181856. lajstromszámú szabadalom • Reaktor parciális oxidációval történő gáztermelésre
181856 6 nyersgáz bejutása ebbe a térbe akadályba ütközik. Tulajdonképpen a beindítási folyamat alatti, a reakciótérben létrejövő nyomásnövekedési fázisban szükséges a reakciótérben levő szabad térfogat méretétől függően az inertgáz mennyiség utánszabályozása olyan mértékben, hogy az inertgáz átáramlási sebessége a közbenső térből a tokozat belsejébe állandóan nullánál nagyobb legyen. A találmány szerinti megoldásnál az egyes csövek illetve csőmenetek közötti merev összeköttetés elhagyása következtében fennmarad a csőfal kielégítő, rugalmas deformációs készsége, így az egyes csövek engedni tudnak az üzemi állapotban megszilárdult salakréteggel bevont döngölőmassza-réteg termikus tágulásának és zsugorodásának, és a döngölőmassza lerepedésének veszélye jelentősen csökken. A találmány szerinti megoldás ezenkívül lehetővé teszi a külső nyomótartály belső falának meghatározott öblítését úgy, hogy elkerülhetővé válnak a nyersgáz köpenyre gyakorolt termikus és korróziós hatásai. A találmány részletesebben egy kiviteli példa kapcsán, rajz alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábra egy por alakú tüzelőanyagok emelt nyomás alatti parciális oxidációjára szolgáló találmány szerinti reaktort mutat, vázlatosan, a 2. ábra egy négybekezdésű csőspirál egy szakaszát tünteti fel, a 3. ábra pedig a tokozaton, a csőspirálon, továbbá a döngölőmassza- és salakrétegen keresztül vett metszet az 1. ábrán AB-vel jelölt metszeti irányban. A 3,0 MPa nyomásra tervezett és kb. 10% hamutartalmú barnaszénpor technikai oxigénnel történő parciális oxidációjára szolgáló reaktor, amint azt az 1. ábra mutatja, hengeres reakciótérrel rendelkezik, melynek homlokoldalain tengelyirányú nyílások találhatók az égő illetve a nyersgázelszívó befogadására, rendelkezik továbbá egy kétrészes külső 1 nyomótartállyal, amely 3 nyomótartály test bői és egy ezzel karima által összekötött 2 fedélből áll. Belsejében található a tulajdonképpeni 4 reakciótér, melyben kb. 1400 °C véghőmérsékletnél és a fent megadott nyomásnál technikai oxigén és barnaszénpor egymással láng formájában CO- és H2 -tartalmú gázzá vegyülnek. A reakcióban résztvevő anyagok bevezetése 5 égőbetéten keresztül történik, amely a gyújtáshoz és a hőmérsékletméréshez szükséges berendezéseket is hordoz. A létrehozott nyersgáz kb. 1400 °C hőmérséklettel a folyékony salakkal együtt lép a 6 elszívó- és hűtőberendezésbe, amelyen keresztül a reaktort elhagyja és a salak leválasztása után további kezelésre kerül. A reakcióteret négy csőből álló, négybekezdésű 7 csőspirál veszi körül. Az áttekinthetőség kedvéért az 1. ábra csak a spirál egyik erét jelzi, míg a 2. ábra ennek a négy csőből képzett 7 csőspirálnak egy kimetszett szakaszát mutatja perspektivikus ábrázolásban. A 7 csőspirál csövein a reakciótér felé forduló oldalukon ráhegesztett 23 csapok helyezkednek el, amint azt a 3. ábra részleteiben is mutatja. A 7 csőspirált gáztömör 8 tokozat veszi körül, melyet a külső 1 nyomótartály köpenyéhez képest 5 viszonylag vékony lemezből készül. A 7 csőspirált alkotó csövek külső oldala és a 8 tokozat közötti távolság kb. 2 cm. A 8 .tokozat a 7 csőspirállal 9 tartóbakokon nyugszik, melyek a terhelést levezetik az 1 nyomótartály alsó fenékrészéhez. A kényelmes szerelhetőség végett a 8 tokozat felső részén 10 hordozóhurok helyezkedik el az emelőszerkezet csatlakoztatására. A 8 tokozat és az 1 nyomótartály köpenye közötti 11 teret az 5 égőbetét és a 8 tokozat felső nyílása közötti 12 gyűrűshézag köti össze a 4 reakciótérrel. További összeköttetést jelent a 8 tokozat alsó nyílása és a nyersgáz 6 elszívó- és hűtőberendezése közötti, üzemelés közben egyébként messzemenően salakkal tömített 13 gyűrűshézag. A 22 csőcsonk biztosítja a lehetőséget a 11 tér nitrogénnel történő átöblítésére, amely a 12 és 13 gyűrűshézagokon keresztül lép át a 4 reakciótérbe. A 7 csőspirált képező csövek alsó és felső 15 végeit könnyen oldható, behegesztett 14 átvezetőkön keresztül vezetjük a 3 nyomótartálytest fenékrészén és a 2 fedélen át kifelé és az 1. ábrán fel nem tüntetett módon kötjük össze a hűtővíz be- illetve kivezető vezetékeivel. A víznyomás a hűtőcsövekben 4,0 MPa és nagyobb mint a 4 reakciótér nyomása. A befolyó víz hőmérséklete 160 °C és magasabb mint a nyersgáz harmatpontja, amely kb. 150 °C. A 8 tokozat belső oldalán a magasság irányában elosztva több csavar alakúan elhelyezkedő, a 7 csőspirállal azonos emelkedésű 16 borda van elrendezve, amelyek kb. a csőtengely magasságáig benyúlnak a 7 csőspirál két csőmenete közötti térbe. Egy 16 borda hossza megfelel egy teljes csavarmenetnek. Az egymás felett függőlegesen elhelyezkedő 16 bordák végeit, amint azt a 3. ábra is mutatja, függőlegesen elrendezett 17 borda köti össze, amelynek külső élén négy félkör alakú 18 kivágás található, amelyek sugara és távolsága megfelel a csőátmérőknek és a négy csőből álló 7 csőspirál menettávolságának. A függőleges 17 borda ezáltal fésűszerűen kapaszkodik a 7 csőspirálba. A 7 csőspirál szilíciumkarbid bázisú tűzálló 19 döngölőmasszába van ágyazva, amely kitölti a 7 csőspirál és a 8 tokozat fala közötti 24 teret és lefedi a 4 reakciótér felé eső csőfelületet is. Itt a csöveket befelé lefedő réteg vastagságát kb. 20 mm-rel úgy választjuk meg, hogy a 19 döngölőmassza felületének hőmérséklete alacsonyabb legyen, mint a folyékony salak kb. 1100°C-nál levő dermedéspontja. A folyékony salaknak a falra érkezésekor a tűzálló 19 döngölőmasszán egy megdermedt 20 salakréteg képződik, amely végül átmegy egy folyékony állapotban lefolyó 21 salakfilmbe, amint azt a 3. ábra mutatja. A szilárd és folyékony salakréteg szempontjából üzem közben egy egyensúlyi állapot alakul ki, amely egyrészt függ a hőmérséklettől, a hőátadási feltételektől és a 4 reakciótérben fellépő lángreakció teljesítményétől, másrészt a hűtési intenzitástól és a hővezetéstől a 19 döngölőmasszában és a hűtőcsövekben. A 19 döngölőmassza és a megdermedt 20 salakréteg viszonylagosan szilárd és merev kötést alkotnak és különösen az indítási és leállítási folyamatok, továbbá az üzemállapot változtatása során termikus tágulásoknak és zsugorodásoknak vannak kitéve. A 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
