(57) Реферат / Формула:
Когда углеродсодержащие твердые вещества подвергаются газификации с помощью кислорода и/или пара в реакторе (100), газ должен быть выпущен из реактора через газовую вытяжку (1) с газовпускным отверстием (2), газовыпускным отверстием (3) и предусмотренным между ними газовыпускным патрубком (4). Газовыпускной патрубок (4) включает в себя внутренний кожух (12) и внешний кожух (11), так что образован охлаждающий канал (13) по меньшей мере с одним впускным отверстием и одним выпускным отверстием (105, 17) для охлаждающей жидкости.
121363
15 Заявка №
Заявитель Л'ЭР ЛИКИД СОСЬЕТЕ АНОНИМ ПУР Л'ЭТЮД Э Л'ЭКСПЛУТАСЬОН ДЕ ПРОСЕД ЖОРЖ КЛОД, FR
ГАЗОВАЯ ВЫТЯЖКА ДЛЯ РЕАКТОРА-ГАЗОГЕНЕРАТОРА
Настоящее изобретение относится к: i) газовой вытяжке для реактора для газификации углеродсодержащих твердых веществ с помощью кислорода и/или
25 пара, имеющей газовпускное отверстие, газовыпускное отверстие и
предусмотренный между ними газовыпускной патрубок, ii) реактору с подобной вытяжкой и Ш) способу эксплуатации подобного реактора.
Под газификацией подразумевается превращение углеродсодержащего твердого или жидкого вещества (например, угля, биомассы или нефтяного кокса)
30 с помощью газификационного агента (кислорода/воздуха, пара) в так
называемый синтетический газ. В качестве основных компонентов этот синтетический газ содержит водород (Н2), воду (НгО), моноокись углерода (СО), двуокись углерода (СОг) и метан (СН4). СО и Нг являются исходными
веществами для многочисленных реакций химического синтеза, на основе которых впоследствии можно получать соединения с более длинноцепными молекулами.
Синтетический газ также содержит сульфид водорода (H2S), сульфид 5 оксида углерода (COS), хлористоводородную кислоту (НС1), аммиак (NH3), цианисто-водородную кислоту (HCN). частично - фторид водорода (HF) и, возможно, также высшие углеводороды и дегтярные масла. Состав газа зависит от состава исходного сырья, типа и количества используемых газификационных агентов, условий протекания реакции и кинетических граничных условий
10 возникающих реакций в соответствии с техническими условиями выбранного технологического процесса газификации.
В принципе, известны три различных типа технологических процессов для газификации твердых веществ: газификация в псевдоожиженном слое, газификация в неподвижном слое, образованном твердыми веществами и, под
15 конец, газификация в реакторе с перемещающимся слоем. Различные технологии газификации выдвигают различные требования к топливу, которые соответствующим образом необходимо учитывать при выборе топлива или концепции переработки топлива.
Если реальный реактор сконструирован как реактор, работающий с
20 неподвижным слоем, он включает в себя, прежде всего, цилиндрический вертикальный реактор с внешним кожухом водяного охлаждения, который работает под давлением до 60 бар (изб.). Углеродсодержащее топливо, как правило, уголь или биомассу вводят сверху через загрузочный шлюз в распределительное устройство твердых веществ, предусмотренное внутри
25 реактора. На вращающейся колосниковой решетке, расположенной в нижней зоне реактора, формируют неподвижный слой. Из этой нижней зоны в неподвижный слой вдувают кислород и пар.
Поток этих горячих газов проходит через неподвижный слой снизу вверх, при этом новую загрузку твердых веществ осуществляют сверху через систему
30 шлюзов. Таким образом, здесь также делается ссылка на газификацию в
неподвижном слое по принципу противотока. Поскольку температура вновь загруженных твердых веществ составляет примерно 40 °С, то эпюра распределения температур по неподвижному слою в целом такова, что его самая
горячая часть приходится на зону вблизи вращающейся колосниковой решетки со снижением температуры в верхнем направлении относительно (линии) подачи твердых веществ. В соответствии с этой эпюрой распределения температур происходят различные реакции внутри неподвижного слоя. Таким образом, 5 часто делается ссылка также на реакционные зоны, в которых четкое разделение на отдельные зоны отсутствует, но при этом отдельные зоны переходят друг в друга. В верхней части газогенератора, вблизи вновь загруженных твердых веществ осуществляются сушка и десорбция физически адсорбированных газов. Под зоной сушки располагается так называемая реакционная зона, в верхней
10 части которой происходит дегазация твердых веществ. Дегазация
сопровождается фактической газификацией твердых веществ на основе реакции Будуа, а также реакций образования водяного газа и реакций конверсии водяного газа. В следующей зоне осуществляется сгорание твердых веществ. Полученная, прежде всего, в процессе сгорания зола падает через
15 вращающуюся колосниковую решетку и впоследствии удаляется оттуда.
Неконвертированные газовые фракции реагентов, прежде всего пара, азота и аргона, отводят вместе с полученным синтетическим газом через предусмотренную над неподвижным слоем газовую вытяжку.
Описание подобного газогенератора на угольном сырье, работающего с
20 неподвижным слоем, приведено в DE 11 2005 002 983 Т5. Из системы шлюзов уголь подают в реактор через цилиндрический или сходящийся вовнутрь на конус короб. Короб используется как емкость для твердых веществ, которая, несмотря на дозированную подачу угля через систему шлюзов, обеспечивает постоянную высоту неподвижного слоя. Нижний конец короба обычно
25 располагается внутри неподвижного слоя. Между коробом и стенкой (реактора) задана кольцеобразная коллекторная зона для газа, из которой сырой генераторный газ отводится через газоотвод. Этот газоотвод представляет собой отверстие в реакторе, примыкающее к патрубку, который посредством фланца соединен с реактором. Через этот газоотвод полученный сырой синтетический
30 газ подают на дальнейшую технологическую обработку. Как правило, первой
следующей стадией является охлаждение газа за счет резкого охлаждения водой.
Вплоть до настоящего времени угольное топливо конвертировали в синтетический газ только с помощью процесса газификации в неподвижном
слое, по ходу которого температура реакции оказывалась настолько низкой, что полученный синтетический газ отводили из реактора с температурами в диапазоне от 200 до 600 °С, зачастую - от 200 до 300 °С (в случае с мокрым бурым углем). Вследствие увеличивающейся нехватки ископаемых исходных 5 материалов газогенераторы на твердом топливе должны будут проектироваться в будущем таким образом, чтобы при более высоких "конечных температурах реакции" можно было подвергать газификации, например, не только мокрый бурый уголь, но также и химически менее активное угольное топливо. Кроме того, все больше возрастает значение газификации в неподвижном слое с
10 использованием возобновляемых исходных материалов. Как бы то ни было,
необходимая для этой цели температура приводит к достижению температур на газоотводе вплоть до 700 °С, отчасти даже до 800 °С, а частично даже до 1000 °С. При этих температурах газоотвод подвергается определенно более значительным напряжениям материала.
15 Кроме того, в возрастающей степени осуществляется газификация
угольного топлива с большим содержанием серы или галогенов. Это приводит к образованию таких соединений, как H2S, COS, НС1 и HF в получаемом сыром синтетическом газе. Наряду с температурами, которые оказываются выше использовавшихся до сих пор обычных температур (например, для мокрого
20 бурого угля - примерно 250 °С , для каменного угля - примерно 450 °С по
сравнению с 450 - 550 °С для более длительно выдержанного каменного угля, для антрацита - 550 - 600 °С), это приводит к сильной коррозии на участке газоотвода. Для выполнения замены газовыпускного патрубка установку необходимо выводить в останов, так что производственные потери неизбежны. С
25 другой стороны, использование материалов, стойких к воздействию высоких температур, сопряжено со значительным увеличением инвестиционных расходов, поскольку газоотвод в составе оборудования представляет собой участок, нагруженный давлением (вплоть до 60 бар (изб.)), и возникает необходимость в обеспечении соответствующей толщины стенок.
30 Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в обеспечении
газоотвода, который вне зависимости от используемых углеродсодержащих твердых веществ имел бы большую эксплуатационную долговечность, а также мог бы использоваться при температурах вплоть до 800 °С или больше.
Согласно изобретению эта задача решена посредством газовой вытяжки с отличительными особенностями по п. 1 формулы изобретения. Трубчатый газовыпускной патрубок охвачен внутренним кожухом и внешним кожухом, между которыми выполнен охлаждающий канал по меньшей мере с одним 5 впускным отверстием и одним выпускным отверстием для охлаждающей жидкости. По торцу предпочтительно ротационно-симметричного корпуса внутренний и внешний кожухи соединены между собой способом, не допускающим проникновение жидкости.
Одно отверстие газовыпускного патрубка выполнено таким образом, что
10 оно может соединяться с реактором герметичным способом. Другое отверстие выполнено в расчете на соединение с системами последующей обработки газа. Предпочтительно, газовыпускное отверстие открывается в устройство для охлаждения горячего сырого синтетического газа. Газ периодически подвергают резкому охлаждению водой. Подобное резкое охлаждение может
15 осуществляться, например, в охлаждающем устройстве с использованием трубок Вентури.
Прямолинейный профиль газовыпускного патрубка предупреждает образование отложений на изгибах. При этом в случае с угловым профилем конструкция установки может быть более компактной.
20 В предпочтительном конструктивном выполнении согласно изобретению
газовая вытяжка имеет по меньшей мере одно впускное отверстие и одно выпускное отверстие для хладагента. За счёт этого может быть обеспечен ток хладагента от впускного отверстия к выпускному отверстию по выполненному между внутренним и внешним кожухами охлаждающему каналу. Для
25 достижения оптимальных характеристик тока хладагента впускное отверстие и выпускное отверстия пространственно отстоят друг от друга на максимально возможном удалении.
Предпочтительно, газовая вытяжка выполнена в виде Т-образной детали, причем газовыпускное отверстие расположено по существу вертикально по
30 отношению к состыкованному с реактором газовпускному отверстию. "По
существу, вертикально" в контексте настоящего изобретения означает угол от 85 до 95°, предпочтительно 90 °С, между осями отверстий.
Кроме того, согласно, прежде всего, предпочтительному конструктивному выполнению предусматривается, что во внутреннем пространстве внутреннего кожуха расположена вставка, которая включает в себя изогнутую внутреннюю трубку. Вставка выполнена таким образом, что впускное отверстие вставки 5 заканчивается параллельно газовпускному отверстию, а выпускное отверстие заканчивается параллельно газовыпускному отверстию. В этом случае при поступлении газа в газовую вытяжку его поток проходит через вставку и отклоняется изогнутой внутренней трубкой таким образом, что поток выходит из расположенного со смещением под углом примерно в 90° газовыпускного
10 отверстия.
В предпочтительном усовершенствованном варианте настоящего изобретения между внутренней частью и внутренним кожухом газовой вытяжки задано пространство, заполненное изоляционным материалом. Предпочтительно, этим изоляционным материалом является стекловата, поскольку она проявляет
15 нейтральную реакцию в отношении отходящих газов. В принципе, в расчет можно принять также и другие нейтральные изоляционные материалы.
Поскольку поток отходящего газа проходит едва ли не исключительно через вставку, охваченную изоляционным материалом, то (тем самым) исключается поверхность непосредственного контакта между газом и
20 поверхностью кожуха газовыпускного патрубка, задающего охлаждающий
канал. Эпюра распределения температур, получаемая в результате охлаждения, определяется толщиной изоляционного материала и охватывает температуру газа и температуру хладагента. При использовании воды в качестве хладагента температура хладагента составляет максимум 275°С при рабочем давлении в 60
25 бар (абс). При недопущении поверхности непосредственного контакта можно почти полностью исключить вероятность того, что смолы, содержащиеся в потоке газа, будут конденсироваться и тем самым закупоривать газовую вытяжку на длительный период. С другой стороны, в результате охлаждения газовой вытяжки определенно снижаются напряжения в материале, и
30 исключается коррозия под действием горячих газов. При использовании воды в качестве хладагента и исходя из того, что максимальная температура хладагента составляет 275 °С (точка кипения при 60 бар (абс.)), полученная температура на внутреннем кожухе составляет примерно 300 °С и, следовательно, определенно
приходится на меньшее значение, чем температура газа в 700 °С или даже 800 °С . При использовании охлаждающей воды с рабочим давлением в 30 бар (абс.) точка ее кипения составляет примерно 234 °С.
Кроме того, подвод давления со стороны давления в реакторе вплоть до 60 5 бар (абс.) приходится на внутренний и внешний кожухи устройства, а не на
вставку. В результате толщину стенки вставки можно рассчитать с определенно меньшим значением. Это позволяет изготавливать вставку из материалов, стойких к коррозии под действием горячих газов, таких как сплав "Инконель", не неся при этом существенно более значительные инвестиционные расходы.
10 Если этим положением пренебречь или если, тем не менее, возникает коррозия под действием горячих газов, то вставку можно быстро и легко заменить, т. е. вставку вытаскивают из газовыпускного патрубка с удаленной от реактора стороны, и заменяют ее или ремонтируют.
По этой причине, согласно изобретению на отверстии газовыпускного
15 патрубка, противоположном газовпускному отверстию, предусмотрена съемная крышка, с которой, предпочтительно, вставка соединена, прежде всего, с помощью болтовых соединений или сварки.
Таким образом, при проведении ремонта можно свести к минимуму время, в течение которого реактор не может эксплуатироваться. Это легко
20 осуществляется, прежде всего, в том случае, когда крепление крышки к
удаленной от реактора стороне выполнено болтовыми соединениями. Поскольку внешний кожух газовой вытяжки не подвергается воздействию газообразных продуктов реакции, то его эксплуатационная долговечность оказывается очень большой. Следовательно, он может быть приварен к реактору, в результате чего
25 на этом участке можно отказаться от использования сложных и дорогостоящих фланцевых соединений, которые, к тому же, должны быть еще и герметичными в условиях существующего высокого давления вплоть до 60 бар (изб.).
Согласно усовершенствованному варианту изобретения внутри газовой вытяжки размещено скребковое устройство, которое простирается от
30 газовпускного отверстия до расположенного противоположно ему (вытяжного) отверстия газовыпускного патрубка и удаляет отложения. Использование скребкового устройства необходимо, прежде всего, в тех случаях, когда выполняют газификацию твердых веществ, при которой побочные реакции
приводят к образованию смол, которые будут конденсироваться в результате контакта с охлажденным внутренним кожухом. При необходимости, скребковое устройство можно демонтировать для очистки или замены. Его также можно вставлять в газовыпускной патрубок вместо вставки - только в целях очистки 5 (патрубка).
Согласно изобретению газовая вытяжка включает в себя также компенсатор для компенсации тепловых расширений. Следовательно, может быть уменьшена нагрузка на элемент конструкции в результате термических напряжений. Предметом изобретения является также реактор для газификации 10 углеродсодержащих твердых веществ с помощью кислорода и/или пара с
отличительными особенностями согласно п. 9 формулы изобретения. В этом реакторе газоотвод герметичным способом соединен с вышеописанной газовой вытяжкой.
Было установлено, что наиболее предпочтительным является решение,
15 когда впускное отверстие и/или выпускное отверстие охлаждающего канала (газовой вытяжки) соединено с системой охлаждения реактора. Это считается целесообразным, прежде всего, в том случае, когда в реакторе как таковом с внутренним кожухом реактора и внешним кожухом реактора предусмотрено охлаждение водяной рубашкой, и в выполненный между кожухами
20 охлаждающий канал реактора впускают хладагент, предпочтительно воду. При подсоединении газовой вытяжки к системе охлаждения реактора отдельный контур для хладагента можно опустить, и конструкция устройства упрощается.
В довершение ко всему, замысел изобретения распространяется также и на способ для газификации углеродсодержащих твердых веществ с помощью
25 кислорода и/или пара в неподвижном слое согласно п. 10 формулы изобретения. Охлаждающую среду вводят в газовую вытяжку в жидком состоянии, а отводят, по меньшей мере частично, в парообразном состоянии.
Использование пара оказывается всецело предпочтительным, прежде всего, в случае, когда в качестве охлаждающей жидкости используют воду, и
30 охлаждающая вода, отведенная в парообразном состоянии, сама по себе может быть использована как продукт извлечения, т. е. поток пара, который необходим для газификации твердых веществ в неподвижном слое, частично подают с добавлением пара, полученного при охлаждении. За счёт этого можно
уменьшить потребность в паре для технологического процесса, что снижает эксплуатационные расходы. Если при этом собственно в реакторе предусмотрен водоохлаждаемый кожух, и в нем также образуется пар, то примерно 20 % (объемн.) от необходимого количества пара можно сэкономить за счет 5 аккумулированного в паросборнике рециркуляционного пара.
Другие отличительные особенности, преимущества и возможные случаи применения изобретения можно также оценить на основе приведенного описания примера конструктивного выполнения и чертежей. Все описанные или проиллюстрированные отличительные особенности определяют сущность 10 изобретения как сами по себе, так и в любой их комбинации, независимо от того, включены ли они в пункты формулы изобретения или указаны в перекрестных ссылках.
На чертежах показаны:
Фиг. 1 - схематичное представление конструкции реактора для газификации 15 углеродсодержащих твердых веществ в неподвижном слое,
Фиг. 2 - газовая вытяжка согласно изобретению в виде в разрезе, без вставки,
Фиг. 3 - вставка согласно изобретению в виде в разрезе, Фиг. 4 - газовая вытяжка согласно изобретению в виде в разрезе, со 20 вставкой.
На фиг. 1 схематично представлен реактор 100. Это - реактор с неподвижным слоем, работающий по принципу противотока и включающий в себя вращающуюся колосниковую решетку 101 вблизи днища. В процессе эксплуатации на этой вращающейся колосниковой решетке 101 накапливается
25 слой 102 твердых веществ. Снизу, с равномерным распределением через
питатель 103, в слой вводят и нагнетают пар и/или кислородсодержащую среду, такую как воздух, обогащенный кислородом воздух или также чистый кислород. Зола, образовавшаяся в результате реакций в неподвижном слое, падает через вращающуюся колосниковую решетку 101 и удаляется через выдвижной
30 зольный ящик 104. Реактор 100 охлаждается водой и между внешним кожухом 106 и внутренним кожухом 107 имеет охлаждающий канал 105 (см. фиг. 2).
Над реактором 100 предусмотрен шлюз 108, через который подают уголь или другие углеродсодержащие твердые вещества. К шлюзу 108 примыкает
расположенный под ним короб 109, который используется как емкость для твердых веществ, так что неподвижный слой 102 в реакторе 100 имеет равномерный уровень заполнения, несмотря на то, что загрузка углем осуществляется с перерывами через шлюз 108. Над неподвижным слоем 102 5 предусмотрено свободное пространство вокруг короба 109, в котором (т. е. в пространстве) собираются газообразные продукты реакции, а также неиспользованный пар и кислород или кислородсодержащий газ. Газы, собранные в этом пространстве 110 для сбора газа, отводятся через газоотвод 111.
10 На фиг. 2 в разрезе показана газовая вытяжка 1 согласно изобретению.
Газовая вытяжка выполнена в виде Т-образной детали и имеет газовпускное отверстие 2, расположенное по существу вертикально по отношению к нему газовыпускное отверстие 3 и предусмотренный между ними газовыпускной патрубок 4. Напротив газовпускного отверстия 2 предусмотрено вытяжное
15 отверстие 5 на другом конце газовыпускного патрубка 4. К газовыпускному отверстию 3 примыкает выпускной канал 6.
Газовая вытяжка 1 выполнена с двойными стенками и имеет внешний кожух 11 и внутренний кожух 12, между которыми выполнен охлаждающий канал 13. Предпочтительно, на участке вытяжного отверстия 5 охлаждающий
20 канал 13 заделан непроницаемым для жидкости соединением 14 между
внутренним кожухом 12 и внешним кожухом 11. Кроме того, охлаждающий канал 13 простирается также в выпускной канал 6 и аналогичным образом заделан здесь непроницаемым для жидкости соединением 15. Предпочтительно, охлаждающий канал 13 соединен также с охлаждающим каналом 105 реактора
25 100.
Для достижения естественной конвекции внутри охлаждающего канала 13 было найдено являющееся предпочтительным решение, когда охлаждающий канал 13 имеет дополнительное отверстие 17 для впуска и выпуска хладагента, которое предусмотрено на удаленной от реактора 100 стороне газовыпускного 30 патрубка 4 и, предпочтительно, соединено с системой охлаждения реактора 100. В принципе, также представляется возможным осуществление подвода и отвода хладагента на одной стороне газовой вытяжки или также через общее
присоединительное отверстие. Благодаря своей низкой плотности испарившаяся охлаждающая среда автоматически восходит вверх и может быть отведена.
На удаленной от реактора 100 стороне газовая вытяжка 1 имеет также фланец 16 для крепления крышки 51 (см. фиг. 4), с помощью которой вытяжное 5 отверстие 5 может быть закрыто газонепроницаемым образом. При этом на участке газовпускного отверстия 2 предусмотрены приспособления 18 для приваривания газовой вытяжки 1 к реактору 100.
Выпускной канал 6, охватывающий газовыпускное отверстие 3, соединен со здесь не показанной системой охлаждения газа, предпочтительно с системой
10 резкого охлаждения с применением трубки Вентури. Это соединение может быть посажено на фланцы или приварено.
На фиг. 3 в разрезе показана вставка 50, выполненная согласно изобретению. В предпочтительном конструктивном выполнении вставка 50 соединена с крышкой 51 и с ее помощью может крепиться к фланцу 16 газовой
15 вытяжки 1 при вталкивании в нее. Собственно вставка 50 имеет два
предпочтительно трубчатых участка, причем на первый участок 52 приходится впускное отверстие 53, которая через изогнутую внутреннюю трубку 54 соединена со смещенной примерно на 90° стороной выпуска 55. На второй участок 56 приходится остальная часть вставки 50, расположенная между
20 изогнутой внутренней трубкой 54 и крышкой 51.
В завершение, на фиг. 4 показана газовая вытяжка согласно изобретению со вставленной вставкой 50. Вставка 50 имеет приблизительно такую же длину, что и газовая вытяжка 1, так что впускное отверстие 53 на вставке 50 заканчивается по существу заподлицо с газовпускным отверстием 2. При этом выпускное
25 отверстие 55 заканчивается по существу заподлицо с газовыпускным отверстием 3. Диаметры впускного отверстия 53 и газовпускного отверстия 2 или выпускного отверстия 55 и газовыпускного отверстия 3 соответственно подогнаны друг под друга. По возможности предусмотрены соответствующие уплотнения для предупреждения утечки газа.
30 Внешний диаметр вставки 50 несколько меньше, чем диаметр
газовыпускного патрубка 4, так что между внутренним кожухом 12 газовой вытяжки 1 и вставкой 50 задано пространство 60, которое заполнено изоляционным материалом. В результате отходящий поток горячего газа не
вступает в непосредственный контакт с поверхностью, на которую в поперечном направлении подается хладагент, так что конденсация смол, содержащихся в потоке газа, исключается.
Предпочтительно, вставка 50 изготовлена из сплава на основе никеля, 5 поскольку подобные сплавы в значительной степени устойчивы к
высокотемпературной коррозии. Использование подобных дорогостоящих сплавов оказывается возможным по той причине, что внутренняя часть не является компонентом, нагруженным давлением, и, следовательно, должна иметь только малую толщину стенок.
10 С теми же самыми размерами, что и вставка 50, может быть задано и здесь
не показанное скребковое устройство, которое задвигают в газовыпускной патрубок 4 вместо вставки, чтобы удалить отложения, образовавшиеся на внутренней стенке внутреннего кожуха 12. Эту процедуру целесообразно осуществляют при замене вставки 50.
15 В рабочем режиме вставку 50 задвигают в газовую вытяжку 1 так, как
показано на фиг. 4. Горячий газ (с температурой до 800 °С или больше) поступает со стороны реактора 100 на газовыпускное отверстие 3 в газовой вытяжке 1. Для предохранения воспринимающих давление компонентов газовой вытяжки 1 их охлаждают за счет подачи охлаждающей воды через впускное
20 отверстие 17 в охлаждающий канал 13 между внутренним кожухом 12 и
внешним кожухом 11 газовой вытяжки. При протекании по охлаждающему каналу 13 в направлении реактора охлаждающая вода нагревается до её температуры кипения (примерно 265 °С при рабочем давлении в 60 бар (абс.)), испаряется и тем самым отводит тепло от системы. После этого пар поступает в
25 охлаждающий канал 105 реактора 100 и может повторно пропускаться через циркуляционную систему для использования как продукт извлечения для газификации. Горячий газ не вступает в непосредственный контакт с воспринимающими давление компонентами газовой вытяжки 1, а протекает через вставку 50 и выходит из нее в далее расположенный мокрый
30 газоочиститель.
Настоящее изобретение позволяет работать с температурами на газоотводе вплоть до 700 °С, предпочтительно даже вплоть до 800 °С, а частично даже вплоть до 1000 °С, причем могут использоваться виды топлива с более низкой
реакционной способностью. Одновременно может быть увеличена эксплуатационная долговечность реактора. Благодаря охлаждению согласно изобретению высокотемпературная коррозия в зоне газовой вытяжки может быть исключена полностью или же возникает только в зоне вставки, и, (следовательно), отпадает необходимость в проектировании соединения между газоотводом и реактором по типу фланцевого соединения. Использование сварных соединений повышает надежность реактора. Кроме того, улучшается теплообмен между реактором и газовой вытяжкой.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 газовая вытяжка
2 газовпускное отверстие
5 3 газовыпускное отверстие
4 газовыпускной патрубок
5 вытяжное отверстие
6 выпускной канал
11 внешний кожух газовой вытяжки
10 12 внутренний кожух газовой вытяжки
13 охлаждающий канал
14 непроницаемое для жидкости соединение
15 непроницаемое для жидкости соединение
16 фланец
15 17 отверстие для впуска или выпуска хладагента
18 сварной шов соединения с реактором
50 вставка
51 крышка
52 первый участок вставки
20 53 впускное отверстие
54 изогнутая внутренняя трубка
55 выпускное отверстие
56 второй участок вставки
60 пространство
25 100 реактор
101 вращающаяся колосниковая решетка
102 неподвижный слой
103 подача пара и/или кислорода
104 выдвижной зольный ящик
30 105 охлаждающий канал
106 внешний кожух реактора
107 внутренний кожух реактора
108 шлюз
106
109 короб
110 пространство для сбора газа
111 газоотвод
106
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Газовая вытяжка для реактора для газификации углеродсодержащих твердых веществ с помощью кислорода и/или пара, имеющая газовпускное 5 отверстие (2), газовыпускное отверстие (3) и предусмотренный между ними
газовыпускной патрубок (4), отличающаяся тем, что газовыпускной патрубок (4) охвачен внутренним кожухом (12) и внешним кожухом (11), между которыми выполнен охлаждающий канал (13) по меньшей мере с одним впускным отверстием и одним выпускным отверстием (105, 17) для охлаждающей 10 жидкости.
2. Газовая вытяжка по п. 1, отличающаяся тем, что вытяжка выполнена в виде Т-образной детали, а газовыпускное отверстие (3) расположено по существу вертикально по отношению к газовпускному отверстию (2).
3. Газовая вытяжка по п. 1 или п. 2, отличающаяся тем, что во внутреннем пространстве внутреннего кожуха (12) предусмотрена вставка (50), которая включает в себя изогнутую внутреннюю трубку (54), причем впускное отверстие (53) изогнутой внутренней трубки (54) соединено с газовпускным
20 отверстием (2), и причем выпускное отверстие (55) изогнутой внутренней трубки (54) соединено с газовыпускным (3) отверстием.
4. Газовая вытяжка по п. 3, отличающаяся тем, что между вставкой (50) и внутренним кожухом (12) предусмотрено пространство (60), заполненное 25 изоляционным материалом.
5. Газовая вытяжка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что на вытяжном отверстии (5) газовыпускного патрубка (4) противоположно газовпускному отверстию (2) предусмотрена съемная крышка 30 (51).
6. Газовая вытяжка по п. 3 или п. 4 и п. 5, отличающаяся тем, что вставка (50) соединена с крышкой (51).
7. Газовая вытяжка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся скребковым устройством, которое простирается от газовпускного отверстия (2) до расположенного противоположно ему вытяжного отверстия (5) газовыпускного патрубка (4).
8. Газовая вытяжка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся по меньшей мере одним компенсатором для компенсации тепловых расширений.
9. Реактор для газификации углеродсодержащих твердых веществ с помощью кислорода и/или пара, имеющий газовую вытяжку (1) по одному из предшествующих пунктов, причем газоотвод (111) реактора (100) соединен с газовой вытяжкой (1) газонепроницаемым образом.
10. Способ для газификации углеродсодержащих твердых веществ с помощью кислорода и/или пара, причем газификацию осуществляют в неподвижном слое, а газ отводят через газовую вытяжку по одному из п.п. 1-8, причем охлаждающую среду вводят в газовую вытяжку в жидком состоянии, а отводят, по меньшей мере частично, в парообразном состоянии.
7.
7.
7.
CO Ю
. 4 -
- 3 -
- 6 -
- 6 -
- 10 -
-11 -
- 13 -
- 13 -
- 14 -
- 14 -
-16 -
- 15 -
-16 -
- 15 -
1/4
1/4
2/4
2/4
4/4
