Способ удаления остатков из газификатора и устройство для его осуществления

Способ удаления остатков из газификатора и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< >993825

Союз Советскик

Соцналистическик республик

К пАТентУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 02.07,79 (21) 2т837тт9/23-26 (23) Приоритет. - (32) 06.07 78 (31) Р2829629 9 (33) ФРГ (5l) М. Кл.

С 10 J 3/52

Государстеениый комитет СССР во делам изюбретеиий. и открытий

ОпУбликовано 30.01 83 3эюллетень J% 4 (ВЗ) УДК 662.16 (088.8) Дата опубликования описания 30.01.83

Иностранцы

Фолькмар И1митд, бернхард Лидер, Гейнрих и Ганс Дорен (ФРГ) (72) Авторы изобретения

Иностранная Фирма

"Рурхеми АГ" (ФРГ) (7k) Заявитель (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ОСТАТКОВ ИЗ ГЯЗИФИКАТОРА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к удалению остатков, в частности к способу удаления остатков из газиФикатора, а также к устройству для его проведения. . Известен способ удаления остатков 5 из гаэиФикатора, включающий подачу воды в водяную ванну газификатора, гранулирование остатков в водяной ванне, подачу воды в шлюз иэ емкости, .выравнивание давления между шлюзом то и газификатором, отвод суспендированных в воде остатков из водяной ванны в шлюз, понижение давления шлюза |.11.

Известно устройство для удаления остатков из газификатора, включаю-щее водяную ванну в нижней части гаэиФикатора, соединенную с расположенным над ним шлюзом через трубопровод с размещенным в нем запорными органами и снабженную трубопроводом

- для подачи воды в нижнюю часть газиФикатора, емкость для подачи воды в шлюз, расположенную над шлюзом и на расстоянии от него, и емкость для приема твердых остатков,, соединенную с нижней частью шлюза через трубопровод с размещенным в нем запорным органом, причем верхняя часть шлюза соединена с нижней частью емкости для подачи воды в шлюз через трубопровод с размещенным в нем запорным органом (1 ).

Недостаток известного устройства заключается в том, что выравнивание давления в шлюзе осуществляют при помощи инертного газа, например азота, подаваемого в емкость для подачи воды в шлюз, что не только осложняет про= цесс, но и отрицательно сказываетсв на его продолжительности, так как. выравнивание давления имеет место только после доведения до давления заданной величины газовой подушки в верхней части емкости. Кроме того, на продолжительности процесса отри« цательно сказывается и то, что шлак удаляется из его смеси с водой, только после выпуска из второго шлюза.

993825

Цель изобретения - ускорение процесса удаления остатков из газификатора.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу удаления остатков иэ газификатора, включающему подачу воды в водяную ванну гаэификатора, гранулирование остатков в водяной ванне, подачу воды в шлюз из емкости, выравнивание давления между шлюзом - щ и газификатором путем подсоединения шлюза к трубопроводу для подачи воды в водяную ванну, отвод суспендиро-: ванных в воде остатков из водяной ванны в шлюз, понижение давления шлю- Э за путем подсоединения шлюза и емкости для подачи воды в шлюз, Выравнивание- давления между шлюзом и газификатором проводят путем подсоединения шлюза к трубопроводу для подачи воды в водяную ванну и по;.нижение давления шлюза проводят путем подсоединения шлюза к емкости для

:подачи воды в шлюз.

Отвод остатков из водяной ванны в шлюз проводят при помощи инжектора.

Устройство для осуществления пред лагаемого способа содержит водяную ванну в нижней части гаэификатора, соединенную с расположенным над ним шлюзом через трубопровод с размещенным в нем запорными органами и снабженную трубопроводом для подачи воды в нижнею часть газификатора, емкость для подачи воды в шлюз, расположенную над шлюзом и на расстоянии от него, и емкость для приема твердых остатков, соединенную с нижней частью шлюза через. трубопровод с размещенным в нем запорным органом, причем верхняя часть шлюза соединена с нижней частью емкости для подачи во" ды в шлюз через. трубопровод с разме; щенным в нем запорным органом и отличается тем, что нижняя часть шлюза снабжена трубопроводу: для подачи воды в нижнюю часть газификатора, а нижняя часть емкости для подачи воды в шлюз снабжена дополнительным трубопроводом с размещенным в нем редукционным клапаном, подсоединенным к трубопроводу, соединяющему верхнюю часть шлюза с нижней частью емкости, для подачи воды в шлюз.

Емкость для приема твердых остатков расположена непосредственно под ээ шлюзом.

В трубопроводе для подачи воды в нижнюю часть гаэификатора расположен водоструйный,инжектор, соединенный с верхней частью шлюза через трубопровод с размещенным в нем запорным органом.

В трубопроводе для подачи воды в водяную ванну может быть расположен водоструйный инжектор. Гранулированные в водяной ванне твердые ос-. татки вовремя наполненияшлюза вследствие их собственного веса автомати+ чески погружаются в шлюзе.

При очень мелкозернистой консистенции подачу остатков из водяной ванны в шлюз производят при помощи инжектора. Инжектор приводят посредством протекающей к водяной ванне воды процесса. Он отсасывает при этом по меньшей мере столько воды иэ шлюза-, сколько вытесняют поступающие остатки.

Во время удаления через шлюз после открытия одного запорного органа между шлюзом и сборником находящиеся в шлюзе гранулированного остатки опускаются вниз из шлюза в сборник эа счет их большего удельного веса, чем удельный вес воды, или вследствие дополнительного открытия соединительного трубопровода между сборником и шлюзом посредством поступающей в шлюз свежей воды вымывается

1вместе с водой шлюза в сборник. Осо=. бое значение имеет то, что согласно предлагаемому способу свежая вода из сборника поступает в шлюз беэ проникновения снаружи газа или пара.

Количество свежей воды можно устанавливать путем регулирования эапорно" го устройства между приемником и шлюзом и контролировать путем наблюдения эа уровнем воды в приемнике. Таким образом представляется возможным поддерживать удаление остатков из шлюза путем направленного промывочного действия, компенсировать расход воды в приемнике и регулировать. температуру воды в шлюзе.

В качестве свежей воды в приемнике можно использовать как свежую водопроводную воду, так и охлажденную, очищенную и обеэгаженную циркуляционную воду из системы промывки получаемого в газификаторе газа.

Приемник соединен со стороны выхода газа с замкнутым газовым циклом, находящимся под постоянным атмосферным или более низким повышенным давлением. Периодически удаляемые из шлюза гранулированные остатки посилами, шлюз эластично соединяют с окружающим камеру газификации автоклавом таким образом, что шлюз может перемещаться s сторону. Дополнительно шлюз может быть пружиняще подвещен на автоклаве. Таким образом дося и не воздействует на арматуру.

Боковые направляющие шлюза в опор-. ной конструкции выполнены таким образом, что возможно вертикальное растягивающее движение.

В качестве запорного органа между проводящими шлак камерами используявляется сферический кран с большим свободным поперечным сечением. Сфе" рические краны могут быть выполнены с гладкими стенками, беэ углов, кро" мок и мертвых пространств. Суспендированный в воде гранулят алака может беспрепятственно проходить через них. Шары и посадочные поверхности, которые в особой степени подверга-. ются абразивному действию шлака, снабжены износостойкой броней. Запорные органы должны быть пригодны для работы при высоких температурах воды. Привод запорных органов рассчитан на максимальную разницу давлений, так что в случае помех они могут закрываться против полного дав- ления газификации. При удалении.шлакИ через шлюз переключение происходит при выравнивании давления.

С целью безопасности непосредственно перед газификатором предусмот" рен дополнительный запорный орган, который при нормальном режиме уда" ления постоянно открыт. Он снабжен отдельной надежной прмводной системой и в случае помех автоматически запирает камеру газификации.

На чертеже,изоражено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство включает расположенную в нижней части газификатора 1 водяную ванну 2, предохранительный запорный орган 3, эластичное соединение 4, запорный орган 5 шлюз 6, трубопровод- 7, клапан 8, регулятор

9, дроссельный орган 10, трубопровод 11, инжектор 12; уровнемер 13 запорный орган 14, редукционный орган 15, трубопроводы 16 я 17, при" емник-18 (емкость для подачи воды

5. .=993825 6 ступают в наполненный водой сборник (емкость для приема твердых остатков), рабо1ающий при нормальном давлении. Уровень воды в сборнике устанавливают по меньшей мере таким вы- у . соким, чтобы газ не мог снизу про" никнуть в шлюз и образующееся в верх- стигают того, что собственный вес ней части шлюза пониженное давление- всех подвешенных частей при тепловом не было настолько большим, чтобы расширении полностью компенсирует-водяной столб обрывался. вследствие to образования пара. Гранулированные ..остатки можно удалять -иэ приемника известным образом посредством. механИческих транспортеров (например, скребкового конвейера, ковшового эле» 1э ватора, ленточного сита) или гидравлически.. При механической транспорти- ют шибер, предпочтительным,.однако,ровке количество загрязненной воды поддерживают небольшим, если же применяют гидоавлическую транспортиров- 39 ку, то после осаждения остатков воду возвращают в сборник.

В сборнике используют. различную седиментацию частиц, чтобы мелкие твердые частицы из.остатков газифи- 2$ кации, которые больше. частью состо-, яя из несгоревших в газификаторе уг= леродсодержащих частиц, можно было отделить от быстрооседающих крупных, частиц шлака и снова подавать: в про- ЗВ цесс газификации.

Для проведения предлагаемого спо-. соба служит шлюзовая система, состоящая в основном из шлюза, сборника и приемника. Шлюз имеет такие габа-— риты, -что количество циклов разгрузки на единицу времени поддерживают небольшим, чтобы выпадающий в гази- фикаторе шлак можно было надежно удалить. Желательно проводить не более

8-12 циклов разгрузки s час.

Габариты сборника и приемника выбирают таким образом, что даже при самом низком уровне воды обеспе-чивается надежная работа. Подвешива- 4 ние шлюза целесообразно осуществлять на окружающем камеру газификации автоклаве, при котором:происходящее тепловое расширение обеих камер между собой ияи относительно окружающейнесущей конструкции не привело к разрушениям. Вследствие этого все присоединения к компенсатору выполнены эластичными.. Для защиты от неконтролированых воздействий сил .на армату= ру и подсоединительные трубопроводы, вызванных больаим собственным весом воспринимающих давление элементов, тепловым расширением или наружными

7 993825 8 в шлюз), трубопровод 19, манометр

20, запорный орган 21, сборник 22 (емкость для приемника твердых остатков), Устройство работает следующим об- э разом.

Выпадающие в газификаторе 1 при давлении 20-80 бар и температуре

1100-1500 С остатки газификации подают в водяную ванну 2, где их гранулируют и через постоянно откры- . тый предохранительный запорный орган

3, эластичное соединение 4, например компенсатор, открытый запорный орган

5 суспендированный в воде шлак посту" 1 пает в шлюз 6, находящийся под тем же высоким давлением, что и гаэификатор, Водяная ванна 2 имеет зависящую от парциального давления водяного 20 пара в синтез-газе высокую темпера-туру, например 180оС. Чтобы предотвратить высокую койцентрацию растворенных солей и мелкозернистых твердых частиц из остатков газификации, И через трубопровод 7 постоянно подают регулируемое посредством клапана

8 количество циркуляционной воды.

Регулятор 9 постоянного уровня путем приведения дроссельного органа Зв

10 поддерживает в сточном трубопроводе 11 постоянный уровень воды. Мелкозернистые остатки с плохой седиментацией при помощи всасывающего, действия инжектора 12 можно удалить из водяной ванны 2 в шлюз 6. Отведенную при этом из шлюза 6 воду возвращают вместе с водой процесса в качестве приводной среды инжектора в . водяную ванну 2. ао

Как только шлюз 6 в желаемой степени заполняется гранулированными остатками(или после срабатывания уров" немера 13),,запорный орган 5 (в случае необходимости запорный орган 14) закрывается со стороны инжектора 12, и шлюз 6 путем открытия редукционного органа 15 разгружается через трубопровод 16 и окружной трубопровод 17 в приемник 18. Приемник 18 посредством трубопровода 19 соеди.нен с замкнутым .газовым циклом, находящимся под постоянным немного повышенным давлением, например 5002000 мм вод. ст. или под атмосферным

И давлен ием. . После того как манометр 20 показывает падение давления в шлюзе 6, запорный орган 21 открывает шлюз, так что гранулированные остатки погружаются в заполненный водой сборник 22 беэ давления. Как только шлак выходит из шлюза, что в случае необходимости показывается на втором уровнемере 23, вследствие кратковременного открытия крупногабаритного подающего органа 24 через трубопровод 16 иэ приемника 18 в шлюз 6 подается большое количество свежей воды. Оставшиеся при этом остатки вместе с разогретой шлаком водой шлюза, вымываются в сборник 22. При мелкозернистых остатках с плохой седииентацией возможно открывать подающий орган 24 перед открытием органа 21, так что:полностью используется промывочное действие стекающей воды из сборника для удаления остатков газификации. Быстрое понижение уровня воды в приемнике 18 дополнительно свидетельствует о том, что шлюз 6 свободен от остатков. Холостой ход приемника 18 предотвращается регулятором 25 постоянного уровня путем закрытия запорного органа 21. Уровнемер 26 в верхней части шлюза 6 подает сигнал тревоги и запирает оба запорных органа 3 и 5 или блокирует их открытие, если в случае неполадок падает уровень воды в шлюзе 6.

При эксплуатации инжектора 12 вследствие поступающей в шлюз 6 горячей воды во время разгрузки образуется пар. В этом случае уровень воды в шлюзе следует поддерживать путем согласования разгрузки и подачи свежей воды.

После подачи достаточного количества свежей воды в шлюз 6 регулятор 25 постоянного уровня запирает запорный орган 21 ° Кроме того, закрываются редукционный орган 15 и подающий орган 24. Вследствие открытия уравнительного клапана 27 через трубопровод 28, который подсоединен к трубопроводу 7, происходит выравнивание давления между шлюзом и газификатором 1. Дифференциальный манометр 29 показывает это выравнивание. давления. Вследствие открытия запорного органа 5 вновь гранулированные остатки в суспендирован ном виде из водяной ванны 2 поступают в шлюз 6.

Пониженный уровень свежей воды в приемнике 18 посредством новой команды регулятора 25 постоянного уров993825

10 ня вследствие открытия клапана 30 в подающий т рубопровод 31 снова пополняется. В на.одящемся под атмосфер-. ным давлением сборнике 22 вводимые более крупные частицы шлака быстро 5 погружаются, в то время как скорость погружения мелких углеродсодержащик частиц является значительно меньше.

Поэтому через определенное время вместе с избыточной водой их можно уда- 10 лить из сборника 22 при помощи насо- са 32 и через водоподготовку рециркулировать в процесс газификации.

Уровень воды регулируют посредством регулятора 33 постоянного уровня пу- 35 тем запирания запорного органа 34 в спивном трубопроводе 35. Только тогда используют известное устройство для удаления шлака, например механический скребковый конвейер, работаю- 20 щий с такой производительностью, чтоза время до следующей разгрузки шлюза шлак удаляют из сборника.

Весь процесс удаления обычно протекает автоматически. Операции вруч- 25 ную возможны,причем опасные ошибочные включения надежно предотвращаются.

Шлюз 6 с эластичным соединением

4 подвижно подвешен на окружающем камеру 1-газификации автоклаве, который30 в свою очередь, опирается посредством множества лопаток 36 в опорной конструкции. Собственный вес всех подвешенных частей компенсируется пружинами 37 и не воздействует, таким образом, на арматуры 3-5.

Формула изобретения

1. Способ удаления остатков из га,зификатора, включающий подачу воды в водяную ванну газификатора, гранулирование остатков в водяной ванне, подачу воды в шлюз иэ емкости, выравнивание давления между шлюзом и газификатором, отвод суспендированных в воде остатков из водяной ванны в шлюз, понижение давления шлюза, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса, выравнивание давления между шлюзом и газификагором проводят путем подсоеди.нения шлюза к трубопроводу для подачи воды в водяную ванну и понижение давления шлюза проводят путем подсоединения шлюза к емкости для подачи воды в шлюз.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что отвод остатков иэ водяной ванны в шлюз.-проводят при помощи инжектора.

3. Устройство для удаления остат« ков из газификатора, включающее водяную ванну в нижней части гаэификатора, соединенную- с расположенным над ним шлюзом через трубопровод с размещенным в нем запорными органами и снабженную трубопроводом для подачи воды в нижнюю часть гаэификатора, емкость для подачи воды в шлюз, расположенную над шлюзом и.на расстоянии от него, и емкость для приема твердых остатков, соединенную с нижней частью шлюза через трубопровод с размещенным в нем запорным органом, причем верхняя часть шлюза соединена с нижней частью емкости для подачи воды в шлюз через трубопровод с размещенным в нем запорным органом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса, нижняя часть шлюза снабжена тру" бопроводом с размещенным в нем запорным органом, подсоединенным к трубопроводу для подачи воды в нижнюю часть газификатора, а нижняя часть емкости для подачи воды в шлюз снабжена дополнительным трубопроводом с размещенным в нем редукционным клапаном, подсоединенным к трубопроводу, соеди" няющему верхнюю часть шлюза с нижней частью емкости для подачи воды в шлюз.

4. Устройство по и. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем,что емкость для приема твердых остатков расположена непосредственно под шлюзом.

5. Устройство по и. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в трубопроводе для подачи воды s нижнюю часть газификатора расположен водоструйный инжектор, соединенный с верхней частью шлюза через трубопровод с размещенным в нем запорным органом.

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США И 3235313, кл. 302-14, 1966.

99) 825 ! !! !! !! (! !! (! (l !!

lI (!

l! (!

l! !! ! ! l

Составитель P. Горяинова

Редактор А.фролова Техред Ж.Кастелевич Коррректор В.Бутяга ЮЮ Ю ВЮ ° О Ю

Заказ 524/79 Тираж 501. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Рауаская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектяая, 4