шляхом газифікації палива, що містить золу, з кисневмісним газом при температурах вище температури плавлення золи, при цьому всередині резервуара, що перебуває під тиском, передбачена утворена мембранною стінкою з протіканням охолодного середовища реакційна камера з перехідним каналом, що звужується, у камеру охолодження газу, при цьому у перехідному каналі передбачені охолодні ребра, що зменшують завихрення, який відрізняється тим, що - несуча ребра (9) стінка (14) під ребрами через буртик (15) із хвилястою поверхнею переходить у зменшену у діаметрі циліндричну стінку (17), - зменшена у діаметрі циліндрична стінка (17) оточена збільшеною у діаметрі іншою циліндричною стінкою (19), яка у напрямку сили тяжіння утворює на її кінці другу крайку (10) для стікання крапель шлаків, і - інша циліндрична стінка (19) розташована з можливістю зсуву (стрілка 22) в її вертикальному положенні щодо першої крайки (18) для стікання крапель. 2. Реактор газифікації за п. 1, який відрізняється тим, що циліндрична друга крайка (10) для стікання крапель оточена збільшеною у діаметрі іншою циліндричною стінкою (21), яка охоплює щонайменше частину газової перехідної зони (8). 3. Реактор газифікації за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що щонайменше одне ребро (9) гасника завихрень оснащено пристроєм для вимірювання щільності теплового потоку. 4. Реактор газифікації за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що інша циліндрична стінка (19) й інша циліндрична стінка (21) забезпечені гладкою, плоскою, корозійностійкою поверхнею, наприклад за рахунок використання плакованих cyпep-Ω-труб, при цьому циліндрична стінка (18), що створює зменшуючі завихрення ребра (9), хвилеподібну 2 UA 103254 C2 перехідну поверхню (16) і першу крайку (10) для стікання крапель, виконана у вигляді стандартної "труба-поясок" трубчастої стінки з шиповкою і футерівкою. 3 UA 103254 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4