CZ145296A3 - Gasifier and a socket system for combustion chamber thereof - Google Patents

Description

Oblast techniky

Výroba syntetického plynu v běžném zplynovači obvykle zahrnuje částečnou oxidaci směsi paliva při vysoké teplotě. Výsledek výrobky spalování zahrnuje syntetický plyn společně s nespáleným tekutým odpadem.

Dosavadní stav techniky

Jestliže směs paliva obsahuje pevný materiál, například koks nebo uhlí, může být složení koksu nebo uhlí takové, že se měnící množství nespálí a projde zplynovačem jako tuhý odpad. Zatímco poměrně značné množství pevných složek odpadu přechází do zhášeci komory zplynovače, udrží se alespoň část zmíněného pevného odpadu na stěnách zplynovače a vytvoří strusku. V horkém plastickém stavu struska postupně teče do zhášeci lázně zplynovače nebo tuhne, jestliže je zplynovač uzavřen a teplota snížena. V jistém bodě procesu výroby syntetického plynu je zřejmé to, že přítomnost zvýšeného množství strusky ve zplynovači ohrožuje průběh zplynování. V jistém okamžiku se zplynovač ručně uzavírá, a to za účelem roztavení strusky nebo uskutečnění operace odstruskování.

Taková operace obvykle zahrnuje zavedení spalitelné směsi do spalovací komory zplynovače, takže při dostatečném zvýšení teploty se struska roztaví a pomocí gravitačních sil teče do zhášeci komory.

Škodlivý vliv této procedury je zřejmý, zvláště když částečně spálená směs zahrnuje množství vanadia. Následná operace odstruskování bude oslabená přítomností tohoto prvku, což bude mít často za následek rychlejší poškození zúženého hrdla zplynovače, než zbytku žáruvzdorné vyzdívky zplynovače. Vyzdívka bude mít snahu erodovat v místech zvýšené koncentrace strusky podél zúžené části toku odpadu, a vliv bude mít i tepelný šok, kterému je vyzdívka často vystavena.

Stručně řečeno, cílem tohoto vynálezu je poskytnout nové hrdlo zplynovače, které zahrnuje chladicí systém s obíhajícím médiem.

Podstata vynálezu

Z důvodu překonání největší chyby, která provází odstruskovací proces, vynález poskytuje novou část hrdla, která je schopná čelit účinkům vysokých teplot a tepelného šoku, což jsou faktory, které často způsobují erozi hrdla. Zde popsané hrdlo zplynovače sestává ze žáruvzdorného materiálu, schopného odolat vysokým teplotám, které během zplynovacího procesu vznikají.

Hrdlo má vnitřní chladicí systém, který sestává ze sítě nebo podpůrného rámu navzájem spojených trubek, kterými proudí tekuté chladicí médium uvnitř hrdla. Tekuté chladivo bude nejefektivněji plnit svoji funkci v místě dotyku odpadu se stěnou hrdla.

Přehled obrázků na výkrese

Obr.l znázorňuje nárys příčného řezu zplynovačem.

Obr.2 znázorňuje zvětšenou část zplynovače z obr.l

Obr.3 znázorňuje pohled na segment vnitřní podpůrné části hrdla a na chladicí strukturu.

Obr.4 znázorňuje část chladicí struktury z obr.3.

Příklady provedení vynálezu

Podle obr.l, je zplynovač 10 typem zplynovače, který sestává z prodloužené skořepiny 11 _f která má žáruvzdornou vyzdívku 12. z žáruvzdorných cihel, nebo podobného materiálu, která tvoří spalovací komoru 13 , ve které dochází k částečnému spalování vstřikované palivové směsi.

Horní konec zplynovače má otvor pro částečnou oxidaci a odstruskovací operaci, ve kterém je umístěn hořák 14. Hořák u jednoho provedení je propojený přes jedno nebo více trubkových vedení s ventilem, např. 16 a 17. se zdrojem tlaku 18 paliva nebo palivové směsi. Palivo kůže obsahovat částicové uhlí nebo koks, společně s plynem podporujícím hoření, například kyslíkem a/nebo jinými přísadami.

Spodní konec skořepiny zplynovače 11 má dno 19, které má obecně kuželovitý tvar, který pomáhá vést horké plynné produkty vzniklé spalováním směrem dolů, stejně jako pevné produkty spalování, do zúženého otvoru hrdla 21. Dno 19 tvoří pokračování bočních stěn skořepiny 11 a podobně jako ostatní část skořepiny má žáruvzdornou vyzdívku 22, která je schopna vydržet běžnou teplotu ve spalovací komoře, která může dosahovat hodnoty přibližně 1357°C.

Funkce zúženého otvoru 21 hrdla spočívá ve vedení horkých plynu, tekoucích směrem dolů, do zhášecí komory 23 , kde jak horké plyny a pevný částicový materiál se před vypuštěním zháší. Zhášecí komora 23 má ponornou trubku 24, která je umístěna pod zúženým otvorem hrdla 21 tak, aby vedla protékající plyn a pevné částice do vodní lázně 26.

Ponorná trubka 24 má zhášecí prstenec 27, který slouží ke vstřikováni chladicí vody z vnějšího tlakového zdroje 42 proti stěnám ponorné trubice 24, které tím chrání před poškozením, ke kterému by mohlo dojít vlivem vysoké teploty plynů a pevných částic.

Po ukončení zhášecího procesu je syntetický plyn, který je normálně nositelem množství částicového materiálu, vypouštěn z výtokového otvoru zplynovače 28 do jednoho nebo více výměníků tepla k dalšímu zpracování. Pevné částice, které se dostanou do vodní lázně 26, propadnou vlastní hmotností přes vodní lázeň a prochází do uzavřeného zásobníku, který se pravidelně vyprazdňuje.

Podle obr.2, 3 a 4 je část hrdla 31 zplynovače 10 v podstatě pokračováním žáruvzdorné vyzdívky 22 dna zplynovače 19. Hrdlo

Změnový list je v zásadě vytvořeno z žáruvzdorného materiálu, který je schopný odolat, ve větším měřítku, vysokým provozním teplotám a pohybu strusky, která teče ze stěn spalovací komory a dna do lázně 26. Hrdlo má střední osu, která probíhá nejlépe ve svislém směru.

Část hrdla 31 sestává z vnitřní přihradové sestavy trubek nebo potrubí 32. z vysoce legované oceli a pod. U provedení, kterému se dává přednost, jsou trubky rozmístěny rovnoměrně okolo svislého otvoru hrdla 21 v segmentech 33, které směřují směrem ven a jsou spojeny u svými vzdálenějšími nebo vstupními konci 34 se sběrným potrubím 36.. Sběrné potrubí je spojeno trubkou 37 se zdrojem tlakové chladicí vody 42 a je uloženo ve vyzdívce hrdla nebo je k ní připojena z vnějšku.

Každý úsek potrubí 32 zahrnuje vnitřní svislou složku, která je vodorovná se střední osou otvoru hrdla 21. Horní část každého úseku potrubí 32 může být vychýlená směrem nahoru, čím je definován chladicí kanál přilehlý ke dnu zplynovače 19. Třetí úsek chladicího kanálu vybíhá směrem dolů a končí ve výpustním potrubí 38.

Jak již bylo řečeno, každým segment 33 výtokového potrubí 38. obíhá jako chladicí médium voda, kde je tento segment uspořádán tak, aby směroval ohřátou vodu přímo do vodní lázně 26.. Teto proud vody se musí monitorovat, aby se v lázni 26 zajistila jistá odpovídající úroveň vody během odstruskování a v průběhu výrobních fází výroby plynu.

Po průchodu vody přes příhradovou soustavu potrubí 32, je tato voda vypouštěna přes potrubí 38 do vodní lázně 26. Odtékající voda z přihradové soustavy, může být alternativně vedena do zhášecího prstence 27, odkud se směruje proti stěně ponorné trubky 24.

Úsek hrdla 31 vnitřní přihradové soustavy 32 se může zpevnit pomocí pletiva 39 nebo vnějšími podélnými křidélky, které vystupují z vnějšího povrchu potrubí tak, že přilehlé úseky potrubí se mohou k sobě přivařit tak, že vytvoří složenou strukturu.

l·
r—'	Cč
•	-
	2
	O
	-H

XJ

C3j

CL <

□ <ncn to cn o

o

CZX

Kruhovitá část odolná proti teplotě nebo těleso části hrdla 21 sestává ze slévatelné vyzdívky, která je z počátku poddajná, aby se mohla vsunout mezi a okolo zpevněné příhradové soustavy potrubí 32 a napěchovat do zamýšleného tvaru, aby rozměrově odpovídala dnu zplynovače 19 a její vyzdívce 23. nebo povlaku. Ačkoliv slévatelná vyzdívka ztvrdne do pevné masy, může se napínat pomocí žáruvzdorných kotev 41, které jsou rozmístěny v kritických vzdálenostech, a které vystupují z pletiva 39. nebo z ze struktury potrubí tak, aby vyzdívku podporovaly.

Při odlévání slévatelné vyzdívky do podpůrné příhradové soustavy potrubí 32, může být na povrchu obráceném k hrdlu místo vytvořené alespoň z jedné kapky strusky nebo z prstence strusky 43, který podporuje oddělování strusky tekoucí směrem dolů, od stěny hrdla, a její padání do vodní lázně 26. Strukturálně lze část hrdla 31 zplynovače upevnit ke dnu 19. jako původní vybavení, nebo se může nainstalovat jako oddělitelné a přemístitelné zařízení ve struktuře dna. Může se provést tak, že se může ode dna zplynovače 19 oddělat a provizorně udržovat na svém místě pomocí podpůrného ocelového dna zplynovače, nebo pomocí svorníků, které vystupují do samotného dna.

Je zřejmé, že se mohou použít různé modifikace a variace tohoto vynálezu, aniž by se ustoupilo od ducha a rozsahu tohoto vynálezu při jistých omezeních, která jsou uvedena v přiložených nárocích.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY Změněné

   1. Zplynovač pro částečnou oxidaci směsi uhlíkatého paliva včetně syntetického plynu, kde zplynovač zahrnuje:

   a) spalovací komoru do které je přiváděna směs uhlíkatého paliva a ve které je palivo částečně oxidováno, kde spalovací komora má dno,

   b) lázeň pod dnem spalovací komory, kde se nachází tekuté chladicí médium,

   c) úsek hrdla u dna komory , kde toto hrdlo má otvor hrdla, přes které je spalovací komora propojena s lázní, a kudy se zavádí produkty částečné oxidace ze spalovací komory do lázně,

   d) úsek hrdla zahrnuje:

   1) sběrné potrubí mezi zmíněným dnem a a lázní, které přijímá tekuté chladicí médium,
2. 2) množství potrubí, která mají jeden konec spojený se stěnou sběrného potrubí, a která přijímají chladicí médium ze zmíněného sběrného potrubí, kde potrubí mají tvar U, který definuje chladicí kanál, přilehlý ke dnu spalovací komory, kde zmíněná potrubí mají otevřený výtokový konec, který je směrován do lázně.

   2. Zplynovač podle nároku 1,vyznačující se tím, že obsahuje zhášecí prstenec mezi zmíněným úsekem hrdla a zmíněnou lázní a dále ponornou trubku, která vystupuje ze zmíněného zhášecího prstence do lázně, kde výtokové konce zmíněných potrubí jsou uspořádány tak, aby mohly vypouštět chladicí médium rovnou do zmíněné ponorné trubky.

   < -σ r- 73 > O

   O n<

   'JO

   3. Zplynovač podle nároku 1,vyznačující se tím, že obsahuje zhášecí prstenec mezi zmíněným úsekem hrdla a zmíněnou lázní a dále ponornou trubku, která vystupuje ze zmíněného zhášecího prstence do lázně, kde výtokové konce zmíněných potrubí jsou uspořádány tak, aby mohly vypouštět chladicí médium rovnou do zmíněného zhášecího prstence.

   4. Zplynovač podle nároku 1,vyznačující se tím, že potrubí je umístěno kolem zmíněného sběrného potrubí tak, že potrubí vytváří příhradovou konstrukci pro žáruvzdorný materiál a definuje tak otvor hrdla.

   5. Zplynovač podle nároku 1,vyznačující se tím, že otvor hrdla má osu, a kde část zmíněného potrubí ve tvaru U zahrnuje protilehlé úseky potrubí, rovnoběžné s osou otvoru hrdla.

   6. Zplynovač podle nároku 1,vyznačující se tím, že zmíněná spalovací komora má ve dnu dutinu, do které je vyjímatelně umístěna část hrdla.

   7. Zplynovač podle nároku 1,vyznačující se tím, že zmíněné sběrné potrubí obklopuje otvor hrdla.

   8. Sestava hrdla pro spalovací komoru zplynovače, určená pro umístění u dna spalovací komory a pro spojení mezi spalovací komorou a lázní zplynovače, kdy zmíněná sestava zahrnuje:

   a) prstencovíté chladicí sběrné potrubí, které přijímá tekuté chladicí médium,

   b) množství potrubí s jedním koncem spojených se zmíněným sběrným potrubím, ze kterého odebírají chladicí médium, kde zmíněná potrubí zahrnují část ve tvaru U, která definuje chladicí kanál,

   c) kde tato potrubí mají otevřený výtokový konec vystupující ze zmíněné části tvaru U a směřující do lázně, kde zmíněná potrubí vytváří příhradovou konstrukci pro žáruvzdorný materiál a pro definování otvoru hrdla, který spojuje spalovací komoru s lázní.

   9. Sestava hrdla podle nároku 8,vyznačující se tím, že uzavřený výtokový konec zmíněných potrubí má směrem k vtokovému konci potrubí zoubkování, takže žáruvzdorný materiál může být na zoubkovaných částech potrubí podporován a vytvářet odkapávací část pro strusku, což zlepšuje možnost oddělování strusky od hrdla a její odkapávání do lázně.

   10.Sestava hrdla podle nároku 8,vyznačující se tím, že potrubí je umístěno okolo sběrného potrubí, čímž pomáhá definovat otvor hrdla.

   11.Sestava hrdla podle nároku 8,vyznačující se tím, že sběrné potrubí obklopuje zmíněný otvor hrdla.