УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОТОК В СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТРУБЕ РЕАКТОР ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ/ГАЗООХЛАДИТЕЛЬ Российский патент 2014 года по МПК C10J3/22 

Изобретение относится к устройству для воздействия на поток в горизонтальной соединительной трубе между реактором газификации угля и газоохладителем/очистителем.

Возможность производства синтез-газа заключается в газификации тонкоизмельченного углеродсодержащего топлива с кислородсодержащим газом. При этом получают газообразный продукт, который состоит из по существу монооксида углерода. При подмешивании водяного пара к исходному газу получают газообразный продукт, который в качестве примеси также содержит водород. Полученный таким образом синтез-газ пригоден, например, для производства аммиака или метанола, а также для выработки водорода.

При производстве синтез-газа с помощью процесса газификации угля используют реактор газификации угля, который вырабатывает синтез-газ, содержащий твердые частицы и кислые газы. Для последующего использования он должен быть очищен тем, что он направляется в устройство для промывки газа. Для того чтобы иметь возможность управлять потоком газа из реактора в устройство для промывки газа, зачастую необходимо прерывать или регулировать поток газа. Однако управление с помощью обычных клапанов или задвижек зачастую является требовательным к техническому обслуживанию или чувствительным к помехам, так как синтез-газ является горячим и может содержать вызывающие коррозию компоненты. Поэтому обычные клапаны или задвижки должны через некоторое время заменяться, что приводит к повышенным эксплуатационным затратам и повышенным затратам на обслуживание.

Здесь вступает в действие изобретение, цель которого состоит в том, чтобы иметь возможность, при необходимости, уменьшать или перекрывать поток горячего синтез-газа, не подвергаясь высоким нагрузкам за счет коррозии и высоких температур, при исключении использования дорогостоящих клапанов или регулирующих устройств.

Эта задача решена с помощью устройства указанного в начале типа посредством устройством Вентури в траектории потока газа в трубе, а также установленного на проходящей по центру толкающей штанге регулирующего поток конуса, при этом для перемещения толкающей штанги предусмотрена ведущая наружу система рычагов, при этом перемещающая толкающую штангу система рычагов образована ведущим в заглушенный патрубок плечом рычага и ведущим из заглушенного патрубка через сальник плечом рычага.

За счет изобретения предоставлена с помощью простых средств оптимальная возможность регулирования внутри горизонтальной соединительной трубы между реактором газификации угля с одной стороны и устройством для промывки газа с другой стороны.

В этом месте следует упомянуть, что, например, из DE 2150015 А известен высокопроизводительный мокрый пылеуловитель, который образован трубой, в которой для образования эффекта Вентури установлен регулирующий поток конус, при этом он может незначительно перемещаться в продольном направлении для того, чтобы иметь возможность устанавливать скорость потока и пропускную способность в трубе. Управляемое снаружи устройство для перемещения в продольном направлении в данном случае не предусмотрено, как и особые меры для стабилизации температуры.

Из литературы известен ряд решений, в которых в траекториях потока предусмотрены встроенные элементы, которые служат для регулирования потока, прежде всего также для перекрывания траектории потока, при этом предусмотрены вентуриподобные элементы, которые, кроме нескольких исключений, встроены не в горизонтальном направлении, как показано в US 3839185, а в вертикальном направлении. Как пример следует упомянуть DE 19952754 A1, DE 1876032 U, AT 267479 В, US 3517485, US 3638925, US 3690044 или US 4167401.

Варианты осуществления изобретения вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения. При этом может быть предусмотрено, что толкающая штанга оснащена исполнительным механизмом, при этом выведенное наружу воздействующее на внутреннюю толкающую штангу плечо рычага целесообразным образом действует совместно с подобным исполнительным механизмом.

В еще одном варианте осуществления согласно изобретению предусмотрено, что исполнительный механизм выполнен для механической, и/или электрической, и/или гидравлической перестановки толкающей штанги.

Может быть целесообразным, как это также предусматривает изобретение в других вариантах осуществления, что на трубе предусмотрены по меньшей мере два заглушенных патрубка, прежде всего три заглушенных патрубка, с воздействующими на толкающую штангу плечами рычагов, и за счет трехплечего выполнения обеспечиваются особо высокая стабильность и эксплуатационная надежность.

Еще один целесообразный вариант осуществления изобретения заключается в том, что в траектории потока газа в трубе перед устройством Вентури предусмотрены впрыскиватели воды.

В зависимости от конструкции иногда может быть предпочтительным выполнить часть этих впрыскивателей воды одновременно в виде опорных элементов для толкающей штанги.

Для того чтобы противостоять возникающим нагрузкам, изобретение в еще одном варианте осуществления предусматривает, что по меньшей мере находящиеся в контакте с протекающим газом элементы и поверхности состоят из коррозионно-стойкого материала или снабжены коррозионно-стойким покрытием.

Этот вариант осуществления является предпочтительным, так как произведенный синтез-газ может иметь температуру от 200° до 1700°С, при этом давление синтез-газа может составлять от 0,1 до 30 МПа, при этом эти цифровые данные служат лишь как пример, без ограничения ими изобретения.

Другие детали, признаки и преимущества изобретения следуют из нижеследующего описания, а также приведенных чертежей, где:

фиг.1 - упрощенное изображение соединительной трубы согласно изобретению с показанным в сечении устройством с регулирующим поток конусом в закрытом положении,

фиг.2 - в таком же изображении регулирующий поток конус в открытом положении,

фиг.3 - поперечное сечение оснащенной устройством согласно изобретению трубы с тремя исполнительными механизмами,

фиг.4 - в изображении согласно фигуре 2 устройство согласно изобретению с впрыскиванием воды.

На фиг. 1 показана соединительная труба 1, через которую направляется выходящий из реактора газификации угля газовый поток 2. Газовый поток при прохождении через трубу должен проходить через сужение 3. Это сужение закрыто посредством толкающей штанги 4 с утолщением 4а. Направляющая штанга через систему рычагов 4b с двумя узлами 5а, 5b через сальник 6 ведет наружу и приводится в движение исполнительным двигателем 7. Соединительная штанга 4b проходит через заглушенный патрубок 8, который закрывается с помощью запорной крышки 8а. Газовый поток 9 выходит на конце соединительной трубы, где подключается устройство для промывки газа.

На фиг. 2 показана соединительная труба, через которую направляется выходящий из реактора газификации угля газовый поток 2. Газовый поток 2 при прохождении через трубу должен проходить через сужение 3. Через трубу проходит толкающая штанга 4 с утолщением 4а, которое в данном случае отведено назад. За счет этого труба проходима для газового потока.

На фиг. 3 показана соединительная труба 1 в виде спереди. В поперечном сечении труба сжата посредством сужения 3, с помощью которого повышается скорость газового потока. Через сужение проходит утолщение 4а, которое здесь является проницаемым для части газового потока 4с. Утолщение закреплено на толкающей штанге 4, которая через систему рычагов 4b связана с исполнительным двигателем 7. Соединительная штанга через сальник 6 введена в заглушенный патрубок 8. Здесь также видна запорная крышка 8а.

На фиг. 4 показана соединительная труба согласно изобретению с устройствами впрыскивания воды. Одно из них, 10а, направлено в газовом потоке назад, а другое, 10b, направлено вперед. Также здесь видно устройство 11 для удаления газа из сальника. В данном случае устройство находится в открытом положении.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Соединительная труба

2 Входящий газовый поток

3 Сужение

4 Толкающая штанга

4а Утолщение

4b Система рычагов

4с Часть газового потока

5а Узел

5b Узел

6 Сальник

7 Исполнительный двигатель

8 Заглушенный патрубок

9 Выходящий газовый поток

10a Устройство впрыскивания воды, направленное назад

10b Устройство впрыскивания воды, направленное вперед

11 Устройство для удаления газа из сальника

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении синтез-газа путем газификации угля. Устройство содержит горизонтальную соединительную трубу (1) между реактором газификации угля и газоохладителем/очистителем. В трубе (1) используется устройство Вентури, регулирующее поток конусом (4а), установленным на расположенной по центру толкающей штанге (4). Для перемещения толкающей штанги (4) предусмотрена ведущая наружу система рычагов (4b), которая образована ведущим через заглушенный патрубок плечом рычага и ведущим из заглушенного патрубка (8) через сальник (6) плечом рычага. Изобретение позволяет уменьшить или перекрыть поток горячего синтез-газа, снизить высокие нагрузки. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для воздействия на поток в горизонтальной соединительной трубе (1) между реактором газификации угля и газоохладителем/очистителем, отличающееся:
- устройством Вентури в траектории потока газа в трубе (1), а также установленным на расположенной по центру толкающей штанге (4) регулирующим поток конусом (4а), при этом для перемещения толкающей штанги (4) предусмотрена ведущая наружу система рычагов (4b), при этом
- приводящая в движение толкающую штангу (4) система рычагов (4b) образована ведущим в заглушенный патрубок плечом рычага и ведущим из заглушенного патрубка (8) через сальник (6) плечом рычага.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что толкающая штанга (4) оснащена исполнительным механизмом (7).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что исполнительный механизм (7) выполнен для механической, и/или электрической, и/или гидравлической перестановки толкающей штанги.

4. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что на трубе (1) предусмотрены по меньшей мере два заглушенных патрубка (8), прежде всего три заглушенных патрубка (8), с воздействующими на толкающую штангу плечами рычагов (фиг.3).

5. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что в траектории потока газа потока в трубе (1) перед устройством Вентури (3) предусмотрены впрыскиватели (10а, 10b) воды.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что по меньшей мере часть впрыскивателей (10а, 10b) воды выполнена в виде опорных элементов для толкающей штанги (4).

7. Устройство по одному из пп.1-3 или 6, отличающееся тем, что по меньшей мере находящиеся в контакте с протекающим газом элементы состоят из коррозионно-стойкого материала или снабжены коррозионно-стойким покрытием.

8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что по меньшей мере находящиеся в контакте с протекающим газом элементы состоят из коррозионно-стойкого материала или снабжены коррозионно-стойким покрытием.

9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что по меньшей мере находящиеся в контакте с протекающим газом элементы состоят из коррозионно-стойкого материала или снабжены коррозионно-стойким покрытием.