176773. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilárd és/vagy folyékony, szén- és/vagy szénhidrogéntartalmú közegeknek vasfürdős reaktorban történő folyamatos elgázosítására
13 176773 14 az 5. ábra három járattal ellátott fúvókarendszer hosszmetszete terelőelemmel, a 6. ábra olyan fúvóka hosszmetszete, amelyben a bevezetett közegeket már a fürdőbe történő belépés előtt összekeverjük, a 7. ábra a találmány szerinti vasfürdős reaktor egy további kiviteli alakjának függőleges metszete és a 8. ábra a 7. ábrán bemutatott vasfürdős reaktor vízszintes metszete. Az 1. ábrán bemutatott vasfürdős reaktor 2 tűzálló falazattal ellátott 1 acélköpenyből van kialakítva. A vasfürdős reaktorban helyezkedik el a 3 vasfürdő, tetején a 4 salakkal. A 4 salak veszi fel a hamuképző anyagokat, valamint a szenet és szénhidrogént tartalmazó közegek kéntartalmának jelentős részét. A reakcióban részt vevő közegeket egy vagy több 5 fúvókán át vezetjük be a 3 vasfürdőbe. Az 5 fúvókák a 2 tűzálló falazatba vannak beépítve. A salakképző anyagokat, célszerűen a folyasztóanyagok kíséretében vagy anélkül beadagolt meszet ugyancsak az 5 fúvókákon át vezetjük a 3 vasfürdőbe. Salakképző anyagként általában égetett meszet használunk fel. Az égetett mész helyettesíthető azonban részben vagy teljes egészében mészkővel a hőmérséklet csökkentése érdekében, ha a bevezetett közegek energiaháztartása, illetve fűtőértéke ezt megkívánja. A példában bemutatott megoldásnál elgázosítandó közegként szénport alkalmazunk. Természetes azonban, hogy nem csupán szénpor alkalmazható ilyen közegként, hanem — mint mondottuk — egyéb anyagok, például nehézolaj is. Az 5 fúvókák célszerűen koncentrikus csövekként vannak kialakítva, és a 2 tűzálló falazatba beépítve, azzal együtt kopnak. A csövek célszerűen kör alakú keresztmetszetűek, de minden további nélkül alkalmazhatók ettől többé vagy kevésbé eltérő keresztmetszetű csövek, sőt akár négyszögletes keresztmetszetű csövekis. A körkeresztmetszetű csövek alkalmazása általában gazdaságossági szempontból előnyös. A 2. ábrán bemutatott fúvóka négy koncentrikus 6, 7, 8, 9 csőből van kialakítva. A belső 6 csövön át vezetjük célszerűen a szénport valamilyen hordozógáz segítségével a vasfürdőbe. Hordozógázként célszerűen semleges gázokat, nitrogént, széndioxidot vagy vízgőzt használunk. A széndioxid és vízgőz egyúttal felhasználható a hőmérséklet szabályzására is. A 7 és 8 csövek által alkotott térben oxigént vagy oxigéntartalmú közeget vezethetünk be. A 6 és 7, illetve 8 és 9 csövek közötti térben vezetjük be a biztonságos üzemelést szolgáló védőközeget. Védőközegként alkalmazhatunk gáz alakú és/vagy folyékony szénhidrogéneket, vagy szénhidrogéneket tartalmazó közegeket. A 2. ábrán látható fúvókát alkalmazhatjuk úgy is, hogy a belső 6 csövön át oxigént vezetünk be, a 6 és 7 csövek közötti térben nehézolajat, a következő, 7 és 8 csövek közötti térben ismét oxigént, majd a 8 és 9 közötti legkülső térben pedig ismét nehézolajat vezetünk be. Az egyes 6,7,8,9 csövek közötti tér méreteit úgy lehet megválasztani, hogy például a nehézolaj nagyobb menynyisége áramolják a belső 6 csőben, a kisebb rész pedig a 8 és 9 csövek közötti külső térben áramlik, és tulajdonképpen a fúvóka védelmét szolgálja. Bevezethető a külső téren át olyan gázalakú vagy folyékony szénhidrogén, amely szintén védőkozegként szolgál. Elképzelhető természetesen az egyes közegeknek egymással keverve történő bevezetése is. A 3. ábrán ismét egy fúvókát láthatunk, amely 10, 11 és 12 csatornákból van kialakítva. A 10, 11 és ^csatornák szállítják a reakcióban részt vevő közegeket a 3 vasfürdőbe. A belső 10 csatornában oxigént, a következő 11 csatornában védőközeget és a külső 12 csatornában szénport vezethetünk be. Egy másik megoldás szerint a betső 10 csatornában és a külső 12 csatornában áramoltatunk szénport szénhidrogéntartalmú védőközegberi szuszpendáltatva, míg a középső 11 csatornában oxigént vezetünk be. Ismét másik megoldás szerint a belső 10 Csatornában vezetjük az elgázosítandó közeget, a középső 11 csatornában áz oxigént és a külső 12 csatornában i védőközeget, amely például a bevezetett oxigén mennyiségének mintegy 5%-át kitevő földgáz lehet. A 4. ábrán bemutatott fúvóka különösen előnyösen alkalmazható nagy mennyiségű elgázosítandó közeg bevezetésére. A fúvókában 13 magrész van kialakítva, amelyet 14, 15 és 16 bevezetőjáratok vesznek körül. A 14, 15 és 16 bevezetőjáratokon az előbbi ábrával kapcsolatban ismertetett változatokban lehet a közegeket bevezetni. A 14 bevezetőjáratban lehet például az elgázosítandó közeget bevezetni. Ebben a 14 bevezetőjáratban 17 terelőelemek vannak csavarvonal mentén kialakítva, és ezek a 17 terelőeíemek a bevezetett közegnek perdületet adnak. A 15 bevezetőjáratban áramlik az oxigén. A kör mentén elhelyezett csövekként kialakított 16 bevezetőjáratban áramlik a védőközeg. A találmány szerinti berendezésben alkalmazott fúvókák egy további előnyös kialakítását mutatja az 5. ábra. Ennél a fúvókánál az oxigén bevezetése a 40 járaton át történik. A 40 járat szélessége lényegesen kisebb kell legyen, mint közepes átmérője. Ha például a 4Ö járat belső átmérője 10 cm, Szélessége körülbelül 3 mm kell legyen. Egy ilyen kialakítású fúvókánál az elgázosítandó közeg, például nehézolaj a 41 és 42 járatokon át áramlik. Ennél a fúvókánál is célszerű a belső 42 járatban vezetni a nagyobb mennyiségű közeget, és a külső járatban a kisebb mennyiséget. Előnyösen oldható meg a bevezetés úgy is, hogy a külső 41 járatban csupán kis mennyiségű szénhidrogéntartalmú közeget vezetünk be, és az elgázosítandó közeg teljes mennyiségét a belső 42 járatba irányítjuk. Ennél a fúvókakialakításnál is célszerűnek bizonyult a 40 járatban, ahol az oxigén áramlik be spirális 43 terelőelemek elhelyezése, amelyekkel az oxigénnek a bevezetés során egy bizonyos perdületet lehet biztosítani. Ez a perdület hozzájárul az oxigénnek az elgázosítandó közeggel és a vasfürdővel történő gyorsabb és hatékonyabb keveredéséhez, és kisebb turbulenciát eredményez a 3 vasfürdőben. A fúvókának ilyen kialakítása lehetővé teszi ezen túlmenően az alkalmazott fúvókák számának jelentős mértékű csökkentését. Ha terelőelemekkel ellátott fúvókákat alkalmazunk, összesen két fúvóka elegendő a reakcióban részt vevő közegek bevezetéséhez, míg ugyanerre a célra terelőelemek nélküli fúvókából mintegy 10 db szükséges. A 43 terelőelemek igen robusztus kialakításúak lehetnek, és a 40 járat mintegy l/4 részét elfoglalhatják. A 40 járat egy részének ily módon történő lezárásával megkönnyíthető a vasfürdő beáramlása a fúvókából kilépő gázsugárba. Különleges kialakítású látható a 6. ábrán. Ennél a fúvókánál a 19 gázvezetékben áramló közeg, például szénpor és a 20 oxigénvezetékben áramló oxigén már a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
