Настоящее изобретение касается аппарата для термической переработки топлив и, в частности, предлагаемый аппарат имеет целью дать практически чистый водород из дешевых сортов твердого, пылевидного или жидкого топлива. Аппарат, схематически изображенный на прилагаемом чертеже, состоит из следующих агрегатов:
1)бункера В с камерой К для подачи тоилива в реакционное пространство;
2)реактора g и паронерегревателя Р, связанного с ним отводом 0;
3)пароструйного инжектора I, увлекающего топливо, нанр. угольную пыль, из камеры К в реактор;
4)пылеотделителя Ki;
5)теплообменника W между газами из реактора и водой, нагнетаемой в пароперегреватель Р;
6)абсорбционной установки, состоящей из собственно абсорбера Т и трех сообщающихся резервуаров, из коих первый Hw предназначен для разделения продуктов реакции, постунающих из реактора g, второй Hw,-брызгоуловитель, а третий - Hw2 служит для контро-тя подачи абсорбента и раздельного удаления газов и жидкости.
Устройство для подачи топлива, например угольной пыли, в реакционное пространство имеет особенности, связанные с необходимостью вводить материал в систему с давлением. Из бункера В угольная пы.ть попадает на шнек, помещенный внутри цилиндра Sch, и транспортируется в камеру v. Тяжелые частицы угля падают вниз камеры, откуда они могут периодически удаляться через вентиль 11, а в основном уголь увлекается инжектором J. Шнек в цилиндре Sch может нриводиться во вращение какими угодно механизмами извне, однако, в данном случае описано вращение его (шнека) действием отработанной воды из абсорбционной установки Hwii.
Вода из Hwii в количестве, регулируемом вентилем 10, ироходит через сальник Е, связывающий ненодвижную водоподводящую трубу с подвижным валом шнека, и через трубку s, работающую по нринцииу Сегнерова колеса, попадает Б коробку Z, из которой она через и удаляется из системы. Таким образом, вращение шнека можно регулировать и, следовательно, нодавать уголь соответственно надобности. Кроме того, шнек с находящимся на его поверхности углем является затвором, иозволяющим иметь в камере давление выше атмосферного.
Для повышения коэфициента инжекции в камеру Е подводится пар из нароперегревателя, а количество его регулируется редукционным вентилем 6. Регулировка работы инжектора J нроизводится вентилем 5 и обратным вентилем или клананом 7. Контроль количества угля; увлеченного иаром в реактор, осуществляется i. Показанием манометров, установленных в соответствующих местах (на схеме для их установки ноказаны штуцеры h, Jii и hn). Реакторгазогенератор и нароиерегреватель одинакового устройства, одиако, нриициияальным ярляется устройство первого. Реактор представляет собой лгелезный или медный змеевик Wp, надетый на трубу Ь, вместе с которой он номещен в кожух с. Пространство вие змеевика между трубой b II кожухом с занолнено металлом или сплавом, иаиример, алюминиевым, цииковым и др. такой темнсратуры плавления, которая немного выше онтимальиой температуры реакции в змеевике, в данном случае реакщш окисления углерода до углекислоты при заданном давлении.
Как известно, реакция разлолшиия воды углеродом иротекает эндотермичио и необходимое тепло должно быть подведеио извне. В данном случае реакция осуществляется за счет теила иламеииых газов, движущихся из некоторой огневой коробки (форсунки), вдоль капала жаровой трубы Ъ, как иоказаио стрелкой к. Назначеиие металла или силава, в cpeii;y которого помещен собственно реактор (змеевик) Wp - равномерно распределять тепло вдоль капала жаровой трубы Ь, равномерно нередать теило змеевику, а самое основное - аккумулировать избыточное тепло за счет скрытой теплоты плавления, и тем самым предотвращать иелселатольпый ход реакции и быстрое прогорание стеики жаровой трубы. На;чало расплавления среды можно заметить по показапням пирометра, введепиого в реактор через патрубок а.
В дальнейшем газы из реакционного пространства, состоящие в основном из водорода, углекислоты и не встунивших в реакцию паров воды, поступают в пыльпую камеру Ei, где оставляют золу и направляются в теплообмеппик W обычного устройства па охлаждение . В теплообменнике противоточпо газам в межтрубном пространстве циркулирует вода, пагпетаемая не показанным па схеме насосом; вода подводится к вентилю 1i и из теплообменника постуиает на парообразование и перегрев в змеевик Wp пароперегревателя Р, работающего на отходящих газах жаровой трубы реакторагазогенератора g.
Перегретый нар, имеющий темнературу, близкую к оптимальной для реакции окисления угля до углекислоты, иорядка 500, выводится частично вместе с углем через инжектор, а избыток его может быть выведен через вентиль 4.
Контроль перегрева пара осуществляется соответствующими приборами (термометр, пиромет(, установленных в точках t и t, а регулировка может быть достигиута веитилями 1, 2 и др. Контроль хода реакции возможен-по иоказапиям вышеуказаипого пирометра, установлеииого в точках а . Во время реакции температура газов, выходящих из реакционного змеевика Wp, ие доллша быть выше температуры смеси, поступающей из инж.ектора.
Из теплообменника W газовая смесь поступает в абсорбер Т, представляющий собой трубу-змеевик в несколько витков; туда же иасосом иагпетается иейтральная или щелочная вода1 После абсорбции и разделения фаз, из газовой смеси остается в свободиом -состояиии практически чистый водород, который и выводится из системы через обратный вентиль 8. Абсорбеит через вентиль 3 вводится в таком количестве, чтобы в резервуаре Hwn с водомсриым стеклом г сохраиялся постоянный уровень.
Удаление воды из Hwn производится через редукционный вентиль 9 и, частично, как указывалось, через вентнль 10 для вращения шнека Sell. При нормальном течении ироцесса манометр, иоставленный в иункте liii должеи ноказывать давление, большее, чем в иуикте hm и в пуикте hill большее, чем в пункте hiv, но давление в последнем всегда должно быть выше атмосферного, а в соотношении показаний всех манометров системы должна быть онределенная, заранее вычисленная, размерность. Очевидно, что давлеине в системе не может быть выше, чем в нагнетательной лииии с водой от не ноказанного насоса к иароперегревателю, и па этой линии может быть устаповлеи предохраиительпый клапаи. При окислении сравнительно круниых
частиц угля инжектор J не нужен и надобность в вентилях 5, 6 и 7 также отпадает: пар из перегревателя идет непосредственно в камеру К, а из нее вместе с углем в реактор.
Для описанного нроцесса, как ранее отмечалось, может быть использовано как твердое, так и жидкое топливо, а также и их смесь. В последнем случае представляется выбор: смесь поступает в бункер В, и ход ее в дальнейшем такой же как для угольной пыли, либо - жидкое топливо поступает раздельно на шнек в месте поступления угольных частиц лз бункера В. Особенно унрощенный вид получает система при работе на жидких углеводородах; жидкое тоиливо может нагнетаться в любом месте от насоса до реактора в трубопровод для перегрева пара, и в этом случае камеры К, Ki и инжектор J не нужны. Во всех случаях управлепие ходом процесса разложения воды сврдится в осиовном к регулировке вентилей (кранов, клапанов), поставленных на холодных трубопроводах 1, 3, 8,9.
Выше описано иолучеппе водорода из угля или жидкого топлива разложением воды. Однако, не исключена в данной /же системе возмо5кпость осуществить процесс газификации топлива. При этом должны быть введены некоторые изменения в режим работы оиисапной установки. В реактор g, кроме смеси угля и пара, вводится и воздух, который нагнетается в камеру К, например, через вентиль 11.
Предмет изобретения.
1.Аппарат для термической переработки тонлив в присутствии водяного пара, отличающийся тем, что он выполнен в виде змеевика Wp, номещенпого в кольцевое пространство, образованное двумя трубами с II Ь, 113 коих внутренняя Ь предназначена для нропуска обогревающих газов, а свободный от змеевика объем кольцевого пространства занолнен металлом, имеющим температуру плавления, незначительно иревышающую оптимальную темнературу переработки топлива.
2.При описанном в и. 1 аниарате применение паронерегревателя Р такой же конструкции, как осповной аппарат, включенного последовательно по ходу обогревающих газов и предпазначеппого для перегрева в змеевике Wp пара, применяемого в осиовном нроцессе.
3.При аппарате но пи. 1 и 2 применение питающей камеры К для перерабатываемого топлива, снабженной вертикальным разгрузочным шпеком Sell, на валу которого монтироваио Сегнерово колесо для приведеипя шнека во вращение.
4.Применение аппарата, озпачепиого в пи. 1-3 для получепия водорода иосредством крэкпнга углеводородов Е присутствии водяного пара. к авторскому свидетельству С. М. № 51287 Константинова
, d i G
