Пристрій для газифікації вуглецевмісних горючих матеріалів

Реферат: У пристрої для газифікації вуглецевмісних горючих матеріалів з вивантаженням шлаків у шлакову ванну випускне вікно (6) газифікатора оснащене керамічною стічною кромкою (7), виконаною з можливістю електричного обігріву. Обігрів здійснюється електричним керамічним резисторним нагрівальним елементом. UA 99544 C2 (12) UA 99544 C2 UA 99544 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до пристрою для газифікації вуглецевмісних горючих матеріалів (видів палива) з вивантаженням шлаків у шлакову ванну. При газифікації вуглецевмісних горючих матеріалів, наприклад бурового або кам'яного вугілля, залишків від переробки нафти, біомас і подібного, процеси у газифікаторах протікають так, що мінеральні складові частини використовуваних матеріалів переплавляються у рідкі шлаки, які потім течуть донизу, як правило, за циліндричними стінками газифікаторів для того, щоб вийти з газифікатора через жужільну льотку й стікати краплями у водяну, що перебуває під ним, для того, щоб там гранулюватися. Щоб забезпечити безперервний режим роботи газифікаторів необхідно подбати про те, щоб тут не закупорювалося випускне вікно газифікатора так, що є відомим виконання у цій області допоміжних пальників, які забезпечують там такі високі температури, що гарантується вивантаження шлаків. Подібні рішення показані, наприклад, в US 3 218 998, US 4 095 77 або US 5 630 853, що вказуються тільки як деякі приклади. Ці рішення з допоміжними пальниками є дуже витратними, тому що вони вимагають дуже багато додаткових елементів, при цьому додатковий недолік полягає у тому, що допоміжні пальники для підтримування температури текучості повинні бути спрямовані в області стікання краплями на поверхню поточних шлаків. У DE19540641 С2 або DE 19654402 С2 показані випускні отвори резервуара з індуктивним обігрівом. Цей обігрів не може використовуватися у даній області застосування, тому що він привів би до істотних проблем. Тому що точка текучості шлаків, серед усього іншого, залежить від концентрації у шлаках лугів, спрямоване на поверхню полум'я пальника сприяє тому, що лужні матеріали переважно випаровуються зі шлаків, що приводить до того, що потім, у свою чергу, потужність пальника підвищується, що, у свою чергу, приводить до прискореного вигазовуванню лугів. Внаслідок необхідності постійно підвищувати потужність пальника, це може привести до перегрівання стінок з боку корпусу, що у найгіршому випадку приведе до відключення установки. Тут вступає у дію винахід, завдання якого полягає у тому, щоб підтримувати температуру випускного вікна газифікатора на такому рівні, що забезпечує стікання шлаків. За допомогою пристрою зазначеного вище типу це завдання відповідно до винаходу вирішене за допомогою того, що випускне вікно газифікатора оснащене виконаною з можливістю електричного обігріву стічною крайкою, при цьому обігрів утворений електричним, керамічним резисторним нагрівальним елементом. За допомогою подібної крайки для стікання з електричним обігрівом простими засобами можна, одночасно з незначними конструктивними витратами, досягти дотримання необхідної температури. Принципово, зливальні отвори з обігрівом відомі з DE 195 40 641 С2 або DE 196 54 402 С2. Але ці рішення зачіпають інші технічні області застосування й не можуть бути просто перенесені на дану технічну область. Доцільним чином, відповідно до винаходу стічна крайка утворюється з простих оксидних або неоксидних керамік або сумішей з відповідних керамік. При цьому винахід передбачає, що виконана з можливістю електричного обігріву стічна крайка є прямо або опосередковано обігріваємою. При використовуваних тут керамік мова відповідно до винаходу може йти про Аl2О3, Cr2O3, CaO, Fe2O3, НfO2, MgO, SiO2, SnO2, ТіО2, ZrO2, AlN, MoSi2, SiC, BN, кермети, при цьому названі тут кераміки можуть використовуватися окремо або у комбінації. Винахід також передбачає, що подача струму у стічну крайку, яка електрично обігрівається, утворена струмопідвідним стрижнем із кераміки, що проводить електрику, такій як, наприклад, MoSi2, при цьому струмопідвідний стрижень оточений керамікою, що не проводить електрику. Наступні з винаходу переваги далі полягають у тому, що через можливість точної установки температури не відбувається випаровування лугу й, тим самим, в'язкість шлаків не підвищується. Перевага кераміки, що проводить електрику, також полягає у тому, що провідність зі зростанням температури підвищується, при цьому кераміка є дуже стійкою до впливу шлаків і температури, і регулювання може бути здійснене у вигляді керамічного резисторного нагрівання. Якщо стічна крайка складається, наприклад, з декількох керамічних елементів, які можуть бути виготовлені згідно всім звичайним способам, то з'єднання може бути здійснене, наприклад, за допомогою електрично провідної речовини, що клеїть, або можуть бути передбачені вже при спіканні відповідні елементи для електричного з'єднання. 1 UA 99544 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Інші ознаки, подробиці й переваги винаходу випливають з нижченаведеного опису, а також із креслення. На кресленні показані: Фіг. 1 принципове зображення газифікатора зі стічною крайкою відповідно до винаходу, Фіг. 2 частковий вигляд зверху на стічну крайку з підведенням струму, Фіг. 3 вигляд зверху на стічну крайку з опосередкованим керамічним обігрівом, а також Фіг. 4 ідентичне фіг. 3 зображення, стічна крайка з прямим обігрівом. Газифікатор для газифікації вуглецевмісних горючих матеріалів, дуже схематично зображений на фіг. 1 і у цілому позначений посилальним позначенням 1, має у вогнетривкому корпусі 2 подачу для газифікованого пального матеріалу (палива), позначену посилальним позначенням 3, а також підведення інших середовищ 4, наприклад при запуску газифікатора. Шлак, що утворюється у камері згоряння, позначений посилальним позначенням 5 тече на нижньому кінці у напрямку дії сили тяжіння з газифікатора у не зображену більше докладно водну ванну, при цьому випускне вікно газифікатора позначене посилальним позначенням 6, стічна крайка у цілому має посилальне позначення 7, електричні підведення позначені посилальним позначенням 8. На фіг. 2 більше докладно позначена конструкція такої стічної крайки у розрізі. Там стінка корпусу 2 реактора облицьована, наприклад, масою 9 для набивання, яка визначає випускне вікно 6 газифікатора й на своїй внутрішній стороні забезпечена керамічним обігрівальним елементом 10, при цьому цей обігрівальний елемент утворює стічну крайку 7. Підведення 8 струму утворене струмопідвідним стрижнем із кераміки, що проводить електрику, яке оточене гільзою 11 з кераміки, що не проводить електрику, яка пронизує також електрично не провідну масу для набивання. У зображеному прикладі передбачений ще усадковий шланг 12, що служить для ущільнення струмопідвідного стрижня у відношенні до резервуара або ж до гільзи для того, щоб запобігти короткому замиканню між стінкою 2 резервуара й струмопідвідним стрижнем 8. На фіг. 3 зображений опосередкований обігрів кераміки, що утворює стічну крайку 7, при цьому резисторний нагрівальний елемент 10а може бути утворений, наприклад, з SiSiC, у той час як шлакостійка кераміка складається, наприклад, з А12О3, Сr2О3. Видно, що керамічне резисторне нагрівання розташоване безпосередньо за шлакостійкою керамікою так, що потім кераміка переходить безпосередньо у шлакостійку кераміку в області стікання газифікатора, при цьому керамічне резисторне нагрівання відділене від агресивних шлаків. На відміну від цього, на фіг. 4 показане керамічне кільце 10 з прямим обігрівом, що виконане у вигляді керамічного резисторного нагрівання, при цьому матеріал вибирають так, що він є як шлакостійким, так і провідним. Доцільним чином стрижні 8 електроживлення виготовлені з матеріалу, такого як, наприклад, MoSi2, тобто електричний опір менше, ніж опір керамічного обігрівального провідника, при цьому електричний опір не залежить від температури. Зазначений тут матеріал може використовуватися при температурах до 1800°С. Зрозуміло, описаний приклад здійснення винаходу може бути багаторазово видозмінений без відходу від основної ідеї. Так, насамперед, винахід не обмежений певною геометричною формою резисторного нагрівання, також запірне кільце, що утворює крайку стікання отвору газифікатора, не обов'язково повинно бути виконане суцільним тощо. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Пристрій для газифікації вуглецевмісних горючих матеріалів з вивантаженням шлаків у шлакову ванну, який відрізняється тим, що випускне вікно (6) газифікатора оснащене виконаною з можливістю електричного обігріву керамічною стічною кромкою (7), при цьому обігрів утворений електричним, керамічним резисторним нагрівальним елементом (10, 10а). 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що виконана з можливістю електричного обігріву стічна кромка (7) є прямообігрівною. 3. Пристрій за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що виконана з можливістю електричного обігріву стічна кромка (7) є опосередковано обігрівною. 4. Пристрій за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що електричний, керамічний резисторний нагрівальний елемент (10, 10а) утворений з Аl2О3, Сr2О3, СаО, Fe2O3, НfО2, MgO, SiO2, SnO2, ТiО2, ZrO2, AlN, MoSi2, SiC, BN, керметів, окремо або у комбінації. 5. Пристрій за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що подача струму у виконану з можливістю електричного обігріву стічну кромку (7) утворена струмопідвідним стрижнем (8) із кераміки, що проводить електрику, такої як, наприклад, MoSi2, при цьому струмопідвідний стрижень оточений керамікою (11), що не проводить електрику. 2 UA 99544 C2 3 UA 99544 C2 4 UA 99544 C2 5 UA 99544 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 6