180684. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés poralakú tüzelőanyagok nyomás alatti elgázosításához
5 180684 6 áramra vonatkoztatott ingadozási tartományának reciprok értéke annál magasabb, minél kisebb ingadozást mutat az adagolótartályban levő porhalmaz szintje. A találmány fenti kiviteli alakjánál, ahol az adagolótartály viszonylag nagy kell legyen, különösen felső részét kell viszonylag nagy keresztmetszettel kivitelezni, hogy az adagolótartályban a halmazszint viszonylagos ingadozásait a zsiliptartály töltési, nyomás alá helyezési, ürítési és nyomásmentesítési ciklusaiban megfelelően alacsony értéken tarthassuk. A találmány egy további kiviteli alakja ezért kettő vagy több párhuzamosan üzemeltetett zsiliptartály elhelyezését tartalmazza, melyeket felváltva töltünk és az adagolótartályba ürítünk. Ennek a találmánynak egy előnyös kiviteli alakjánál a zsiliptaitályoknak az adagolótartályokba ürítése egy az adagolótartályok fölötti gravitációs kifolyór.yíláson keresztül történik, szabályozható poráram-fojtószerwel, melyet az adagolótartályban levő porhalmazszint mérésével vezérelünk. Ismert töltésszint-mérő készülékek segítségével, amelyek a zsiliptartályokban helyezkednek el, az első zsilip kiürítése után megkezdhető a második zsilipből a por bevezetése, továbbá az első zsilip nyomásmentesítése, újratöltése és nyomás alá helyezése. Értelemszerűen átvihető ez több mint két zsiliptartály üzemeltetésére is. Mivel ezen a helyen a szükséges adagolási pontosság nagyságrendekkel kisebb, mint a poráraronak az égőkhöz adagolásánál, erre a funkcióra megfelelőek szabályozható fojtószervként az adagolótartályba vezetendő poráramhoz egyszerű kopásmentes és karbantartást nem igénylő berendezések, mint a rekeszes kerék vagy a tolózár. A találmány szerint előnyösnek mutatkozott a zsiliptartályok számának és nagyságának, továbbá ezek nyomásmentesítésének, töltésének, nyomás alá helyezésének és ürítésének és az egyes zsiliptartályok kapcsolási ritmusának összehangolása úgy, hogy vagy minden pillanatban össze van kötve ürítéshez legalább az egyik zsiliptartály a nyomótartállyal vagy csak rövid átkapcsolási szünet (a teljes idő kb. 10%-át) van egy kiürített zsiliptartály lekapcsolása és egy feltöltött, nyomás alá helyezett zsiliptartály bekapcsolása között. A találmány egyik kiviteli alakja azt is tartalmazza, hogy a zsiliptartályt egy alkalmas, ismert töltésszintmérő berendezéssel szereljük föl, amellyel jelezni lehet a zsiliptartály minimális töltési szintjét, ill. üres állapotát és megkezdhető az átkapcsolás egy töltött, nyomás alatti zsiliptartályra. Jóllehet a találmány szerinti eljáráshoz nem feltétlenül szükséges, mégis előnyösnek bizonyult az adagolótartály alsó részét, melyben a részleges örvényáramot kell fenntartani, a teljes adagolótartály felső részénél kisebb átmérővel kivitelezni. Ebből a célból a felső rész átmérőjének az alsó átmérőjére csökkentéséhez például egy kónuszos részt alkalmazhatunk, ahol a kúposságot a poralakú tüzelőanyag fluidizációs jellemzőjétől függően úgy méretezzük, hogy a halmaz egyenletes süllyedése üregképződés nélkül történjen, ahogy az az ömlesztett anyagok tárolására szolgáló bunkerek méretezésének elméleti alapjaiból ismert. A poralakú tüzelőanyagok a hordozógázra vonatkoztatott magas telítési szintje (nagyobb mint 400 kg|m3, üzemi állapotra vonatkoztatva) és a nagy portömegáram biztosítása céljából optimális arányt kell tartani a szállítóvezeték legnagyobb átmérője és az égő között. Ez az arány a szállítóvezeték keresztmetszete és az adagolótartály alsó részének keresztmetszete között függ a berendezés teljesítményétől és a por fluidizációs jellemzőitől; értéke, amint az már megadásra került, az l : 50 és 1: 300 közötti tartományban van. Megállapításra került, hogy az égőhöz menő vezetékben a por-hordozógáz szuszpenzió homogenitása és a poráram pontosságának szabályozása kedvezően befolyásolható, ha az adagolótartály alsó részében a befúvott hordozógáz messzemenően egyenletes eloszlását érjük el a teljes keresztmetszetben. Ismert fizikai elvek felhasználásával a hordozógázt porózus anyagból készült befúvópadlókon keresztül vezetjük a porhalmazba, melyek a találmány szerint normál üzem mellett nyomásveszteséget jelentenek, mely legalább megfelel a keresztmetszeti felületegységre jutó halmazsúlynak. A befúvópadló anyagaként például színtereit fémlemezek, filclemezek vagy hasonlók jöhetnek szóba. Tekintettel az egy égővel az elgázosító reaktorban elérhető optimális elgázosítási teljesítményre, illetve a nagyobb biztonságra az égő hibájának vagy károsodásának esetén elforduló, az elgázosító reaktor után kapcsolt hideg berendezés részek felé irányuló, oxigénáttörés veszélyével szemben, célszerű lehet az elgázosító reaktort két vagy több egymástól független égővel felszerelni. Ilyen esetben a találmány értelmében célszerűen az égők számának megfelelően több azonos fajta adagolótartály szerelhető fel, a hozzájuk tartozó zsiliptartállyal és egyéb berendezésekkel. A találmánynak megfelelően azonban egy adagolótartály ellátható több alsó résszel is, vagy egy egymástól elválasztott több szakaszra osztott alsó résszel. Ezeknek az alsó részeknek mindegyikében, vagy az alsó rész minden különválasztott szakaszában egy különálló hordozógáz-áram befúvásával, a fenti leírásnak megfelelően, egy részleges örvény áram-réteg hozható létre, és a por elvezethető külön-külön az egyes érintett alsó részekbe, illetve az adott szakaszba bemerülő szállítóvezetéken keresztül az egyik különálló égőhöz. Ilyenkor a poralakú tüzelőanyag az egyes alsó részekhez, illetve különválasztott alsó rész szakaszokhoz az adagolótartály közös felső részéből csúszik le. Értelemszerűen érvényesek a találmány további jellemzői az itt leírt többszörös elrendezésekre is. A találmány értelmében a zsüiptartályok nyomás alá helyezésére és hordozógázként ugyanaz a gázalakú közeg használható. Erre a célra pl. szóba jöhetnek a nitrogén, a széndioxid, saját termelésű visszavezetett és rekomprimált éghető gáz, más forrásból származó éghető gázok vagy ezeknek a gázoknak a keverékei. Inertgázok alkalmazásánál előfordulhat bizonyos oxigéntartalom is. Gyulladás- és robbanásveszélyes szénpor-inertgáz-oxigén-keverékeknek a zsiliptartályban történő képződése elkerülésére az oxigéntartalmat — a poralakú tüzeló'anyag fajtájától és előkezelésétől függően - 6% alatti értékre kell korlátozni. Elméletileg lehetséges vízgőz alkalmazása is, de ilyenkor szükséges ennek a gőznek a nagy túlhevítése és/vagy a poralakú tüzelőanyag erős előmelegítése a vízgőznek a poralakú tüzelőanyagon történő lecsapódásának megelőzésére. Ezért általában el szoktak tekinteni a vízgőz alkalmazásától. A találmány szerint az is lehetséges, hogy különböző gázokat alkalmazunk a zsiliptartályok nyomás alá helyezésére és hordozógázként. így például a zsiliptartályok nyomás alá helyezésére a porrobbanás-veszély elkerülésének figyelembevételével alkalmazható inertgáz a fent leírt, korlátozott oxigéntartalommal és hordozógázként egy levegő- vagy inertgáz-oxigén-keverék kb. 21% 02 tartalomig, mert a por-hordozógáz-keverékek porkoncentrációja, ellentétben a zsiliptartályokban uralkodó viszonyokkal, az üzemelés minden fázisában a felső robbanási határ fölött van. Ennél a megoldásnál a hordozógáz 02-tartalmát az elgázosítási folyamatban hasznosítjuk, vagyis az elgázosításhoz szükséges oxigénmennyiséget a megfelelő mértékben csökkentjük, egyidejűleg pedig csökkentjük a hordozógáz által meghatározott inertgáz-szintet is az előállított nyersgázban, kb. 20%-kal. Egy ilyen fajta, a találmány szerinti kapcsolásban a zsiliptartályok nyomás alá helyezéséhez inertgázt, előnyösen nitrogént alkalmaznak, hordozógázként pedig éghető gázt saját vagy idegen forrásból. Egy ilyen kapcsolásnak az az előnye, hogy az éghető gáz teljes egészében az elgázosító reaktorba kerül, úgy hogy az ebben a gázban kötött fűtőérték a folyamatban hasznosí5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 3