Способ удаления остатков из газификатора и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК C10J3/52 

39 Цель изобретения - ускорение процесса удаления остатков из газификатора . Указанная цель достигается тем, что согласно способу удаления остатков из газификатора, включающему под му воды в водяную ванну газификатора гранулирование остатков в водяной ва не, подачу воды в шлюз из емкости, выравнивание давления между шлюзом 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 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 путе гюдсоединения 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 газификатора, соединенную с расположенным над ним шлюзом через трубопровод с размещенным в нем запорными органами и снабженную трубопроводом для подачи воды в нижнею часть гази.фикатора, емкость для подачи воды в -шлюз, расположенную над шлюзом и на расстоянии от негр, и емкость для приема твердых остатков, соединенную с нижней частью шлюза через трубопровод с разме щенным в нем запорным органом, причем верхняя часть шлюза соединена с нижней частью емкости для подачи воды в шлюз через, трубопровод с размег .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 трубо проводом 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 шлюзом. В трубопроводе для подачи воды в нижнюю часть газификатора располо5жен 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 ВОДЯН9Й ванне твердые ocf, татки вовремя наполнения шлюза 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 из 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 за 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 вместе с водой шлюза в сброни. Особое значение имеет то, что согласно предлагаемому способу свежая вода из сборника поступает в-шлюз без проникновения снаружи газа или пара. Количество свежей воды можно устанавливать путем регулирования запорного устройства между приемником и шлюзом и контролировать путем наблюдения за уровнем воды в приемнике. Таким образом представляется возможным поддерживать удаление остатков из шлюза путем направленного промывочного действия, компенсировать расход воды в приемнике и регулироватьтемпературу воды в шлюзе. В качестве свежей воды в приемнике можно использовать как свежую водопроводную воду, так и охлажденную, очищенную и обезгаженную 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 поступают в наполненный водой сборник (емкЪсть для приема твердых остатков) , р)6о1ающий при нормальном дав лении. Уровень воды в сборнике устанавливают по меньшей мере таким вы соким, чтобы газ не мог снизу проникнуть в ишюз и образующееся в верх ней части шлюза пониженное давление не -было настолько большим, чтобы водяной столб обрывался вследствие образования пара. Гранулированные .остатки можно удалять из приемника известным образом посредством механических транспортеров (например скребкового конвейера, ковшового эле ватора, ленточного сита) или гидравлически.. При механической транспорти ровке количество загрязненной воды поддерживают небольшим, если же применяют гидоавлическую транспортировку, то после осаждения остатков воду возвращают в сборник. В сборнике используют различную седиментацию частиц, ч-юбы мелкие твердые частицы из остатков газификации, которые больше частью состояя из несгоревших в газификаторе углеродсодержащих частиц, можно ло отделить от быстрооседающих крупных частиц шлака и снова подавать- в процесс газификации. Для- проведения предлагаемого способа служит шлюзовая система, состоя щая в основном из шлюза, сборника и приемника. Шлюз имеет такие габариты, что количество циклов разгрузки на единицу времени поддерживают набольшим, чтобы выпадающий в газификаторе шлак можно надежно уда лить. Желательно проводить не более 8-12 циклов разгрузки в час. Габариты сборника и приемника выбирают таким образом, что даже при самом низком уровне 1воды обеспечива.ется надежная, работа. Подвешивание шлюза целесообразно осуществлять на окружающем камеру газификации авт токлаве, при котором происходящее тепловое расширение обеих камер межд собой или относительно окружающей несущей конструкции не привело к раз рушениям. Вследствие этого все присоединения к компенсатору выполнены эластичными. Для защиты от неконтролироааных воздействий сил на арматуру и подсоединительные трубопроводы вызвани1|х большим собственным весом воспринимающих давление элементов, тепловым расширением или наружными силами, шлюз зластичнс соединяют с окружающим камеру газификации автоклавом таким образом, что шлюз может перемещаться в сторону. Дополнительно шлюз может быть пружиняще подвел щен на автоклаве. Таким Образом достигают того, что собственный вес всех подвешенных частей при тепловом расширении полностью компенсируется 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 используют шибер, предпочтительным,-Однако, является сферический кран с большим свободным поперечным сечением Сфе- . рические краны могут быть выполнены с гладкими стенками, без углов, кромок и мертвых пространств. Суспендированный в воде гранулят шлака может беспрепятственно проходить через них. Шары и посадочные поверхности, которые в особой степени подверг -. ются абразивному действию шлака, снабжены износбстойкой броней. ЗапорНые органы должны быть пригодны для работы при высоких темпзралурах воды. Привод запорных органов рассчитан на максимальную разницу давлений, так что в случае помех они могут закрываться против полного давления газификации. При удалении шлак через шлюз перек/жчение происходит при выравнивании давления. С целью безопасности непосредственно перед газификатором предусмотрен дополнительный запорный орган, который при нормальном режиме удаления постоянно открыт. Он снабжсЕН отдельной надежной приводной системой и в случае помех автоматически запирает камеру газификации. На чертеже изоражено устройство для осуществления предлагаемого способа. Устройство включает расположенную а нижней части газификатора 1 водяную ванну 2, предохранительный запорный орган 3, эластичное соединение li, запорный орган 5, шлюз 6, трубопровод- 7, клапан В, регулят(Н 9, дроссельный орган 10, трубопровод 11, инжектор 12i уровнемер 13 запорный орган ik, редукционный сфган 15, трубопроводы 1б и 17,приемник 18 (емкость для подачи вода в шлюз), трубопровод 19 манометр 20, запорный орган 21, сборник 22 (емкость для приемника твердых остатков) . Устройство работает следующим образом. Выпадающие в газ.ификаторе 1 при давлении 20-80 бар и температуре 1100-1500С остатки газификации подают в водяную ванну 2, где их гранулируют и через постоянно открытый предохранительный запорный орган 3, эластичное соединение k, например компенсатор, открытый запорный орган 5 суспендированный в воде шлак поступает в шлюз 6, находящийся под тем же высоким давлением, что и газификатор. Водяная ванна 2 имеет зависящую от парциального давления водяного пара в синтез-газе высокую температуру , например 180°С. Чтобы предотвратить высокую концентрацию растворенных солей и мелкозернистых тве ДЫХ частиц из остатков газификации, через трубопровод 7 постоянно подают регулируемое посредством клапана 8 количество циркуляционной воды. Регулятор 9 постоянного уровня путем приведения дроссельного органа 10 поддерживает в сточном трубопроводе 11 постоянный уровень воды. Ме козернистые остатки с плохой седиментацией при помощи всасывающего . действия инжектора 12 можно удалить из водяной ванны 2 в шлюз 6. Отведе ную при этом из шлюза 6 воду возвра щают вместе с водой процесса в качестве приводной среды инжектора в водяную ванну 2. Как только шлюз 6 в желаемой сте пени заполняется гранулированными остатками(или после срабатывания уро немера 13) i 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 соединен с замкнутым газовым циклом, находящимся под постоянным немного повышенным давлением, например 5002000 мм вод. ст. или под атмосферны давлением. После того как манометр 20 показывает падение давления в шлюзе 6, 9 58 запорный орган 21 открывает шлюз, так что гранулированные остатки погружаются в заполненный водой сборник 22 без давления. Как только шлак выходит из шлюза, что в случае необходимости показывается на втором уровнемере 23, вследствие кратковременного открытия крупногабаритного подающего органа 2 через трубопровод 1б из приемника 18 в шлюз 6 подается большое количество свежей воды. Оставшиеся при этом остатки вместе с разогретой шлаком водой шлюзя. вымываются в сборник 22. При мелкозернистых остатках с плохой седиментациеи возможно открывать подающий орган 2k 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 2. 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 Э1о выравнивание давления. Вследствие открытия запорного органа 5 вновь гранулированные остатки в суспендированс ном виде из водяной ванны 2 поступают в шлюз 6. Пониженный уровень свежей воды в приемнике 18 посредством новой команды регулятора 25 постоянного уров9. ня вследствие открытия клапана 30 в подающий трубопровод 31 снова попоя няется. В находящемся под атмосферным давлением сборнике 22 вводимые более крупные частицы шлака быстро погружаются, в то время как скорост погружения мелких углеродсодержащих частиц является значительно меньше. Поэтому через определенное время вме сте с избыточной водой их можно удалить из сборника 22 при помощи насоса 32 и через водоподготовку рециркулировать в процессгазификации. Уровень воды регулируют посредством регулятора 33 постоянного уровня путем запирания запорного органа 3 а сливном трубопроводе 35. Только тогда используют изве-стное устройство для удаления шлака, например механический скребковый конвейер, работающий с такой производительностью, что за время до следующей разгрузки шлюза шлак удаляют из сборника. Весь процесс удаления обычно протекает автоматически. Операции вручную возможны, причем опасные ошибочные включения надежно предотвращаются. Шлюз 6 с эластичным соединением l подвижно подвешен на окружающем ка меру 1 газификации автоклаве, которы в свою очередь, опирается посредством множества лопаток 36 в опорной конструкции. Собственный вес всех под вешенных частей компенсируется пружи нами 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 из емкости, вырав ниваниэ давления меА(ду 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 газификатором проводят путем подсоеди.нения шлюза к трубопроводу для подач воды в водяную ванну и понижение 5 давления шлюза проводят путем подсоединения шлюза к емкости для подачи воды в шлюз. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что отвод остатков из водяной ванны в шлюз- проводят при помощи инжектора. 3.Устройство для удаления остатков из газификатора, включающее водяную ванну в нижней части газификатора, 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, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса, нижняя часть шлюза снабжена трубопроводом с размещенным в нем запорным органом, подсоединенным к трубопроводу для по/;ачи 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 подами воды в шлюз. . Устройство по п. 3 отличающееся тем,что емкость для приема твердых остатков расположена непосредственно под шлюзом. 5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что в трубопроводе для подачи воды в 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 № 3235313, кл, 302-1, 1966.