Способ удаления остатков из газификатора и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и 1993825 Сфюз СоветскикСфцналистнческикРесттублнк К пАТентУДата опубликования описания 30.01.83 Иностранцы Фолькмар 1 митд, Бернхард Лидер, Гейнрих и Ганс Дорен) За 54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ОСТАТКОВ ИЗ ГЯЗИФИКАТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ с нижней частьювод с размещенны ганом, причем в соединена с ниж для подачи воды провод с размещ органом 1.1 3. а через труттопронем запорным оря часть шлюза астью емкости шлюз через трубо"в нем запорным м врхней 5 енным 1Изобретение относится к удалению остатков, в частности к способу удаления остатков из газификатора, а также к устройству для его проведения.. Известен способ удаления остатков из гаэификатора, включающий подачу воды в водяную ванну газификатора, ганулирование 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 .1 1.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 ок известного устройства в том, что выравнивание лозе осуществляют при поого газа, например азота,в емкость для подачи воды не только осложняет протрицательно сказываетсв лжительности, так как.давления имеет место доведения до давленияичины газовой подушки в и емкости. Кроме того, ельности процесса отризывается и то, что шлак из его смеси с водой, сле выпуска из второго Недостатзаключаетсядавления в шмощи инертнподаваемогов шлюз, чтоцесс, но и она его продовырав нива ниетолько послезаданной велверхней частна продолжитцательно скаудаляетсятоль ко. пошлюза.993825 3Цель изобретения - ускорение процесса удаления остатков из газифика.тора.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 1 ви газификатором путем подсоединенияшлюза к трубопроводу для подачи водыв водяную ванну, отвод суспендиро-:ванных в воде остатков из водянойванны в шлюз, понижение давления шлю- Эза путем подсоединения шлюза и емкости для подачи воды в шлюз,Выравнивание давления между шлюзом и газификатором проводят путемподсоединения шлюза к трубопроводудля подачи воды в водяную ванну и по;.нижение давления шлюза проводят путемподсоединения шлюза к емкости для:подачи воды в шлюз.Отвод остатков из водяной ванныв шлюз проводят при помощи инжектора.Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит водянуюванну в нижней части гаэификатора,соединенную с расположенным над нимшлюзом через трубопровод с размещенным в нем запорными органами и снабженную трубопроводом для подачи водыв нижнею часть газификатора, емкостьдля подачи воды в шлюз, расположенную над шлюзом и на расстоянии отнего, и емкость для приема твердыхостатков, соединенную с нижней частью шлюза через. трубопровод с размещенным в нем запорным органом, причем верхняя часть шлюза соединена снижней частью емкости для подачи во"ды в шлюз через, трубопровод с разме;щенным в нем запорным органом и от"личается тем, что нижняя часть шлюза снабжена трубопроводу для подачи ффводы в нижнюю часть газификатора, анижняя часть емкости для подачи водыв шлюз снабжена дополнительным трубопроводом с размещенным в нем редукционным клапаном, подсоединенным к фвтрубопроводу, соединяющему верхнюючасть шлюза с нижней частью емкости,для подачи воды в шлюз.Емкость для приема твердых остатков расположена непосредственно под ээшлюзом,В трубопроводе для подачи воды внижнюю часть гаэификатора расположен водоструйный,инжектор, соединенный с верхней частью шлюза через трубопровод с размещенным в нем запорным органом,В трубопроводе для подачи водыв водяную ванну может быть расположен водоструйный инжектор. Гранулированные в водяной ванне твердые ос-,татки вовремя наполненияшлюза вследствие их собственного веса автоматикчески погружаются в шлюзе.При очень мелкозернистой консистенции подачу остатков из водянойванны в шлюз производят при помощиинжектора. Инжектор приводят посредством протекающей к водяной ванне воды процесса. Он отсасывает при этомпо 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 вымывается1 вместе с водой шлюза в сборник. Осо=бое значение имеет то, что согласнопредлагаемому способу свежая водаиз сборника поступает в шлюз беэпроникновения снаружи газа или пара,Количество свежей воды можно устанавливать путем регулирования запорного устройства между приемником и шлюзом и контролировать путем наблюдения эа уровнем воды в приемнике. Таким образом представляется возможнымподдерживать удаление остатков изшлюза путем направленного промывочного действия, компенсировать расходводы 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 обезгаженную циркуляционную воду из системы промывки получа"емого в газификаторе газа.Приемник соединен со стороны выхода газа с замкнутым газовым циклом,находящимся под постоянным атмосферным или более низким повышеннымдавлением. Периодически удаляемыеиз шлюза гранулированные остатки посилами,шлюз эластично соединяют сокружающим камеру газификации автоклавом таким образом,что шлюз можетперемещаться в сторону. Дополнитель"но шлюз может быть пружиняще подве"щен 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. За" порные органы должны быть пригодны для работы при высоких темпзра 1 урах воды. Привод запорных органов рас" считан на максимальную разницу давлений, так что в случае помех они могут закрываться против полного дав- ления газификации. При удалении.шла- кИ 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 автоыатически 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 34, редукционный орган 15, трубопроводы 16 я 17, при" емник 18 (емкость для подачи воды 5 .-333825 6ступают в наполненный водой сборник(емкость для приема твердых остатков), рабо 1 ающий при нормальном дав"лении. Уровень воды в сборнике устанавливают по меньшей мере таким вы-, соким, чтобы газ не мог снизу про"никнуть в шлюз и образующееся в верх- стигают того, что собственный весней части шлюза пониженное давление- всех подвешенных частей при тепловомне было настолько большим, чтобы . расширении полностью компенсирует водяной столб обрывался вследствие 10образования пара, Гранулированныеостатки можно удалять -иэ приемникаизвестным образом посредством механИческих транспортеров (например,скребкового конвейера, ковшового элеватора, ленточного сита) или гидравлически,. При механической транспорти- ют шибер, предпочтительным,.однако,.ровке количество загрязненной водыподдерживают небольшим, если же применяют гидоавлическую транспортировку, то после осаждения остатков воду возвращают в сборник.В сборнике используют. различнуюседиментацию частиц, чтобы мелкиетвердые частицы из.остатков газифи Зкации, которые больше. частью состо-,яе из несгоревших в газификаторе уг=леродсодержащих частиц, можно былоотделить от быстрооседающих крупных .частиц шлака и снова подавать: в про- ЗВцесс газификации.Для проведения предлагаемого спо-.соба служит шлюзовая система, состоящая в основном из шлюза, сборникаи приемника. Шлюз имеет такие габа- -риты, -что количество циклов разгрузки на единицу времени поддерживаютнебольшим, чтобы выпадающий в газиФикаторе шлак можно было надежно удалить. Желательно проводить не более8-12 циклов разгрузки в час.Габариты сборника и приемникавыбирают таким образом, что дажепри самом низком уровне воды обеспечивается надежная работа. Подвешива-ние шлюза целесообразно осуществлятьна окружающем камеру газификации ав-.токлаве, при котором:происходящеетепловое расширение обеих камер междусобой ияи относительно окружающей .несущей конструкции не привело к разрушениям. Вследствие этого все при-соединения к компенсатору выполненыэластичными. Для защиты от неконтролированых воздействий сил .на армату-,ру и подсоединительные трубопроводы,вызванных большим собственным весомвоспринимающих давление элементов,тепловым расширением или наружными(емкость для приемника твердых остатков),Устройство работает следующим об- эразом.Выпадающие в газификаторе 1 придавлении 20-80 бар и температуре1100-1500 С остатки газификации подают в водяную ванну 2, где их гра внулируют и через постоянно открытый предохранительный запорный орган3, эластичное соединение 4, напримеркомпенсатор, открытый запорный орган5 суспендированный в воде шлак посту" 1пает в шлюз 6, находящийся под темже высоким давлением, что и гаэификатор,Водяная ванна 2 имеет зависящуюот парциального давления водяного 26пара в синтез-газе высокую температуру, например 180 С. Чтобы предотвратить высокую койцентрацию растворенных солей и мелкозернистых твердых частиц из остатков газификации, Ичерез трубопровод 7 постоянно подают регулируемое посредством клапана8 количество циркуляционной воды.Регулятор 9 постоянного уровня путем приведения дроссельного органа Зф10 поддерживает в сточном трубопроводе 11 постоянный уровень воды. Мелкозернистые остатки с плохой седиментацией при помощи всасывающего,действия инжектора 12 можно удалитьиз 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 гранулированнымиостатками(,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 черезтрубопровод 16 и окружной трубопро"вод 17 в приемник 18. Приемник 18посредством трубопровода 19 соеди.нен с замкнутым .газовым циклом, находящимся под постоянным немного повышенным давлением, например 5002000 мм вод. ст. или под атмосфернымИ давлен ием.. После того как манометр 20 показывает падение давления в шлюзе б,запорный орган 21 открывает шлюз,так что гранулированные остаткипогружаются в заполненный водойсборник 22 беэ давления. Как толькошлак выходит из шлюза, что в случаенеобходимости 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 блокируетих 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 путемсогласования разгрузки и подачи свежей воды,После подачи достаточного количества свежей воды в шлюз 6 регулятор 25 постоянного уровня запирает запорный орган 21Кроме того, закрываются редукционный орган 15 иподающий орган 24. Вследствие открытия уравнительного клапана 27 черезтрубопровод 28, который подсоединен к трубопроводу 7, происходит выравнивание давления между шлюзом и газификатором 1. Дифференциальныйманометр 29 показывает это выравнивание. давления. Вследствие открытия запорного органа 5 вновь гранулированные остатки в суспендированг ном виде из водяной ванны 2 поступают в шлюз 6.Пониженный уровень свежей воды в приемнике 18 посредством новой команды регулятора 25 постоянного уровня вследствие открытия клапана 30 в подающий т рубопровод 31 снова пополняется. В находящемся под атмосфер-. ным давлением сборнике 22 вводимые более крупные частицы шлака быстропогружаются, в то время как скорость погружения мелких углеродсодержащик частиц является значительно меньше, Поэтому через определенное время вместе с избыточной водой их можно удд 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 тем запирания запорного органа 34 в спивном трубопроводе 35, Только тогда используют известное устройство для удаления шлака, например механический скребковый конвейер, работаю в щий с такой производительностью, чтоза время до следующей разгрузки шлюза шлак удаляют из сборника.Весь процесс удаления обычно протекает автоматически. Операции вруч ную возможны,причемопасные ошибочные включения надежно предотвращаются.Шлюз 6 с эластичным соединениемподвижно подвешен на окружающем камеру 1.газификации автоклаве, которыйЗе в свою очередь, опирается посредством множества лопаток 36 в опорной конструкции. Собственный вес всех подвешенных частей компенсируется пружинами 37 и не воздействует, таким об" разом, на арматуры 3-5. формула изобретения401, Способ удаления остатков из га,зификатора, включающий подачу водыв водяную ванну газификатора, гранулирование остатков в водяной ванне,подачу воды в шлюз иэ емкости, выравнивание давления между шлюзом и газификатором, отвод суспендированныхв воде остатков из водяной ванны вшлюз, понижение давления шлюза,отличающийся тем, что,с целью ускорения процесса, выравни"вание давления между шлюзом и газификагором проводят путем подсоеди.нения шлюза к трубопроводу для подачиводы в водяную ванну и понижение давления шлюза проводят путем подсоединения шлюза к емкости для подачиводы в шлюз.2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что отвод остатков иэ водяной ванны в шлюз-проводятпри помощи инжектора,3. Устройство для удаления остатков из газификатора, включающее водяную ванну в нижней части гаэификатора, соединенную- с расположенным над ним шлюзом через трубооро"вод с размещенным в нем запорными органами и снабженную трубопроводомдля подачи воды в нижнюю часть гази"фикатора, емкость для подачи воды вшлюз, расположенную над шлюзом и.нарасстоянии от него, и емкость дляприема твердых остатков, соединеннуюс нижней частью шлюза через трубопровод с размещенным в нем запорным органом, причем верхняя часть шлюзасоединена с нижней частью емкостидля подачи воды в шлюз через трубопровод с размещенным в нем запорныморганом, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью ускорения процесса, нижняя часть шлюза снабжена тру"бопроводом с размещенным в нем запорным органом, подсоединенным к трубопроводу для подачи воды в нижнюючасть газификатора, а нижняя часть емкости для подачи воды в шлюз снабженадополнительным трубопроводом с размещенным в нем редукционным клапаном,подсоединенным к трубопроводу, соеди"няющему верхнюю часть шлюза с нижнейчастью емкости для подачи воды вшлюз.4. Устройство по и, 3, о т л и "ч а ю щ е е с я тем,что емкость дляприема твердых остатков расположенанепосредственно 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 в нижнюю частьгазификатора расположен водоструйныйинжектор, соединенный с верхней частью шлюза через трубопровод с размещенным в нем запорным органом. Источники информации;принятые во внимание при экспертизе1. Патент США И 3235313кл. 302-14, 1966.993825 Составитель Р.ГоряиноваТехред Ж.Кастелевич Коррректор В,Бутяга Редактор А.фрФ Ю Е Ю Ю Ю В Ю ВЬ ВВ ФЗаказ 524/79 ПодписСССР омитеоткрыская и б., д, 4/5 Тираж 501. ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж; Р В