181856. lajstromszámú szabadalom • Reaktor parciális oxidációval történő gáztermelésre
3 181856 4 nek. Hasonló veszélyekkel kell számolni, ha nagy teljesítmények vagy részleges elsalakosodás következtében nagyobb nyomáskülönbségek jönnek létre a reakciótéren belül vagy a nyersgáz kilépő csatornájában. Jóllehet a hűtött csőfalat általában a vízgőz-harmatpont felett lehet üzemeltetni, mégis a nyomástartó köpeny hőmérséklete ez alatt a harmatpont alatt marad. A szigetelőréteg gázáteresztő-képessége lehetővé teszi a gőz lecsapódását a nyomástartó köpenyen és ezáltal korróziót okoz. Javaslat született arra, hogy a falazatot illetve a falazat meghatározott fugáit inert gázokkal öblítsék. A falazat legalábbis helyileg tartósan nem definiálható gázáteresztőképessége azonban még nagy öblítőgáz-mennyiségek mellett is minimálisra csökkenti egy ilyen intézkedés hatását. Ismeretesek olyan hűtött csőfalú szerkezettel készült reaktor kialakítások, amelyeknél az egyes egymás mellett elhelyezkedő csöveket behegesztett, a csövek teljes hosszában lefutó bordák kötik össze. A csőfal ezáltal gázátnemeresztővé válik. A reakciótér és a csőfal - nyomástartó köpeny közötti tér közötti nyomáskiegyenlítéshez szükséges összeköttetés néhány ellenőrizhető nyílásra korlátozódik, amelyeket inertgázos öblítéssel kézben lehet tartani. Az ilyen megoldás egy igen merev csőfalszerkezethez vezet, amelynek további előnye az egyszerűbb tartószerkezet és a könnyebb szerelhetőség. A csőfal merevségéből azonban a következő jelentős hátrány származik: A beindítási és leállítási folyamatoknál, továbbá terhelésváltásnál elkerülhetetlen, hogy a döngölőmassza és a megdermedt salak táguljon vagy zsugorodjon. A merev, összehegesztett csőfalszerkezet ezeket a hosszváltozásokat nem tudja követni, ami gyakran a döngölőmasszának a csőfalról történő lepattanását eredményezi. A csőfal szabaddá váló részeinek sokszorta nagyobb termikus igénybevétele helyi túlhevítésből származó károsodáshoz vezethet. A találmány célja por alakú vagy folyékony, hamutartalmú tüzelőanyagok nyomás alatti parciális oxidációjával történő gázelőállításra szolgáló olyan reaktor, amelynek nyomástartó köpenye a túlhevítéssel és a nyersgáz hatásával szemben megbízhatóan leárnyékolt, és hosszú üzemeltetési ciklusokat tesz lehetővé. A találmány alapját az a feladat képezi, mely szerint ki kell fejleszteni olyan, por alakú és folyékony tüzelőanyagok emelt nyomás alatti parciális oxidációjával gázt előállító reaktort, amelynek reakcióterét egy vízhűtéses és a reakciótér felől döngölőmasszával ellátott csőfalszeikezet képezi, amelynek külső nyomástartó köpenye megbízható módon és minden üzemeltetési szakaszban védett a túlhevítéssel és a nyersgázatmoszféra behatásával szemben, amelynek alkotórészei, különösen a csőfalszerkezet egyszerűen beépíthető és kiszerelhető és különösen a döngölőmassza-bélés tartóssága szempontjából hosszú üzemelési ciklusokat biztosít. A találmány szerinti megoldás jellemzői a következők: A reakcióteret alkotó és a reakciótér felé eső oldalán csapokkal ellátott és tűzálló döngölőmasszával bevont csőfalat 1—5 cm távolságban egy gáz-2 átnemeresztő tokozat veszi körül, ahol a csőfal egyes csövei és a tokozat közötti teret is tűzálló döngölőmassza tölti ki. A tokozat belső oldalán bordák vannak rögzítve, melyek ezt a belső részt több szakaszra osztják, és amelyek benyúlnak a döngölőmasszába. Ezeknek a bordáknak az a célja, hogy a döngölőmassza és a tokozat belső oldala között az üzemelés során elkerülhetetlenül létrejövő repedésképződés ellenére elkerülhetővé tegye a nagyfelületű, kóbor forrógázáramokat a tokozat falánál. A találmány szerint ezek a bordák arra a célra is szolgálhatnak, hogy a csőfal hosszát rögzítsék, anélkül, hogy a csőfal csövei és a bordák között merev kapcsolat jönne létre. A tokozat egy külső nyomótartályon belül helyezkedik el. A külső nyomótartály köpenye és a tokozat közötti teret a tokozatban található egy vagy több nyílás köti össze a reakciótérrel. A külső nyomótartályon egy vagy több beeresztő nyílás (csőcsonk) található inertgáz számára, mellyel a nyomótartály és tokozat közötti teret lehet átöblíteni. A találmány egyik előnyös kiviteli alakjánál olyan álló, hengeres reakcióterű reaktornál, amelynek homlokoldalai tengelyirányú nyílásokkal vannak ellátva, az égő illetve a nyersgáz és salak kimenet felvételére, a csőfal hengeres része egy vagy több párhuzamos csőből áll, amelyet egy egy- vagy többmenetes spirálra vannak feltekercselve, és amelyeknek a hűtőközeg-beeresztő illetve kiengedő végei a tokozaton és könnyen oldható, nyomásálló, ismert szerkezetű átvezetőkkel a külső nyomótartályon vannak keresztülvezetve. A csövek spirál felőli oldalukon csapokkal vannak rögzítve. A találmány szerint a csőspirált körülvevő tokozat belső oldalán legalább egy szintjében csavar alakúan és a csőfal spiráljával megegyező emelkedéssel egy, illetve több borda van rögzítve, amelyek benyúlnak a két szomszédos csőtekercs közötti térbe. A találmány szerint egy borda hossza megfelel egy teljes menetnek. A bordák végeit egy további, tengellyel párhuzamos borda köti össze, amelynek külső éle a csőspirál külső profiljához illeszkedik, tehát a tekercs meneteinek számától függően egy illetve több félkör alakú kivágással rendelkezik, amelyeknek rádiusza és távolsága illeszkedik a csőátmérőhöz, illetve a tekercs meneteinek távolságához. A csőspirál és a tokozat belső fala közötti tér és, amint az már ismert, a csőfalnak a reakciótér körvonalát alkotó, csapokkal ellátott része tűzálló döngölőmasszával van ellátva. A találmány szerint a döngölőmasszával ellátott csőfal a tokozattal, előnyös módon a tokozat és a csövek ki- illetve belépő végei közötti hegesztési kötésekkel és alakzáró csatlakozásokkal, egy építési egységet képez és mint egész, behelyezhető és beszerelhető a külső nyomótartályba illetve a nyomótartályon átmenő csővégek nyomásálló átvezetőinek oldása után ebből eltávolítható. A találmány szerinti megoldással a tokozat belsejében levő reakciótér illetve a külső nyomótartály és a tokozat közötti tér közötti összekötő nyílások megfelelő méretezésével könnyen lehetővé válik az inert öblítőgáz mennyiségének beállítása úgy, hogy a legcsekélyebb öblítőgáz-igény fellépése esetén a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
