УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕЗ-ГАЗА Российский патент 2013 года по МПК C10J3/48 

Изобретение относится к установке для производства синтез-газа с реактором, а также гидродинамически соединенным с ним газоохладителем/очистителем.

Подобные установки известны в самых разных конструктивных формах и компоновках.

Возможность производства синтез-газа заключается в газификации углеродосодержащих видов топлива кислородосодержащим газом. При этом возникает содержащий оксид углерода газ, который также может содержать водород, если к исходному газу примешивают водяной пар. В целях производства синтез-газа углеродосодержащее топливо тонко измельчают и преобразовывают при газификации во взвешенном слое или в псевдожиженном слое при высокой температуре. Произведенный таким образом синтез-газ загрязнен мельчайшими частицами и кислыми газами, что обусловлено производственным процессом, так что, как правило, затем следует процесс промывки газа. Этот процесс осуществляется в газопромывателе, где полученный газ очищается с помощью химической или физической промывной жидкости.

Соединение между реактором и газопромывателем зачастую осуществляется посредством трубопроводов, которые вследствие пространственного удаления от реактора до газопромывателя являются длинными и имеют множество изгибов, и у которых конструктивно необходимо принимать во внимание дополнительные тепловые расширения. Наконец, длинное трубное соединение также приводит к повышенному расходу материала при строительстве установки. По этой причине, при монтаже трубных соединений желательным является укороченная конструкция.

Задача изобретения состоит в создании решения, с помощью которого становится возможным как можно более компактное соединение между реактором, с одной стороны, и газоохладителем или же очистителем, с другой стороны, с компенсацией возникающих вследствие различных температур тепловых расширений.

С помощью установки вышеназванного типа эта задача решена посредством того, что соединение между реактором и газоохладителем/очистителем образовано горизонтальной соединительной деталью с выполненным в виде элемента Вентури дроссельным элементом.

Такое горизонтальное «короткое соединение» имеет ряд преимуществ. Так, газовый поток может выводиться из реактора сбоку и направляться в горизонтальном направлении в устройство для абсорбционной очистки газов.

Усовершенствование изобретения предусматривает, что расположенный внутри дроссельный элемент выполнен с возможностью регулировки.

Кроме того, особый вариант изобретения состоит в том, что реактор установлен стационарно, при этом соединительная часть расположена на реакторе в области, образующей опорную точку обечайки кожуха, и при этом газоохладитель/очиститель снабжен обеспечивающими горизонтальное перемещение опорами.

Кроме того, горизонтальное соединение имеет преимущество, заключающееся в том, что оно меньше приводит к пригораниям, отложениям и эрозии. При этом может быть предусмотрено, что соединительная деталь оснащена одним или несколькими горизонтально расположенными элементами, которые могут изменять поперечное сечение для потока посредством находящегося снаружи регулирующего устройства, для возможности лучшего приспособления различных газовых потоков за счет зависящего от регулировки потока качества осаждения тонкой пыли. При этом элементы могут быть выполнены также в виде исполнительного или дроссельного элемента.

В следующем варианте предусмотрено, что соединительная часть расположена в верхней области газоохладителя/очистителя, при этом газ со стороны кожуха и/или по центру направляется вниз по корзине промывателя или же сквозь корзину промывателя для протекания через промыватель против направления действия силы тяжести.

Изобретение также предусматривает способ производства синтез-газа, при этом газ из реактора подают на абсорбционную очистку газа, отличающийся тем, что газ из направления действия силы тяжести отклоняют наверх и через выполненную, при известных условиях, в виде скруббера Вентури горизонтальную трубу подают на газоохладитель/очиститель в его верхней области, там по центру или со стороны кожуха направляют вдоль корзины промывателя или сквозь корзину промывателя в отстойник газопромывателя, против направления действия силы тяжести направляют через корзину промывателя, а оттуда в виде очищенного синтез-газа транспортируют далее.

Другие признаки, подробности и преимущества изобретения следуют из нижеследующего описания, а также чертежей. На чертежах показаны:

Фиг.1 и 2 - два схематичных изображения реактора для газификации угля с соединенным с ним промывателем.

На фиг.1 показан реактор для газификации угля, который с помощью соединительной детали согласно изобретению соединен с газопромывателем. В реакторе 1 для газификации угля осуществляется реакция газификации угля с добавлением углеродосодержащих типов топлива 2 и кислородосодержащего газа 3. Синтез-газ покидает реакционную зону 1а и за счет добавления посторонней среды охлаждается в зоне 4 охлаждения. При этом получают охлажденный синтез-газ 4а. Большая часть полученного твердого вещества выводится в реакторе по направлению вниз 4b.

Синтез-газ отклоняется и направляется в соединительную деталь 5, которая содержит дроссельный элемент 6. Этот дроссельный элемент имеет такую форму, что он производит на протекающий газ эффект Вентури. Газ покидает скруббер Вентури и подается на газопромыватель. После выхода из соединительной трубы он отклоняется 6а. При этом он попадает в кольцевое пространство 7а между стенкой 7 газопромывателя и корзиной 8 газопромывателя или внутренней трубой. На дне газопромывателя газ отклоняется и течет в корзине 8 газопромывателя наверх. При этом он выходит из корзины газопромывателя через выпускной патрубок 9. Получают очищенный синтез-газ 10. С целью поглощения тепловых расширений соединительной детали газопромыватель установлен на катковых опорах 7b, 7с. Для компенсации тепловых расширений также могут быть предусмотрены другие устройства, такие как опорные плиты, по которым происходит скольжение, или подобное.

На фиг.2 показан реактор для газификации угля, который с помощью соединительной детали соединен с газопромывателем. В реакторе 1 для газификации угля осуществляется реакция газификации угля при добавлении углеродосодержащих типов топлива 2 и кислородосодержащего газа 3. Синтез-газ покидает реакционную зону 1а и за счет добавления посторонней среды охлаждается в зоне 4 охлаждения. При этом получают охлажденный синтез-газ 4а. Большая часть полученного твердого вещества выводится в реакторе по направлению вниз 4b.

Синтез-газ отклоняется и направляется в соединительную деталь 5, которая содержит дроссельные элементы 6. Эти дроссельные элементы имеют такую форму, что они производят на протекающий газ эффект Вентури. Газ покидает скруббер Вентури и поступает в газопромыватель 7. При этом он отклоняется в промывателе через находящуюся внутри трубу вниз до дна газопромывателя 8b. На отстойнике промывателя он отклоняется и течет через боковые корзины 7а промывателя наверх против текущей навстречу жидкости.

Из боковых корзин 8 промывателя газ выходит наверх, вытекает из них и покидает промыватель из находящегося на крышке промывателя выпускного штуцера 9. Получают очищенный синтез-газ 10. Также и здесь газопромыватель установлен на катковых опорах 7b, 7с для поглощения тепловых расширений соединительной части.

Разумеется, изобретение не ограничено изображенными примерами осуществления. Здесь, прежде всего в горизонтальной соединительной трубе, могут быть предусмотрены также и отличные от изображенных встроенные элементы, поглощающие тепловое расширение и делающие возможным перемещение опоры, могут иметь другую конструкцию, при этом здесь также не изображен предусмотренный, при известных обстоятельствах, общий монтажный остов реактора и промывателя.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Реактор для газификации угля

2 Мелкопомолотое углеродосодержащее топливо

3 Углеродосодержащий реакционный газ

4 Зона охлаждения или закалки

4а Неочищенный синтез-газ

4b Полученные твердые вещества из реакции газификации

5 Трубообразная соединительная деталь

6 Дроссельный элемент

6а Отклоненный поток синтез-газа на входе газопромывателя

6b Соединительный рычаг для управления

6с Соединительный рычаг в виде элемента управления

7 Газопромыватель

7а Кольцевое пространство

7b Катковая опора для газопромывателя

7с Направляющий элемент

8 Корзина промывателя

8а Расположенная внутри труба

8b Дно газопромывателя

9 Выход газа

10 Очищенный синтез-газ.

Установка для производства синтез-газа включает реактор, а также гидродинамически соединенный с ним газоохладитель/очиститель. Соединение между реактором и газоохладителем/очистителем образовано горизонтальной соединительной деталью с выполненным в виде элемента Вентури дроссельным элементом. Техническим результатом изобретения является создание установки, с помощью которой становится возможным как можно более компактное соединение между реактором, с одной стороны, и газоохладителем или же очистителем, с другой стороны, с компенсацией возникающих вследствие различных температур тепловых расширений. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для производства синтез-газа с реактором, а также гидродинамически соединенным с ним газоохладителем/очистителем, отличающаяся тем, что соединение между реактором (1) и газоохладителем/очистителем (7) образовано горизонтальной соединительной деталью (5) с выполненным в виде элемента Вентури дроссельным элементом (6).

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что расположенный внутри дроссельный элемент (6) выполнен с возможностью регулировки.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что реактор (1) установлен стационарно, при этом соединительная часть (5) расположена на реакторе (1) в области, образующей опорную точку обечайки кожуха, и при этом газоохладитель/очиститель (7) снабжен обеспечивающими горизонтальное перемещение опорами (7b).

4. Установка по пп.1, 2 или 3, отличающаяся тем, что соединительная часть (1) расположена в верхней области газоохладителя/очистителя (7), при этом газ со стороны кожуха и/или по центру направляется вниз по корзине (8) промывателя или же сквозь корзину (8) промывателя для протекания через промыватель против направления действия силы тяжести.

5. Способ производства синтез-газа, при этом газ из реактора подают на абсорбционную очистку газа, отличающийся тем, что газ из направления действия силы тяжести отклоняют наверх и через выполненную, при известных условиях, в виде скруббера Вентури горизонтальную трубу подают па газоохладитель/очиститель в его верхней области, там по центру или со стороны кожуха направляют вдоль корзины промывателя или сквозь корзину промывателя в отстойник газопромывателя, против направления действия силы тяжести направляют через корзину промывателя, а оттуда в виде очищенного синтез-газа транспортируют далее.