184604. lajstromszámú szabadalom • Berendezés reaktorok nyomásmentesítésére
1 184 604 2 A találmány tárgya berendezés olyan reaktorok nyomásmentesítésére, melyeket poralakú tüzelőanyagok elgázosításához nyomás alá helyeznek, amely elgázosítás során H2- és CO-tarta!mú gázok keletkeznek, melyeket közvetlenül vagy további előkészítés után fűtőgázként, szintézisgázként, redukálógázként vagy más gázok, elsősorban városi gáz, keverék komponenseként használnak fel. Poralakú tüzelőanyagként számításba veendő itt a porfinomságúra aprított barnaszén és/vagy kőszén, továbbá a széndúsítás és kőolaj feldolgozás porfinomságúra aprított, szilárd, széntartalmú maradékai, valamint megfelelő finomságú, más forrásokból származó (például fahulladék, használt autógumi, műanyaghulladékok) szilárd, szén tartalmú szerves anyagok. A tüzelőanyag-választék lehetséges növelése szempontjából különösen előnyösnek bizonyult a poralakú tüzelőanyagok oxigén tartalmú oxidálószerrel történő elgázosítása lángreakció formájában. Az ilyen technológia kivitelezése során különleges technikai problémának bizonyult a forró, nagy nyomás alatt álló gázok kiengedése a reaktorból üzemenkívül helyezés esetén vagy üzemzavar során. Született olyan javaslat, hogy a forró, 20-50 bar nyomás alatt álló gázokat vezessék a reaktor alsó részén elhelyezkedő, a nyersgáz és a folyékony salak számára kialakított leeresztőnyíláson keresztül és ott a gáz hűtését víz beporlasztásával vagy a gáznak gázmosóba történő bevezetésével végezzük. Ezen megoldás első hátránya, hogy a poralakú tüzelőanyagnak az égőnél történő kimaradása esetén az oxigénbevezetés lezárásáig bizonyos mennyiségű oxigén kerül a reaktortérbe. A javasolt nyomásmentesítés esetén az oxigéntartalmú gáz a kapcsolt berendezésrészekbe kerül és ott veszélyhelyzetet okoz. Ezen megoldás második hátránya, hogy a gáz és salak közös leeresztőnyílásának a megdermedt salak és/vagy a reaktorfalról leváló salaktapadványok és tűzálló anyagrészek következtében létrejövő elzáródása esetén a gáz eltávolítása a javasolt úton nem lehetséges. Ismeretes egy berendezés, melynél a reaktor égőbetéténél vagy a reaktor felső részén egy csőcsonk helyezkedik el. Ezen a csőcsonkon egy zárószerkezet helyezkedik el, utánakapcsolt nyomáscsökkentő szakasszal. Ezen megoldás egyik hátránya, hogy a zárószerkezet üzemközbeni működőképességének fenntartása érdekében ennek folyamatos inertgázokkal történő öblitése szükséges, melynek következtében az alkalmazott segédanyagra, előnyös módon nitrogénre, fordított költségek megnövekednek és a termelt gáz minősége, különösen a fűtőérték vonatkozásában csökken. Egy további hátrány abból adódik, hogy a reaktorban uralkodó viszonyoktól függően salaklerakódás vagy salakrácsapódás következtében ezen nyílás elsalakosodhat, ami a működőképességet korlátozza, vagy működésképtelenséget okoz. Egy harmadik hátrány abból adódik, hogy a teljes berendezést, beleértve a csonkot is, állandóan hűteni kell egy hűtőanyaggal, hogy a működőképességet a reaktorban uralkodó hőmérséklet mellett fenntarthassák. Ebből többlet hűtővíz- és energiaigény adódik a hűtővíznek a reaktorban uralkodó nyomás feletti nyomáson történő szállítására. A találmány célja olyan berendezés létrehozása poralakú tüzelőanyagok nagynyomású elgázosítására szolgáló reaktorokhoz, amelyeknél a forró gázok reakciótérből történő eltávolítását nem befolyásolják a lerakodó és a lecsapódó salakrészek, nem szükséges inertgázok 2 kiegészítő alkalmazása, sem pedig kiegészítő vízhűtés és víz beporlasztás. A találmány által megoldandó feladat olyan javaslat kidolgozása poralakú tüzelőanyagok nagynyomáson, előnyösen 5-50 bar közötti nyomáson történő elgázosítására alkalmas berendezésre, melynél biztosítható a forró gázok berendezésből történő folyamatos eltávolítása üzemen kívül helyezéskor és üzemzavarok esetén a berendezés és a kapcsolt berendezésrészek veszélyeztetése és károsítása nélkül, ugyanakkor inertgázok, hűtőanyagok és segédenergiák minimális alkalmazása mellett. A találmány szerint a fenti feladatot a következőképpen oldjuk meg: A berendezésnek van egy hűtőernyője, mely körülöleli a teljes reakció teret, kivéve azokat a helyeket, ahol az égő vagy égők és a termelt gáz és salak közös kifolyónyílása található. A hűtőernyő mögött — melyen keresztül nagynyomású víz áramlik — egy üreg található, melyhez sugárirányban egy falazat, a berendezés nyomástartó köpenye, egy hűtőanyaggal kitöltött tér, mely előnyös módon hűtővizet tartalmaz és egy lemezköpeny csatlakozik. A berendezés reakciótere és a hűtőernyő mögötti üreges tér egy résen keresztül kapcsolatban állnak egymással. Ez a rés a berendezés felső részébe, előnyös módon a függőleges reaktorfal és a mennyezeti boltozat közötti átmenetben helyezkedik el. A hűtőernyő mögött, előnyös módon a berendezés alsó lezáró részében egy csőcsonk helyezkedik el, mely kívülről a lemezköpenyen, a vízköpenyen, a nyomástartó köpenyen és a falazaton keresztül vezet a hűtőernyő mögötti üreges térbe. Ezt az üreges teret beüzemeléskor és a berendezés működtetése során inertgázzal, előnyös módon nitrogénnel öblítjük át. A találmány szerinti megoldásnál a nyomás alatt álló forró gázt a fenti jelzett csőcsonkon keresztül vezetjük el, miközben a gáz a reakciótérből a hűtőernyőben található résen keresztül a hűtőernyő mögötti üreges térbe áramlik, és a gázhoz képest hideg hűtőernyő hátsó falán és a falazaton áramolva a rés és a csőcsonk közötti úton lehűl. Ezáltal lehetővé válik a veszélymentes nyomásmentesítés. Ezenkívül lehetséges a nyomásmentesítés gyorsítása azáltal, hogy a találmány szerinti megoldáshoz ismert módon egy közvetlen hűtésű nyomáscsökkentő csövet kapcsolnak. A találmány szerinti megoldás egy további kiviteli alakjánál megoldható, hogy az inert medium bevezetése a hűtőernyő mögötti üreges térbe és a reaktor nyomásmentesítése ugyanazon a csonkon keresztül történjen. A reaktor nyomásmentesítésére szolgáló csőcsonk ebben az esetben rendelkezik egy külön vezetékkel az inertgáz bevezetéséhez és eggyel a nyomásmentesítéshez. A találmányt részletesebben két kiviteli példát feltüntető rajz alapján ismertetjük, ahol az l.ábra egy külön nyomásmentesítő csőcsonkkal ellátott találmány szerinti berendezés függőleges metszetét mutatja, míg a 2. ábra közös nyomásmentesítő és inertizáló csőcsonkkal rendelkező berendezést tüntet fel. Az 1. ábra szerinti berendezés részei az 1 égőbetét, a 2 lemezköpeny , a 3 vízköpeny a nyomástartó 4 köpeny hűtésére, az 5 falazat a nyomástartó 4 köpeny védelmére, a 6 rés a 8 reakciótér és a 10 üreges tér összekötésére, a 7 hűtőernyő, a 8 reakciótér, a 9 kifolyónyílás 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
