Струйный реактор для высокоскоростного пиролиза пылевидного твердого топлива

 

Изобретение относится к струйному реактору для высокоскоростного пиролиза твердого топлива. Цель изобретения - повышение выхода из угля жидких продуктов и повышение надежности реактора. Реактор состоит из трех частей 1 - 3 корпуса, которые соединены между собой коллектором 6. Между торцами указанных частей образуются круговые щелевые периферийные сопла 7, 8, через которые выходит под давлением нагретый газ-носитель. В верхней части корпуса имеются средства для ввода мелкозернистых угля и теплоносителя, в нижней - патрубок 20 для отвода продуктов пиролиза. В корпусе расположен цилиндрический коллектор-стояк с центральными щелевыми соплами 18, 19, через которые также подается газ-носитель. Оси периферийных сопл 7, 8 и центральных сопл 18, 19 расположены под углом друг к другу. При подаче топлива и теплоносителя, они за счет газа-носителя двигаются от сопла 18 к соплу 7, затем - к соплу 19, затем - к соплу 8, после чего - к патрубку 20. Благодаря переменной скорости движения частиц достигается высокая интенсивность теплообмена, а следовательно, повышенный выход из угля жидких продуктов, отдув потока частиц от стенок реактора уменьшает износ стенок и повышает долговечность, надежность. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ж ((() (5()5 С 10 В 49/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-2

21 (21) 4674315/26 (22) 06.04.89 (46) 30.07.91, Бюл. ¹ 28 (71) Государственный энергетический институт им. Г.M.Kðæèæàíoâñêoão (72) Е,Д,Хмелевская, Н.В.Говоркова и

Д.М.Аптер (53) 662.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1475914, кл. С 10 В 49/16, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1570284, кл, С 10 В 49/16, 1987. (54) СТРУЙНЫЙ РЕАКТОР ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ПИРОЛИЗА ПЫЛЕВИДНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к струйному реактору для высокоскоростного пиролиза твердого топлива. Цель изобретения — повышение выхода из угля жидких продуктов и повышение надежности реактора. Реактор. состоит из трех частей 1-3 корпуса, которые соединены между собой коллектором 6.

Между торцами указанных частей образуются круговые щелевые периферийные сопла 7, 8, через которые выходит под давлением нагретый газ-носитель, В верхней части корпуса имеются средства для ввода мелкозернистых угля и теплоносителя, в нижней — патрубок 20 для отвода продуктов пиролиза. В корпусе расположен цилиндрический коллектор-стояк с центральными щелевыми соплами 18, 19, через которые также подается газ-носитель, Оси периферийных сопел 7. 8 и центральных сопл 18, 19 расположены под углом друг к другу. }!ри подаче топлива и теплоносителя он . за счет газаносителя двигаются от сопла 18 к соплу 7, затем — к соплу 19, затем — к соплу 8, после чего — к патрубку 20, Благодаря переменной скорости движения частиц достигается высокая интенсивность теплообмена, а следовательно, повышенный выход из угля жидких продуктов, отдув потока частиц от стенок реактора уменьшает износ стенок и повы шает долговечность, надежность. 4 ил.

1666513

ЗО

40

Изобретение относится K области комплексного энергот ехнологического использования твердого топлива, в частности, к устройствам для его высокоскоростного пиролиза с целью получения пылевидного полукокса, газа и жидких продуктов, Цель изобретения — повышение выхода жидких продуктов и повышение надежности реактора.

На фиг,1 показан реактор, в котором все щелевые струи расположены под углом к горизонтальнь|м плоскостям; на фиг.2 — реактор с горизонтальным периферийным соплом; на фиг,3- .реактор с горизонтальными центральными соплами; на фиг.4 — реактор с минимальным количеством сопел, Реактор для высокоскоростного пиролиза пылевидного твердого топлива содержит корпус, состоящий из верхней 1, средней 2 и нижней 3 частей, В верхней части 1 корпуса расположена труба 4, по которой осуществляют подвод предварительно высушенного подогретого пылевидного твердого топлива, а через кольцевое пространство 5 между корпусом и трубой— подвод пыл евидного твердого теплоносителя, нагретого до заданной температуры. Части корпуса соединены между собой кольцевым коллектором 6 с образованием по всей окружности корпуса периферийных плоских щелевых сопел 7 и 8, ширина зазоров между частями корпуса регулируется гайками 9 шпилек 10, жестко прикрепленных к коллектору 6 и свободно проходящих через отверстия во фланцах частей 1 и 3 корпуса. К кольцевому коллектору 6 через патрубки 11 подведен под необходимым давлением газовый теплоноситель, причем к разным патрубкам может быть подведен . газ с разными температурами и давлением, а также разного химического состава, Количество щелевых сопел на корпусе может быть и более двух, В этом случае корпус состоит иэ более трех частей, а кольцевой коллектор содержит более двух патрубков подвода газового теплоносителя к щелевым соплам корпуса.

В центре корпуса расположен цилиндрический коллектор — стояк, состоящий из конической части 12, прикрепленной к корriycy тягами 13 (некоторые из которых являются ходами газового теплоносителя), средней части 14 и нижней части 15, причем в центре конической части 12 жестко прикреплена вертикально расположенная шпилька 16, на резьбовой части которой установлены гайки 17, жестко прикрепленные к средней 14 и нижней 15 частям стояка, Вращение частей 14 и 15 относительно конической части 12 регулируется величина отверстий центральных щелевых сопел 18 и

19, через которые по кольцевому периметру стояка вырываются струи газового теплоносителя, направленные к периферийным соплам 7 и 8 корпуса. Для возможности поворота частей 14 и 15 стояка на внешней цилиндрической поверхности выполнены выступы, а в корпусе выполнены закрытые крышками окна, через которые производят нужную регулировку размеров щелевых сопел 18 и 19 (выступы и окна условно не показаны). В нижней части 3 корпуса предусмотрен патрубок 20 для отвода продуктов пиролиза. Коллектор 6 жестко прикреплен к средней части корпуса элементом 21.

Периферийные щелевые сопла 7 и 8 корпуса, как и центральные щелевые сопла 18 и 19 стояка, расположены в горизонтальных плоскостях по всему периметру корпуса и стояка, а их оси могут быть наклонены к горизонтальной плоскости или быть горизонтальными. Например, на фиг,2 показан реактор, в котором оси сопел 18 и 19 стояка наклонены к горизонтали, а одно из сопел 7 корпуса — горизонтально. На фиг.З показан реактор, в котором оси сопел 18 и 19 стояка горизонтальны, а оси сопел 7 и 8 корпуса наклонены к горизонтальным плоскостям.

На фиг.4 показан реактор, в котором стояк имеет лишь одно круговое щелевое сопло

18, ось которого горйзонтальна, а сопла 7 и

8 наклонены вниз.

В любом из показанных примеров конструкции реакторов имеются пары противолежащих сопел, например, на фиг.1 сопла

18 — 7, 7 — 19 и 19-8, и в каждой из этих пар сопла, расположенные предыдущими по ходу движения потока твердых частиц, наклоиены к соплам, являющимся последующими по ходу движения этого потока. Например. сопло 18 наклонено к соплу 7, сопло 7 — к соплу 19, а сопло 19 — v соплу 8. Сопло же 7, не имея себе пары последующего сопла, просто наклонено к выходу патрубков 20 или выполнено горизонтальным. Другими словами, оси пар противолежащих сопел, ðàñположенных одно на корпусе, а другое — на стояке, не параллельны, а наклонены одна по отношению к другой.

Реактор работает следующим образом.

Горячий пылевидный теплоноситель и размельченное высушенное пиролиэуемое топливо подают соответственно в кольцевое пространство 5 и трубу 4, откуда эти материалы, обтекая коническую часть 12, попадают в зону действия газа, выходящего из сопла 18, подхватываются этим газом и направляются под углом к противолежаще1666513

8

В му соплу 7, горячий газ из которого останавливают частицы топлива и теплоносителя и бросает их к соплу 19, возле которого происходит второй поворот твердых частиц струями газа, выходящими из сопла 19, на- 5 правленными к соплу 8, где происходит третий поворот частиц и направление их к выходу патрубка 20, Во время зигзагообразного движения частиц происходит перенос тепла от горя- 10 чих частиц теплоносителя через газ-носитель к частицам топлива и их пиролиз, причем скорость этого переноса тепла, а следовательно и нагрева частиц топлива очень велика, поскольку относительная ско- 15 рость газа в тех местах, где скорость частиц меняется на обратную, приблизительно в два раза больше чем в прототипе, поэтому выход жидких продуктов, который напрямую зависит от достигаемой скорости на- 20 грева частиц топлива, резко возрастает.

Повышается и долговечность реактора, поскольку противолежащие струи газа не позволяют частицам ударяться о стенки корпуса и стояка, а следовательно предотв- 25 ращают их износ.

Необходимую s процессе эксплуатации регулировку толщины зазора между частями 1 и 2 корпуса, т.е. величину щелевого сопла 7, регулируют вращением гаек на 30 шпильках 10. регулировку величины щелевого сопла 8 регулируют аналогично вращением гаек 9 шпилек 10. Регулировку величины сопла 18 производят вращением

35 средней 14 части стояка через окно корпуса (не показано), при этом гайка 11, двигаясь по резьбе шпильки 16, опускает или поднимает часть 14, а рег улировку величины сопла 19 производят аналогично вращением нижней части 15 и ее гайки 17 относительно неподвижной шпильки 16, При использовании предлагаемого реактора повышается выход смолы.

Формула изобретения

Струйный реактор для высокоскоростного пиролиза пылевидного твердого топлива, содержащий цилиндрический корпус, установленные в верхней части корпуса средства для подвода топлива и твердого теплоносителя, патруГ:=.,к для отвода продуктов пиролиза, подсоединенный к нижней части корпуса, кольцевой коллектор для подвода газового теплоносителя, расположенный снаружи корпуса и подсоединенный к нему через щелевые периферийные сопла, расположенные на разных уровнях в нескольких параллельных горизонтальных плоскостях, цилиндрический коллектор. вертикально установленный в корпусе по его оси и имеющий щелевые центральные сопла, расположенные между двумя периферийными соплами в корпусе, о т л и ч а ю шийся тем„что, с целью повышения выхода жидких продуктов и повышения надежности реактора, оси периферийных и центральных сопел расположены под углом друг к другу, 1666513

Составитель Р. Горяинова

Редактор К. Крупкина Техред M,Moðt.åíòàë Корректор M. Демчик

Заказ 2497 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101