188685. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vasfürdő reaktorban szén-monoxidot és hidrogént tartalmazó, éghető gáz termelésére
188 685 1 2 X A találmány tárgya eljárás szén-monoxidot és hidrogént tartalmazó, éghető gáz termelésére -vasfürdőreak - torban, amelyben a folyékony vasfürdő van, amelyhez széntartalmú, szilárd vagy folyékony tüzelőanyagot adunk és a fürdőfelületre legalább részben oxigénből ál- 5 ló gázsugarat fúvatunk, miközben a tüzelőanyagok elgazosodnak, a gáztérben a fürdőfelület felett összegyűlnek, és onnan azokat elvezetjük. Régóta ismertek olyan eljárások, melyeknél szenet vagy egyéb szén tartalmú tüzelőanyagokat salakréteggel együtt vasfürdőreak torban illetve acélfürdőre aktorban folyamatosan elgázosítanak és így lényegében szénmotioxidból és hidrogénből álló gázt állítanak elő. A 29 52 434 számú német szövetségi köztársaságbeli, nyilvánosságrahozatali irat szerint egy,a vasfürdő felszíne 15 felett elhelyezett fúvólándzsából oxigént fúvatnak p fürdőfelszínre, miáltal eg>' magas hőmérsékletű befuvatási hely jön léire. Erre a magas hőmérsékletű befúvatási helyre hordozógázzal együtt szilárd szén tartalmú port fúvatnak be. 20 Továbbá a 25 20 883 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásból olyan eljárás ismeretes, melynél szenet vagy széntartalmú tüzelőanyagot a fürdőfelszín alatt fúvatnak be a vasfürdőbe. A legalább részben oxigénből álló gázsugarat is a vasfürdő felszíne alatt 26 hívatják be a vasfürdűbe, a fúvókák védelme céljából szénliidrogéngáz.zal körülvéve. Végül a 25 20 868 számú német szövetségi köz társaságbeli szabadalmi leírásból eljárás ismeretes, melynél a vasfürdőhöz kiegészítőleg energiadús szenet, elemi 30 szenet, alumíniumot, szilíciumot, kalcium-karbidot vagy ezek keverékeit adják, adott esetben függetlenül az elgáz.asítandö széntől. Ezáltal a s/.énelgázosítási folyamatba hőt visznek be. Ezen ismert eljárások hátránya, hogy rosszabb minő-35 ségű tüzelőanyagok, különösen csekély fűtőértékű szénfajták nem gázosíthatók el gazdaságos módon, mivel energiadús tüzelőanyagok hozzáadására van szükség, hogy az ilyenfajta tüzelőanyagoknál a vasfürdő hőmérsékletét fenn tudják tartani. Végül az ismert eljárásuknál 4g nem lehet olcsó oxidáló gázokat, például levegőt alkalmazni. A találmány céljául annak a feladatnak a megoldását tűztük ki, hogy kiküszöböljük az ismert eljárások hátrányait és olyan eljárást dolgozzunk ki, melynek segít-45 ségével gazdaságosan lehet szilárd, őrölt vagy folyékony formájú szén- vagy szénhidrogén-tartalmú tüzelőanyagokból vasfürdőrcaktorban éghető gázt előállítani, kevesebb energiadús tüzelőanyag és olcsó oxidáló gázok használata mellett; az eljárásnál különösen lényeges, 50 hogy az elgázosítási folyamat hőegyensúlyának kiegyenlítésére eddig alkalmazott energiadus tüzelőanyagok mellőzhetők. ■E feladatot úgy oldottuk meg, hogy az égést tápláló gázsugarat a gáztéren keresztül a fürdőfelületre hívatjuk, 55 és a gáztéven való áthaladáskor a képződött gázokat a gázsugárral elszívatjuk, részben elégetjük, és a fürdőfelszínre hívatjuk, és a képződött gázok elégésénél kelé tkeze tt hővel a vasfűi dót melegí tjük. Eközben a fűrdőfelület felett a gázsugár a gáztérber 60 lehetőleg hosszú utal tesz meg. A sugárhatás követkéz tében a gáztérben levő, a tüzelőanyagok elgázosításából származó gázt a gázsugár elszívja és magával ragadja. Ilyen hutás érvényesül például a vízlégszivattyúnáh Mivel a fürdőfelszínre irányított gázsugár lúdrogcngá/.t tarta!-65 2 máz, a képződött éghető gáz egy része elég. Az eközben létrejött hőt a vasfürdő veszi fel, mivel a gázsugár a forró égéstermékeket a fürdőfelszínre irányítja úgy, hogy a forró égéstermékek a fürdőfeiszínnel érintkeznek és hőjüket ott leadják. Az oxidáló gázból (oxigén, levegő vagy hasonló) álló gázsugárnak a fürdőfelületre történő, találmány szerinti befúvása által a vasfürdőreaktor hőmérlege lényegesen megjavul; így a találmány szerinti eljárással egyrészt a vasfürdő melegíthető, másrészt pedig az előállított gáz elvezethető és fűtőgázként hasznosítható. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy gázsugárként levegőt használjunk. így tehát nem szükséges technikai tisztaságú oxigént alkalmazni, mint az ismert eljárásoknál. A levegő általában olcsón áll rendelkezésre és egyszerű módon komprimálható a szükséges üzemi nyomásra. Ugyanakkor különösen előnyös a levegőt előmelegíteni, hogy az elgázosító folyamatból ne vonjunk el hőt a levegő felmelegítése céljából. A gyakorlatban célszerűnek mutatkozott a 300—400 °C közötti előme- Icgítési hőmérséklet. Eddig a .lőmérsékletig használni lehet a szokásos csővezetékrendszereket és zárószerkezeteket, és a vezetékrendszer hőszigetelése is gazdaságosan megoldható. Emellett azonban a gázsugár technikai tisztaságú oxigénből is állhat. Ez különösen nagyon alacsony fűtőértékű tüzelőanyagoknál előnyös. A gázsugár oxigénhányadát így lényegében gazdaságossági megfontolások és a felhasznált tüzelőanyagok minősége határozza meg. Előnyösen a szilárd vagy folyékony tüzelőanyagokat a vasfürdő felülete alá hívatjuk be. Ehhez hordozógázt használunk, mint például levegőt, nitrogént, szén -monoxidot, valamilyen inaktív gázt vagy hasonlót. Azonban a tüzelőanyag éppúgy bevezethető a fürdőlelszín felett. A gáztévben áthaladó, a fürdőlelszín fölé behívott gá/sngárban levő oxigén különösen arra szolgál, hogy a tüzelőanyagból képződött gázok egy részét elégesse. Az elgázosítási folyamat számára történő tulajdonképpeni oxigénbe vezetés viszont előnyösen a fürdofels/in alatt elhelyezett hívókékor! út történik. Ezek például több, koncentrikus csőből állnak. A fúvókák védelme céljából kívülről ismert módon szénhidrogéngázt áramoltatunk. A fürdőfelszín alatt bevezetett oxigéngáz és a fürdőfelszín felett bevezetett gázsugárban levő oxigéngáz aránya tetszőleges határok között változtatható. Lehetséges például, hogy az összes oxigéngáz, 80%-át a gázsugáron keresztül felülről hivatjuk be és csak 20%-át vezetjük be a fürdőlelszín alatt, vagy éppen fordítva, a vasfürdőrcaktorba bevezetett összes oxigemnennyiség 8U%-át a turclofels/ín alatt hívatjuk be és felülről a gázsugárban csak 20%-ot vezetünk be. Mégis bebizonyosodott, hogy a vasfürdőreak torba bevezetett összes oxigénmennyiségnek legalább 10%-át a gázsugárrai a fűrdöfelületrc kell hívatni, hogy hasznosítsuk a találmánynak a hőház.tartással kapcsolatos előnyeit. Ez az. arány 100%-ig növelhető. Ugyanakkor meglepetésszerűen azt találtuk, hogy a gázsugár oxigéntartalma a tüzelőanyag oxidálásáta szolgál a vas fürdőben. A vasfürdőreaktor szokásos üzemeltetésénél az összes oxigéttmennyiségnek mintegy 40- 90%-át a gázsugár útján vezetjük be. Felülről gazdaságossági okokból vezetünk be lehetőleg nagy mennyiségű oxigént, mert az összmeimyiségnek ezt a hányadát általában alacsony nyomáson hívatjuk be, összehasonlít-
