Аппарат для термической переработки топлив

 

Ж 51287

Класс 24е, 1

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Зарееистрировано в Государственном бюро последующей регистрац ш изобретений при Госплане СССР

С. М. Константинов.

Аппарат для термической переработки топлив.

Заявлено 8 февраля 1935 года за Ко 162624.

Опубликовано 30 июня 1937 года.

Настоящее изобретение касается аппарата для термической переработки топлив и„ в частности, предлагаемый аппарат имеет целью дать практически чистый водород из дешевых сортов твердого, пылевидного илп жидкого топлива. Аппарат, схематически изображенный на прилагаемом чертеже, состоит из следующих агрегатов:

1) бункера В с камерой К для подачи топлива в реакционное пространство;

2) реактора g и пароперегревателя Р, связанного с нпм отводом О;

3) пароструйного инжектора I, увлекающего топливо, напр. угольную пыль, нз камеры К в реактор;

4) пылеотделптеля К1;

5) теплообменника Ж между газами из реактора и водой, нагнетаемой в пароперегреватель Р;

6) абсорбцнонной установки, состоящей пз собственно абсорбера Т и трех сообщающихся резервуаров, из коих первый H» предназначен для разделения продуктов реакции, поступающих из реактора, второй H»,— брызгоуловитель, а третий — Н»" служит для контроля подачи абсорбента и раздельного удаления газов н жидкости.

Устройство для подачи топлива, например, угольно" пыли, в реакционное пространство имеет особенности, связанные с необходимостью вводить материал в систему с давлением. Из бункера В угольная пыль попадает на шнек, помещенный внутри цпл1гндра СК п транспортируется в камеру K. Тяжелые частицы угля падают вниз камеры, откуда они могут периодически удаляться через вентиль 11, а в основном уголь увлекается инжектором 1. Шнек в цилиндре с11 может приводиться во вращение какими угодно механизмами извне, однако, в данном случае описано вращение его (шнека) действием отработанной воды из абсорбционпой установки Н» «.

Вода из Н» « в количестве, регулируемом вентилем 10, проходит через сальник Е, связывающий неподвижную водоподводящую трубу с подвижным валом шнека, и через трубку 8, работающую по принципу Сегнерова колеса, попадает в коробку Х, из которой она через и удаляется из системы. Такпм образом, вращеппе шнека можно регулировать и, следовательно, подавать уголь соответственно надобности. Кроме того, шнек с находящимся на его поверхности углем является затвором, позволяющим иметь в камере давление выше атмосферного.

Для повышения коз фициента инжекции в камеру К подводится пар из пароперегревателя, а количество его регулируется редукционным вентилем 6. Регулировка работы инжектора. J производится вентилем 5 и обратным вентилем или клапаном 7. Контроль количества угля; увлеченного паром в реактор, осуществляется показанием манометров, установленных в соответствующих местах (на схеме для их установки показаны штуцеры К l» н hn). Реакторгазогенератор и пароперегреватель одинакового устройства„ однако, припципиальньп1 .является устройство первого.

Реактор представляет собой железный или медный змеевик Wp, надетый на трубу 11, вместе с которой on помещен в кожух е. Пространство впе змеевика между труоой и кожухом о заполнено металлом или сплавом, например, алюминиевым, цинковым и др. такой температуры плавления, которая немного выше оптимальной температуры реакции в змеевике, в данном случае реакции окисления углерода до углекислоты прп зада1шом давлении.

Как известно, ре11кцпя разложения воды углеродом протекает эндотермично и необходимое тепло должно быть подведено извне. В данном случае реакция осуществляется за счет тепла пламенных газов, движущихся из некоторой огневой коробки (форсупки), вдоль канала жаровой трубы К к11к показано стрелкой L. HBзначение металла илп сплава, в среду которого помещен собственно реактор (змеевик) 4Vp — равномерно распределять тепло вдоль канала. жаровой трубы Ь, равномерно передать тепло змеевику, а самое основное — аккумулировать избыточное тепло за счет скрытой теплоты плавления, и тем самым предотвращать нежелательный ход реакции и быстрое прогорание степки жаровой трубы. Начало расплавления среды можно заметить по показаниям пирометра, введенного в реактор через патрубок а.

В дальнейшем газы из реакционного пространства, состоящие в основном из водорода, углекислоты и пе вступивших в реакцию паров воды, поступают в пыльную камеру К1, где оставляют золу и направляются в теплообменник 9 обычного устройства па охлаждение, В теплообменнике противоточно газам в межтрубном пространстве циркулирует вода, нагнетаемая не показанным на схеме насосом; вода подводится к вентилю 1, и из теплообменника поступает на парообразование и перегрев в змеевик р пароперегревателя Р, работающего на отходящих газах жаровой трубы реакторагазогенератора g.

Перегретый пар, имеющий температуру, близкую к оптимальной для реакции окисления угля до углекислоты, порядка

500, выводится частишо вместе с углем через инжектор, а избыток его может быть выведен через вентиль 4.

Контроль перегрева пара осуществляется соответствующими приборами (термометр, пирометф, установленных в точках t и t, а. регулировка. может быть достигнута вентилями 1, 2 и itp. Контроль хода реакции возможен по показаниям вышеуказанного ниро метра, установленного в точках а. Во время реакции температура газов, выходящих из реакционного змеевика%Р, не должна быть выше температуры смеси., поступающей из инжектора.

Из теплообме1шика 11 газовая смесь поступает в абсорбер Т, представляющий собой трубу-змеевик в несколько витков; туда же насосом нагнетается нейтральная илп щелочная вода. После абсорбции и разделения фаз, из газовой смеси остается в свободном .состоянии практически чистый водород, который и выводится пз системы через обратный вентиль 8. Абсорбент через вентиль 3 вводится в таком количестве, чтобы в резервуаре H vn с водомерным стеклом r сохранялся постоянный уровень.

Удаление воды из Н11 и производится через редукцпопный вентиль 9 и, частично, как указывалось, через вентиль 10 для вращения nineia Sch При нормальном течении процесса манометр, поставленный в пункте 11и должен показывать давление, большее, чем в пупКТе Ьп и в пункте Ьп большее, чем в пункте 1»т, но давление в последнем всегда должно быть выше атмосферного, а в соотношении показаний всех манометров системы должна быть определенная, заранее вычисленная, размерность. Очевидно, что давление в системе не может быть выше, чем в пагнетательпой линии с водой от не показанного насоса к пароперегревателю, п на этой линии может быть уста.новлен предохранительный клапан.

При окислении сравнительно крупных частиц угля инжектор 1 не нужен n 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 процесса. как ранее от- мечалось, может быть использовано как твердое, так и жидкое топливо, а также и пх 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 из бункера В. О с о оенно упрощенный вид получает система. при работе на жидких углеводородах; жидкое топливо может нагнетаться в любом месте от насоса до реактора в трубопровод для перегрева. пара, и в этом случае камеры К. К и инжектор не нужны. Во всех случаях управление ходом процесса разложения воды снрдптся в основном к регулировке вентилей (кранов, клапанов), поставленных на холодных трубопроводах I, 3, 8, 9.

Выше описано получение водорода пз угля илп жидкого топлива разложением воды. Однако, не исключена в данной .же системе возможность осуществить процесс газификации топлива. Прп этом должны быть введены некоторые изменения в режим работы описанной установки. В peREтор,„", кроме смеси угля и пара, вводится и воздух, который нагнетается в каме- ру К, например, через вентиль 11.

Предмет изобретения.

1. Аппарат для термической переработки топлив в присутствии водяного пара, отличающийся тем. что он выполнен в виде змеевика 6 р, помещенного в кольцевое пространство, образованное двумя трубами с и l>, из коих внутренняя 4 предназначена для пропуска ооогревающих газов. а свободный от змеевика ооъем кольцевого пространства заполнен металлом, имеющим температуру плавления, незначительно превышающую оптимальную температуру переработки топлива.

2. Прп описанном в и. 1 аппарате применение пароперегревателя P такой же

EoíñòðóEöIIII, как ocIIoBHoII аппарат, BEëþченного последовательно по ходу обогревающих газов и предназначенного для перегрева. в змеевике 1 р пара, применяемого в основном процессе.

3. Прп аппарате по пп. 1 и 2 применение питающей камеры К для перерабатываемого топлива, снабженной вертикальным разгрузочным шнеком Hch, на валу которого монтировано Сегнерово колесо для приведения шнека во вращение.

4. Применение аппарата, означенного в IIII. 1 — 3 для получения водородФ посредством крэкинг углеводородов в присутствии водяного пара.