Установка для виробництва синтез-газу

Реферат: За допомогою установки для виробництва синтез-газу з реактором, а також гідродинамічно з'єднаним з ним газоохолодником/очисником повинно бути створене рішення, за допомогою якого стає можливим як можна більше компактне з'єднання між реактором, з одного боку, і газоохолодником або ж очисником, з іншого боку, з компенсацією виникаючих внаслідок різних температур теплових розширень. Це досягнуто за рахунок того, що з'єднання між реактором (1) і газоохолодником/очисником (7) утворене горизонтальною сполучною деталлю (5) з виконаним у вигляді елемента Вентурі дросельним елементом (6). UA 103632 C2 (12) UA 103632 C2 UA 103632 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до установки для виробництва синтез-газу з реактором, а також гідродинамічно з'єднаним з ним газоохолодником/очисником. Подібні установки відомі у самих різних конструктивних формах і компонуваннях. Можливість виробництва синтез-газу полягає у газифікації вуглецевмісних видів палива кисневмісним газом. При цьому виникає газ, що містить оксид вуглецю, який також може містити водень, якщо до вихідного газу домішують водяну пару. З метою виробництва синтез-газу вуглецевмісне паливо тонко подрібнюють і перетворюють при газифікації у зваженому шарі або у псевдозрідженому шарі при високій температурі. Зроблений у такий спосіб синтез-газ забруднений дрібними частками й кислими газами, що обумовлено виробничим процесом, так що, як правило, потім потрібен процес промивання газу. Цей процес здійснюється у газопромивачі, де отриманий газ очищається за допомогою хімічної або фізичної промивної рідини. З'єднання між реактором і газопромивачем найчастіше здійснюється за допомогою трубопроводів, які внаслідок просторового віддалення від реактора до газопромивача є довгими й мають безліч вигинів, і в яких конструктивно необхідно брати до уваги додаткові теплові розширення. Нарешті, довге трубне з'єднання також приводить до підвищеної витрати матеріалу при будівництві установки. З цієї причини, при монтажі трубних з'єднань бажаною є вкорочена конструкція. Завдання винаходу полягає у створенні рішення, за допомогою якого стає можливим як можна більше компактне з'єднання між реактором, з одного боку, і газоохолодником або ж очисником, з іншого боку, з компенсацією виникаючих внаслідок різних температур теплових розширень. За допомогою установки вищезгаданого типу це завдання вирішене за допомогою того, що з'єднання між реактором і газоохолодником/очисником утворене горизонтальною сполучною деталлю з виконаним у вигляді елемента Вентурі дросельним елементом. Таке горизонтальне "коротке з'єднання" має ряд переваг. Так, газовий потік може виводитися з реактора збоку й направлятися у горизонтальному напрямку у пристрій для абсорбційного очищення газів. Удосконалення винаходу передбачає, що розташований всередині дросельний елемент виконаний з можливістю регулювання. Крім того, особливий варіант винаходу полягає у тому, що реактор установлений стаціонарно, при цьому сполучна частина розташована на реакторі в області кожуха, що утворює опорну точку обичайки, і при цьому газоохолодник/ очисник забезпечений опорами, що забезпечують горизонтальне переміщення. Крім того, горизонтальне з'єднання має перевагу, яка полягає у тому, що воно менше приведе до пригорянь, відкладень та ерозії. При цьому може бути передбачено, що сполучна деталь оснащена одним або декількома горизонтально розташованими елементами, які можуть змінювати поперечний переріз для потоку за допомогою регулюючого пристрою, що знаходиться зовні, для можливості кращого пристосування різних газових потоків за рахунок потоку, що залежить від регулювання, якості осадження тонкого пилу. При цьому елементи можуть бути виконані також у вигляді виконавчого або дросельного елемента. У наступному варіанті передбачено, що сполучна частина розташована у верхній області газоохолодника/очисника, при цьому газ із боку кожуха й/або по центру направляється донизу по кошику промивача або ж крізь кошик промивача для протікання через промивач проти напрямку дії сили тяжіння. Винахід також передбачає спосіб виробництва синтез-газу, при цьому газ із реактора подають на абсорбційне очищення газу, який відрізняється тим, що газ із напрямку дії сили тяжіння відхиляють наверх і через виконану, при відомих умовах, у вигляді скрубера Вентурі горизонтальну трубу подають на газоохолодник/очисник в його верхній області, там по центру або з боку кожуха направляють уздовж кошика промивача або крізь кошик промивача у відстійник газопромивача, проти напрямку дії сили тяжіння направляють через кошик промивача, а звідти у вигляді очищеного синтез-газу транспортують далі. Інші ознаки, подробиці й переваги винаходу випливають з нижченаведеного опису, а також креслень. На кресленнях показані: Фіг. 1 і 2 два схематичних зображення реактора для газифікації вугілля зі з'єднаним з ним промивачем. На фіг. 1 показаний реактор для газифікації вугілля, що за допомогою сполучної деталі відповідно до винаходу з'єднаний з газопромивачем. У реакторі 1 для газифікації вугілля здійснюється реакція газифікації вугілля з додаванням вуглецевмісних типів палива 2 і кисневмісного газу 3. Синтез-газ залишає реакційну зону 1а й за рахунок додавання 1 UA 103632 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 стороннього середовища охолоджується у зоні 4 охолодження. При цьому одержують охолоджений синтез-газ 4а. Більша частина отриманої твердої речовини виводиться у реакторі за напрямком донизу 4b. Синтез-газ відхиляється й направляється у сполучну деталь 5, що містить дросельний елемент 6. Цей дросельний елемент має таку форму, що він робить на газ, що протікає, ефект Вентурі. Газ залишає скрубер Вентурі й подається на газопромивач. Після виходу зі сполучної труби він відхиляється 6а. При цьому він попадає у кільцевий простір 7а між стінкою 7 газопромивача й кошиком 8 газопромивача або внутрішньою трубою. На дні газопромивача газ відхиляється й тече у кошику 8 газопромивача наверх. При цьому він виходить з кошика газопромивача через випускний патрубок 9. Одержують очищений синтез-газ 10. З метою поглинання теплових розширень сполучної деталі газопромивач установлений на коткових опорах 7b, 7c. Для компенсації теплових розширень також можуть бути передбачені інші пристрої, такі як опорні плити, за якими відбувається ковзання, або подібне. На фіг. 2 показаний реактор для газифікації вугілля, що за допомогою сполучної деталі з'єднаний з газопромивачем. У реакторі 1 для газифікації вугілля здійснюється реакція газифікації вугілля при додаванні вуглецевмісних типів палива 2 і кисневмісного газу 3. Синтезгаз залишає реакційну зону 1а й за рахунок додавання стороннього середовища охолоджується у зоні 4 охолодження. При цьому одержують охолоджений синтез-газ 4а. Більша частина отриманої твердої речовини виводиться у реакторі за напрямком донизу 4b. Синтез-газ відхиляється й направляється у сполучну деталь 5, що містить дросельні елементи 6. Ці дросельні елементи мають таку форму, що вони роблять на газ, що протікає, ефект Вентурі. Газ залишає скрубер Вентурі й надходить у газопромивач 7. При цьому він відхиляється у промивачі через трубу, що перебуває всередині, донизу до дна газопромивача 8b. На відстійнику промивача він відхиляється й тече через бічні кошики 7а промивача наверх проти рідини, що тече назустріч. З бічних кошиків 8 промивача газ виходить наверх, витікає з них і залишає промивач із випускного штуцера 9, що знаходиться на кришці промивача. Одержують очищений синтез-газ 10. Також і тут газопромивач установлений на коткових опорах 7b, 7с для поглинання теплових розширень сполучної частини. Зрозуміло, винахід не обмежений зображеними прикладами здійснення. Тут, насамперед у горизонтальній сполучній трубі, можуть бути передбачені також і відмінні від зображених убудовані елементи, що поглинають теплове розширення й роблять можливим переміщення опори, можуть мати іншу конструкцію, при цьому тут також не зображений передбачений, при відомих обставинах, загальний монтажний кістяк реактора й промивача. Список посилальних позначень 1 Реактор для газифікації вугілля 2 Дрібнопомелене вуглецевмісне паливо 3 Вуглецевмісний реакційний газ 4 Зона охолодження або загартування 4а Неочищений синтез-газ 4b Отримані тверді речовини з реакції газифікації 5 Трубоподібна сполучна деталь 6 Дросельний елемент 6а Відхилений потік синтез-газу на вході газопромивача 6b Сполучний важіль для керування 6c Сполучний важіль у вигляді елемента керування 7 Газопромивач 7а Кільцевий простір 7b Коткова опора для газопромивача 7c Напрямний елемент 8 Кошик промивача 8а Розташована всередині труба 8b Дно газопромивача 9 Вихід газу 10 Очищений синтез-газ ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 1. Установка для виробництва синтез-газу з реактором, а також гідродинамічно з'єднаним з ним газоохолодником/очисником, при цьому між реактором і газоохолодником/очисником є 2 UA 103632 C2 5 10 15 з’єднання, яка відрізняється тим, що з'єднання між реактором (1) і газоохолодником/очисником (7) утворене горизонтальноюсполучною частиною (5) з виконаним у вигляді елемента Вентурі дросельним елементом (6) та тим, що розташований всередині дросельний елемент (6) виконаний з можливістю регулювання. 2. Установка за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що реактор (1) установлений стаціонарно, при цьому сполучна частина (5) розташована на реакторі (1) в області кожуха, що утворює опорну точку обичайки, і при цьому газоохолодник/очисник (7) забезпечений опорами (7b), що забезпечують горизонтальне переміщення. 3. Установка за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що сполучна частина (5) розташована у верхній області газоохолодника/очисника (7), при цьому газ із боку кожуха й/або по центру направляється донизу по кошику (8) промивача або ж крізь кошик (8) промивача для протікання через промивач проти напрямку дії сили тяжіння. 4. Спосіб виробництва синтез-газу, при цьому газ із реактора подають на абсорбційне очищення газу, який відрізняється тим, що газ із напрямку дії сили тяжіння відхиляють наверх і через виконану, при відомих умовах, у вигляді скрубера Вентурі горизонтальну трубу подають на газоохолодник/очисник в його верхній області, там по центру або з боку кожуха направляють уздовж кошика промивача або крізь кошик промивача у відстійник газопромивача, проти напрямку дії сили тяжіння направляють через кошик промивача, а звідти у вигляді очищеного синтез-газу транспортують далі. 3 UA 103632 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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