CZ20011128A3 - Termočlánek k uspořádání za cihelnou vyzdívkou - Google Patents
Termočlánek k uspořádání za cihelnou vyzdívkou Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20011128A3 CZ20011128A3 CZ20011128A CZ20011128A CZ20011128A3 CZ 20011128 A3 CZ20011128 A3 CZ 20011128A3 CZ 20011128 A CZ20011128 A CZ 20011128A CZ 20011128 A CZ20011128 A CZ 20011128A CZ 20011128 A3 CZ20011128 A3 CZ 20011128A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- thermocouple
- inches
- gasifier
- arrangement
- refractory
- Prior art date
Links
- 239000011449 brick Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 40
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 27
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 21
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 10
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 10
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 5
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims description 2
- 239000011468 face brick Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 15
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 6
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 diesel Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NACUKFIFISCLOQ-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Cr] Chemical compound [Mg].[Cr] NACUKFIFISCLOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 229940117975 chromium trioxide Drugs 0.000 description 1
- GAMDZJFZMJECOS-UHFFFAOYSA-N chromium(6+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+6] GAMDZJFZMJECOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000006903 response to temperature Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000003079 shale oil Substances 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- 239000002641 tar oil Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
- G01K1/10—Protective devices, e.g. casings for preventing chemical attack
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/04—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples the object to be measured not forming one of the thermoelectric materials
- G01K7/06—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples the object to be measured not forming one of the thermoelectric materials the thermoelectric materials being arranged one within the other with the junction at one end exposed to the object, e.g. sheathed type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Description
Oblast techniky
Vynález se obecně týká ochrany termočlánku použitého při procesu zplynování, zejména použiti žáruvzdorné cihly pro prodloužení životnosti termočlánků použitých u procesů zplynování.
Dosavadní stav techniky
U vysokoteplotních procesů zplynování je horký částečně okysličený plyn vyroben z uhlovodíkových paliv, např. uhlí, olejů, uhlovodíkových odpadů apod. Při těchto procesech se nechají uhlovodíková paliva reagovat s reaktivním plynem obsahujícím kyslík, jako je vzduch nebo kyslík, ve zplyňovacím reaktoru, aby se získal horký částečně okysličený plyn.
Výraz „uhlovodíkový,, zde použitý pro popis různých vhodných přiváděných materiálů, které obsahují plynné, kapalné a pevné uhlovodíkové a uhlíkaté materiály, a jejich směsi. Ve skutečnosti v podstatě každý hořlavý organický, uhlík obsahující materiál nebo jeho kaly, může být zahrnut do definice výrazu „uhlovodíkový,,. Pevné, plynné a kapalné přiváděné materiály mohou být smíchány a použity současně, a ty mohou zahrnovat, parafinové, olefinové, acetylenové, naftenické a aromatické sloučeniny v jakémkoliv poměru. V definici výrazu „uhlovodíkové,, jsou zahrnuty také okysličené uhlovodíkové organické materiály obsahující, karbohydráty, celulosové materiály, aldehydy, organické kyseliny, alkoholy, ketony, okysličené palivové oleje, odpadni kapaliny a meziprodukty z chemických pochodů obsahující okysličené uhlovodíkové organické materiály a jejich směsi.
• · ···· · • · · • ···· · ·· *··
Výraz „kapalný hydrokarbon,, je zde použit k popisu vhodného kapalného přiváděného materiálu, který obsahuje různé materiály jako je zkapalněný topný plyn, ropné destiláty a odpady, benzin, nafta, kerosén, ropa, asfalt, plynový olej, zbytkový olej, dehtový olej, olej z břidlic, olej derivovaný z uhlí, aromatické uhlovodíky (jako frakce benzenu, toluenu, xylenu), kamenouhelný dehet, cyklický plynový olej z fluidních katalytických krakovacích pochodů, furfuralový extrakt z koksárenského plynového oleje a jejich směsi.
Zde použitý výraz „plynné uhlovodíky,, zahrnuje vhodné plynné přiváděné materiály včetně metanu, etanu, propanu, butanu, pentanu, zemního plynu, koksovacího plynu, rafinérského plynu, acetylenový odpadní plyn, etylénový podřadný plyn a jejich směsi.
Zde uvedený výraz „pevná uhlovodíková paliva,, je použit pro popis vhodných přiváděných materiálů, zahrnujících uhlí ve formě antracitu, živičného, subživičného; lignitu, koksu, zbytků vzniklých ze zkapalňování uhlí; rašeliny; naftonosné břidlice; dehtových písků; petrolejového koksu; asfaltu, uhlíku ve formě částic ( saze nebo popel), pevný uhlík obsahující odpadní materiály jako jsou splašky, a jejich směsí. Určité typy uhlovodíkových paliv, zejména uhlí a petrolejový koks, produkují vysokou hladinu popele a roztavené strusky.
V reakční zóně zplyňovacího reaktoru, se uhlovodíkové palivo dostává do styku s plynem, obsahujícím volný kyslík, případně za přítomnosti teplotního moderátoru. V reakční zóně,obsah obvykle dosáhne teplot v rozsahu 930 °C (1700°F) až 1650 °C (3000 °F) a ještě typičtěji v rozsahu 1100 °C (2000 °F) až 1540 °C (2800 °F). Tlak bude obvykle v rozsahu
100 KPa (1 atmosféra) až 25 000 KPa (250 atmosfér) a zejména ·
*
Φ
Φ *
• Φ
ΦΦ
v rozsahu 1500 Kpa (15 atmosfér) až 15 000 Kpa (150 atmosfér).
Při obvyklém zplyňovacím procesu bude horký částečně okysličený plyn obvykle obsahovat H2, CO a alespoň jeden plyn ze skupiny H2O, CO2, H2S, COS, NH3, N2 a AR. Částicový uhlík, popel a/nebo roztavená struska, obvykle obsahující sloučeniny jako SiO2, A12O3 a oxidy a oxysulfidy kovů jako je Fe a Ca jsou obvykle produkovány dobře známým částečně okysličovacím procesem v reakční zóně vertikální ocelové tlakové nádoby se žáruvzdornou vyzdívkou a s volným tokem, proudícím dolů. Příklad takového pochodu a tlakové nádoby je znázorněn a popsán v US patentu 2 818 326, který je zde zahrnut v odkazech.
Termočlánky se obvykle užívají pro měření teploty v těchto vysoko teplotních pochodech, včetně teploty ve zplyňovacím reaktoru. Termočlánky jsou páry drátů z nestejných kovů, které jsou spojeny na obou koncích. Obsah drátů musí být dostatečně nestejný, aby mezi nimi vznikl rozdíl v elektrickém napětí. S výjimkou připojení na konci termočlánku, jsou oba dráty vzájemně elektricky odizolovány v ochranném pouzdru. Elektrická izolace je obvykle tvořena izolačním pláštěm, který je vytvořen z elektricky izolačního materiálu, majícího dva neprotínající se otvory, procházející axiálně částí délky pláště, přičemž dráty termočlánku se vedou otvory a otvory se vzájemně protínají pouze v jednom bodě. Typickými materiály pro ochranná pouzdra zahrnují vysokoteplotní, vysoce čisté keramické materiály, jako je kysličník hlinitý. Otvory mohou být vytvořeny odlitím žáruvzdorného materiálu okolo drátů termočlánku a čidla.
Základ činnosti termočlánku je, že se elektrické napětí, které existuje mezi spojovacími kovy mění s teplotou. Elektrické napětí ve srovnání s napětím skutečného nebo umělého standardu, který representuje stejné kovy při •
44· • · ♦ ··· · standardní teplotě a rozdíl v teplotě se měří přístrojem pro měřeni napětí, umístěným v obvodu termočlánku nebo alternativně přístrojem pro měření napětí, do kterého jsou vysílány signály vysílačem, umístěným v obvodu termočlánku. Volba různých kovů, použitých pro termočlánek se bude měnit v závislosti, kromě jiného, na očekávaném měřeném teplotním rozsahu. Např. jeden typ termočlánku běžně používaného pro podmínky, které jsou ve zplyňovacim reaktoru, má jeden drát, který obsahuje platinu a asi 30 % rhodia a druhý drát, který obsahuje platinu a asi 6 % rhodia. Pro zplyňovací reaktor jsou použitelné typ B, typ R a typ S termočlánku platina/rhodium.
Termočlánky mají velmi krátkou životnost v prostředí zplyňovacího procesu, zejména v prostředí, které je ve zplyňovacim reaktoru. Poměrně krátká životnost je dána částečně korosivní atmosférou, která převažuje během činnosti zplyňovacího reaktoru. Nechráněný termočlánek, ponechaný v prostředí je rychle napaden a ztrácí účinnost. Takové napadení může být mnohem horší jakmile se termočlánek dostává do styku s roztavenou struskou, přítomnou v reaktoru. Takový termočlánek se může stát neúčinným v několika minutách.
K odstranění tohoto problému jsou termočlánky obvykle vloženy do žáruvzdorné teploměrné jímky, uložené podél vnější stěny zplyňovacího reaktoru. Žáruvzdorné teploměrné jímky by měly obsahovat přehrady z chrom magnezitu, chrómu nebo podobných strusce odolných materiálů a mohou zahrnovat jiné žáruvzdorné nebo nežáruvzdorné materiály jako Al203, MgO, safír, molybden a nerezovou ocel. Tyto žáruvzdorné teploměrné jímky neposkytují úplnou tepelnou přehradu atmosféře uvnitř zplyňovacího reaktoru. Žáruvzdorné teploměrné jímky neodolávají tlaku, a neodolávají také napětí. Je to jednoduše pouze polopropustná hmotnostní překážka, která chrání teploměrnou jímkou před struskou, přímým plamenem a některými horkými plyny.
♦ ··
Při použiti ve zplyňovacim reaktoru může být termočlánek zaveden tak, že prochází otvorem ve vnější stěně tlakové nádoby reaktoru. Teploměrná jímka může pak procházet odpovídajícím otvorem v žáruvzdorném materiálu nebo několika žáruvzdorných materiálech, obvykle používaných k obezdívání vnitřní plochy tlakové nádoby reaktoru. Teploměrná jímka může procházet do otevřeného prostoru reaktoru a ještě obvykleji může být osazena zpět v malé vzdálenosti od vnitřního prostoru reaktoru.
Naneštěstí, umístění termočlánku uvnitř teploměrné jímky neposkytuje úplné řešení. Po čase roztavená struska prolomí teploměrnou jímku. Prolomení obvykle nastane vlivem účinků eroze a koroze, stejně tak jako vlivem tepelného a/mechanického napětím. Prolomení, zpočátku malé, dovoluje, aby se roztavená struska dostala do teploměrné jímky, kde přichází do styku s termočlánkem, což má za následek jeho nepoužitelnost.
Bude proto výhodné, vytvořit prostředky, kterými by se zvýšila životnost termočlánků, používaných ve zplyňovacim procesu.
Podstata vynálezu
Vynálezem je uspořádání termočlánku, u kterého termočlánek měří teplotu ve zplyňovacim reaktoru. Podstata termočlánku podle vynálezu spočívá v tom, že je zaveden stěnou zplyňovacího reaktoru tak, aby měřící prvek byl za nepřetržitou vrstvou z ohnivzdorných obkládaček. Soustava termočlánku je upevněna v otvoru, vytvořeném ve stěně zplyňovacího reaktoru, izolační cihly a případně části průchodu ohnivzdornou obkládačkou.
·· • ♦ • · • · ··*· ·
Přehled obrázků na výkrese
Příkladné provedení termočlánku podle vynálezu je znázorněno na připojeném výkresu, kde na obr. 1 je řez částí stěny zplyňovacího reaktoru, která je opatřena termočlánkem podle vynálezu, upevněného vně kovového pláště zplyňovacího reaktoru, procházejícího pláštěm zplyňovacího reaktoru, vrstvou nebo vrstvami izolačních cihel a částečně prochází ohnivzdornou obkládačkou.
Popis příkladu provedeni
Zde použitý výraz „termočlánek,, je zařízení pro snímáni teploty, které obsahuje čidlo termočlánku a dráty a nějakou podpěru, izolaci, ochranu nebo upevňovací prostředky, použité případně s čidly termočlánků a dráty.
Zde použitý výraz „ohnivzdorná obkládačka,, je vrstva nebo vrstvy žáruvzdorného materiálu nebo materiálů sousedící s vnitřním prostorem zplyňovacího reaktoru.
Zde použitý výraz „čidlo termočlánku,, popisuje bod, obvykle na vzdálenějším konci termočlánku, kde jsou nepodobné kovy spojeny a kde vzniká napětí.
Zde použitý výraz „teploměrná jímka,, je ochranný plášť, který poskytuje podstatnou překážku prouděni plynu a je schopen odolávat tlaku a těsnit proti tlaku.
Zde použitý výraz „pouzdro,, a „ochranné pouzdro,, se používají vzájemně záměně, aby se popsalo těleso, které poskytuje podpěru, ochranu a elektrickou izolaci alespoň pro jeden drát termočlánku.
··· · ♦ ··
Zde použitý výraz „roztavená struska,, zahrnuje popel, kovy, kysličník křemičitý a ostatní nečistoty, které mohou být fluidizovány v podmínkách reaktoru.
Při vysokoteplotních zplyňovacich procesech se z uhlovodíkových paliv, např. uhlí, olejů, uhlovodíkových odpadů apod. vytváří horký částečně okysličený plyn. Při těchto procesech uhlovodíkové palivo reaguje s reaktivním plynem obsahujícím kyslík, jako je vzduch nebo kyslík, ve zplyňovacím reaktoru, aby se získal horký částečně okysličený plyn. Zplyňovací reaktory jsou proto specielně konstruované parciální hořáky. V reakční zóně zplyňovacího reaktoru se uhlovodíkové palivo dostává do styku s plynem obsahujícím volný kyslík, případně za přítomnosti teplotního moderátoru. V reakční zóně se dosáhnou obvykle teploty v rozsahu 930 °C (1700 °F) až 1650 °C (3000 °F) a ještě obvykleji 1100 °C (2000 F) až 1540 °C (2800 °F) . Tlak bude obvykle v rozsahu 100 KPa (1 atmosféra) až 25 000 KPa (250 atmosfér) a ještě obvykleji v rozsahu 1500 KPa (15 atmosfér) až 15000 Kpa (150 atmosfér).
mnoha použiti palivo obsahuje podstatné množství popele. Při zplyňovacich teplotách může být popel částečně nebo úplně roztaven. Dává se obvykle přednost tomu, aby se popel udržoval v roztaveném stavu dokud neopustí zplyňovací reaktor. Jinak se může částicová hmota shromažďovat a ucpat reaktor. Avšak tento roztavený popel nebo struska je velmi škodlivý pro plochy, kterých se dotýká. Roztavený popel napadá žáruvzdornou cihlu a tato cihla se musí pravidelně vyměňovat.
Zplyňovací reaktor musí být konstruován tak, aby odolával tlakům, které jsou uvnitř něho. To obvykle vyžaduje kovový plášť 10 z obr. 1. Plášť 10 může být z ocele, molybdenu nebo jiného vhodného materiálu. Tento plášť musí být schopen odolávat tlakům, vznikajícím ve zplyňovací při ··· nejvyšší teplotě, kterou plášť dosáhne během činnosti. Při teplotách asi 1100 °C (2000 °F), typické pro vnitřní prostor zplyňovače se pevnost ocele silně snižuje.
Proto je mezi zplyňovací zónou a pláštěm vrstva nebo vrstvy izolačních cihel 22. Izolační cihly mohou být asi od 15 cm (6 palců) do asi přes 25 cm (10 palců) tlusté. Cihly jsou obvykle v několika vzájemně se překrývajících vrstvách. Cihla je vyrobena z některého vhodného izolačního materiálu. Je to často kysličník hlinitý, kysličník chromitý, kysličník horečnatý nebo jejich směsi. Izolační cihla je často odlita jako materiál, který má nižší hustotu než ohnivzdorná obkládačka.
Upevnění termočlánku musí procházet otvorem 32 v plášti zplyňovače a tím také izolační cihlou. Tepelný koeficient roztažnosti kovového pláště a izolační cihly je různý. Proto jak se reaktor ohřívá a ochlazuje, plášť a izolační cihla se obvykle vůči sobě pohybují. Otvor 32 v plášti a izolační cihle, kterým prochází termočlánek, musí mit dostatečný průměr, aby dovoloval vzájemný pohyb pláště, izolační cihly a případně ohnivzdorné obkládačky, aniž by se přestřihl termočlánek. V jednom provedení vynálezu je průměr otvoru mezi asi 1,3 cm (0,5 palce) a asi 15 cm (6 palci). Průměr otvoru je s výhodou mezi asi (2,5 cm (1 palec) a asi 10 cm (4 palci).
Na vnitřní ploše izolační cihly je jedna nebo více vrstev ohnivzdorných obkládaček. Tato ohnivzdorná obkládačka je často podobného složení jako izolační cihla, i když má podstatně vyšší hustotu než izolační cihla. Tato ohnivzdorná obkládačka je tepelně vodivější než izolační cihla. Tato ohnivzdorná obkládačka je vyrobena z kteréhokoliv vhodného izolačního materiálu, tj. kysličníku hlinitého, kysličníku chromitého, kysličníku hořečnatého nebo jejich směsí. Tato ohnivzdorná obkládačka je vystavena zplyňovací zóně. Pro φ ···* φ ··· přiváděnou vsázku, která má podstatné množství strusky, t j. větší než 0,1 procento hmotnostní celkové vsázky, jsou pak ohnivzdorné obkládačky s výhodou vyrobeny z žáruvzdorného materiálu, který více odolává strusce, jako jsou vysokojakostní kysličník chromitý, horečnatý nebo jejich směsi.
Vrstva nebo vrstvy 24 cihel pro tepelné obklady mohou mít tloušťku v rozsahu asi 10 cm (4 palce) až asi 36 cm (14 palců). Výhodná tloušťka cihel pro tepelné obklady je asi 15 cm (6 palců) až 31 cm (12 palců), ještě výhodněji asi 20 cm (8 palců) až asi 25 cm (10 palců).
Termočlánky máji velmi krátkou životnost v prostředí, které se nachází ve zplyňovacim procesu, zejména prostředí ve zplyňovacím reaktoru. Nechráněný termočlánek ponechaný v tomto prostředí je rychle napaden a ztrácí použitelnost. Takové napadení je ještě horší, když přichází termočlánek do styku s roztavenou struskou, nacházející se v reaktoru. Takový termočlánek se může stát neúčinným během několika minut.
Čidlo 30 termočlánku podle předloženého vynálezu je uloženo za vrstvou ohnivzdorných obkládaček 24. Termočlánek 26, s nebo bez teploměrné jímky, prochází postupně přímo otvorem v ocelovém plášti 10 zplyňovače a potom souosým otvorem 32 v žáruvzdorné izolační cihle a potom, případně, část cesty ohnivzdornou obkládačkou 24.
Odezva na teplotu, tj. doba pro změnu teploty ve zplyňovači, která se má odrazit v odezvě termočlánku, závisí částečně na tloušťce vrstvy ohnivzdorné obkládačky mezi termočlánkem a zplyňovači zónou. Dále menší izolační účinek ohnivzdorné obkládačky bude mít za následek, že odečet termočlánku umístěného za ohnivzdornou obkládačkou, bude nízký. Doba prodlevy a teplotní rozdíl jsou výraznější u » · · · « · · · ·· • · • ♦ • · ♦ ♦·· · ·♦· tlustších vrstev ohnivzdorných obkládaček mezi čidlem 30 termočlánku a vnitřním prostorem zplyňovače. Tloušťka vrstvy ohnivzdorných obkládaček mezi čidlem termočlánku a vnitřním prostorem zplyňovače by proto měla být menší než 31 cm (12 palců), s výhodou menší než 23 cm (9 palců), ještě výhodněji menší než 15 cm (6 palců) a ještě výhodněji menší než 12 cm (4,5 palců). Současně je ohnivzdorná obkládačka napadána roztavenou struskou a atmosférou uvnitř zplyňovače a ohnivzdorné obkládačky se mohou poškodit. Poškození se může urychlit napětím, způsobeným zmenšenou tloušťkou ohnivzdorné obkládačky před termočlánkem. Proto tloušťka ohnivzdorné obkládačky je s výhodou větší než 5 cm (2 palce), výhodněji větší než 8,9 cm (3,5 palce). Pro uhlovodíkovou vsázku, která vytváří větší množství roztavené strusky, tj. větší než 0,1 procenta hmotnostního vsázky, je tloušťka ohnivzdorné obkládačky s výhodou větší než 8,9 cm (3,5 palce), ještě výhodněji větší než 10 cm (4 palce).
Tyto rozměry se mohou měnit pro různé vsázky. Tloušťka cihly pro tepelný obklad mezi otvorem obsahujícím termočlánek a vnitřním prostorem zplyňovače může být v rozsahu od asi 20 % až asi 100 % tloušťky ohnivzdorné obkládačky, s výhodou od asi 30 % do asi 66 % a nejlépe od asi 40 % do asi 60 % tloušťky ohnivzdorné obkládačky. V tomto rozsahu je tloušťka mezi otvorem a vnitřním prostorem zplyňovače menší než 100 %, a s výhodou otvor prochází plynule od otvoru v izolační cihle. Z ohnivzdorné obkladačky, v pohledu z vnitřního prostoru zplyňovače, nebude s výhodou odstraněno podstatné množství materiálu.
Zejména výhodné provedení vynálezu má průměrnou tloušťku ohnivzdorné obkládačky asi 20 cm (8 palců) až 25 cm (10 palců), a tloušťku ohnivzdorné obkládačky před termočlánkem je mezi asi 8,9 cm (3,5 palce) a asi 12 cm (4,5 palce) a otvor nebo otvor procházející částečně ohnivzdornou obkládačkou. Tento otvor by měl být souvislý s otvorem • · · · · · *« • φ φφφφ ·· φ φ φφ φ ···φ · ·· | 1 ♦ ♦♦····
1 φφφφ φ ·· ··· procházejícím pláštěm a izolační cihlou. Tento otvor může být odlit do izolační cihly a ohnivzdorné obkládačky nebo může být obroben v namontované cihle. Otvor by měl mít takovou velikost a žáruvzdorný materiál by měl být tak namontován, aby termočlánek nebyl přestřižen následkem tepelné roztažnosti a pohybu během ohřívání a ochlazování reaktoru.
Při 10 centimetrové (4 palcové) tloušťce ohnivzdorné obkládačky před termočlánkem, s izolační cihlou, vnějším pláštěm a přírubovou soustavou znázorněnou na obr. 1, je asi 20 až 30 sekund prodleva v odezvě termočlánku na teplotní změny uvnitř reaktoru. Termočlánek bude mít také odečet o asi mezi 55 °C (100 °F) a asi 170 °C (300 °F) nižší než běžně montované termočlánky. Avšak jakmile je to jednou známé a termočlánek je takto kalibrován, s oběma faktory lze při činnosti a ovládání reaktoru počítat.
Termočlánek by měl být upevněn tak, aby se čidlo 30 nemohlo dotýkat žáruvzdorného materiálu 22 a 24. Dává se přednost tomu, aby bylo čidlo termočlánku umístěno mezi asi 0,6 cm (0,25 palce) a asi 8 cm (3 palci), s výhodou mezi asi
1,2 cm (0,5 palce) a asi 2,5 cm (1 palcem) před zadní plochou ohnivzdorné obkládačky mezi čidlem termočlánku a vnitřním prostorem zplyňovače.
Termočlánek 26 je sestaven z páru drátů 18. Dráty 18 mají rozdílný obsah kovu takový, aby mohl vzniknout mezi nimi rozdíl elektrického napětí, jakmile je termočlánek vystaven tepelnému zdroji. Oba dráty mohou např. obsahovat platinu a rhodium jako své primární složky s tím, že obsah platiny a rhodia je v obou drátech různý. Např. jeden z drátů může být čistá platina a druhý drát může obsahovat 10 % nebo 13 % rhodia. U obou drátů je zbytek hlavně platina.
Obvykle se dává přednost umístění čidla termočlánku na konec ochranného pláště 28. Dráty jsou vzájemně spojeny * · · · ♦ • * · · · • ·««· · · · • · ·« · · · • · · · · «· · ·· · horkým koncem 30 a studeným koncem (neznázorněný). Výrazy horký a studený jsou použity proto, že při použití k měření teploty zplyňovacího reaktoru, Horký konec 30 je umístěn blíž k tepelnému zdroji. Rozdíl mezi elektrickým napětím obou drátů se měří. Není důležité, jak se rozdíl napětí měří. Ve skutečnosti jsou odborníkům známy různé prostředky pro měření rozdílů v elektrickém napětí. Každý z těchto způsobů lze použít u předloženého vynálezu. Např. lze do obvodu termočlánku vložit voltmetr.
Jindy a s výhodou, je studený konec opatřen snímačem teploty (neznázorněný). Signál vydávaný snímačem teploty může být potom přenášen do řídícího střediska nebo jiného místa prostředky pro přenos signálu (neznázorněný).
S výjimkou horkého a studeného konce, oba dráty termočlánku jsou vzájemně od sebe odizolovány. I když není důležité jak jsou odizolovány, v tomto provedení je elektrická izolace provedena vysokoteplotní, vysoce čistou keramickou vložkou nebo odlitými samostatnými otvory uvnitř ochranného pláště 28.
Jsou dvě provedení tohoto vynálezu. První využívá teploměrnou jímku pro provedení další ochrany termočlánku. Termočlánek je zapouzdřen v teploměrné jímce, procházející z příruby. Tato teploměrná jímka by měla tvořit tlakovou (plynovou) přehradu umožňující, že za určitých okolností, může být termočlánek obsluhován s činností zplyňovače. Plynová přehrada nemusí být absolutní. Např. teploměrná jímka paladium/stříbro popsaná v US patentu 5 005 986, zde zahrnutá v odkazu, je propustná pro vodík. Teploměrná jímka nicméně za určitých okolností umožňuje, aby byl termočlánek v podstatě v atmosférickém tlaku. Avšak nedostatek je v tom, že teploměrná jímka prochází do reaktoru a prolomení v ohnivzdorné obkládačce dovolí korosivně erozivní roztavené strusce přímo
* φφφφ • · · · • φφ·· · · • φ · napadnout tlakovou přehradu. Proto toto není výhodné provedení vynálezu.
Soustava termočlánku a teploměrné jímky se na příslušném místě upevňuje tak, že se teploměrná jímka přišroubuje, připojí svorníky nebo svěrkami k přírubě 14 termočlánku. Použitím dvou samostatných spojení se dosáhne zvýšená účinnost v tom, že termočlánek 26 může být vyměněn, aniž by se musela vyjmout teploměrná jímka.
Jindy mohou být na ochranu termočlánku použita ochranná pouzdra, aniž by se vytvořilo tlakové těsnění. V některém místě musí dráty termočlánku vycházet z tlakové nádoby. Dráty procházejí tlakovou těsnící tvarovkou, která je ve styku s vložkou, která zapadá do odnímatelné příruby 14. Příruba 14 je sdružená s redukční přírubou 12, která lícuje s vnější ocelovou stěnou 10 tlakové nádoby zplyňovacího reaktoru.
Dává se přednost tomu, aby bylo tlakové těsnění okolo drátů termočlánku vytvořeno v místě, kde je teplota podstatně nižší než teplota ve zplyňovači, tj. nižší než 540 °C (1000 ° C) nebo nižší než s výhodou 320 °C (600 °F) a ještě výhodněji nižší než 200 °C (400 °F) . Tlakové těsnění nebude tak vystaveno napadení roztavenou struskou v případě popraskání ohnivzdorné obkládačky. Struska ztuhne a nedostane se k tlakovému těsnění. Dále, elastomery nebo jiné tlakové těsnící konektory mají obvykle delší životnost, kdy nejsou vystaveny teplotám, které jsou ve zplyňovači. Tlakové těsnění je obvykle vytvořeno poblíž nebo uvnitř příruby 14 termočlánku.
Ochranné pouzdro je obvykle vyrobeno z některého vhodného žáruvzdorného materiálu, tj. kysličníku hlinitého, kysličníku chromitého, kysličníku hořečnatého nebo jejich směsí. Ochranné pouzdro však nebude vystaveno roztavené strusce, a může být proto vyrobeno z méně drahého kysličníku hliníku i když může reaktor obsahovat roztavenou strusku.
φφφφ · ·· • · · ♦ · * φ • · φ φφφφ · · φ • φ · φ φ φ· φ ··
Ochranné pouzdro obvykle obsahuje izolační vložku mezi dvěma elektrickými konektory. Ve výhodném provedení má ochranné pouzdro otvory, procházející po délce ochranného pouzdra, přičemž dráty termočlánku vedou otvory a otvory se vzájemně neprotínaji s výjimkou v bodě, kde se dráty spojuji.
Dále k ochrannému pouzdru, může být použito každé jiné ochranné pouzdro obvykle používané nebo později vyvíjené některým z běžných odborníků. Je výhodné také použít další ochranné pouzdro obklopující čidlo termočlánku a ochranné pouzdro. Taková pouzdra mohou obsahovat přepážky z žáruvzdorných a/nebo nežáruvzdorných materiálů jako je Α12Ο3, MgO, chrommagnézium, vysoce kvalitní chrom, molybden, nerezová ocel nebo jejich směsi nebo kombinace. Kombinací se myslí dva nepodobné materiály v témž pouzdře.
V provedení podle vynálezu, ochranné pouzdro může obsahovat vnitřní ochranné pouzdro a vnější ochranné pouzdro. Vnitřní ochranné pouzdro může být vytvořeno z žáruvzdorného materiálu s vysokou hustotou a nízkou porézností, jako je kysličník hlinitý nebo hořečnatý. Odlévatelný žáruvzdorný materiál, obvykle s vysokou hustotou a nízkou porézností, se pak odlije okolo vnitřního ochranného pouzdra a posadí tak, aby tvořilo vnější ochranné pouzdro okolo celého, ale vnitřního ochranného pouzdra. S výhodou je tímto odlévatelným žáruvzdorným materiálem s vysokou hustotou a nízkou porézností obsahuje oxid chrómu nebo chrommagnézium.
Ohnivzdorné obkládačky netvoří tlakové těsnění. Proto musí být pro utěsnění tlaku použita příruba nebo příruby 12 a 14 nebo jiná vhodná soustava. Pro tuto soustavu bude výhodné, když bude odnimatelná tak, aby mohl být termočlánek podle potřeby obsluhován. Alespoň jedna příruba je vhodný prostředek pro utěsnění otvoru v pouzdru zplyňovače, aby byl zplyňovač plynotěsný, a současně tvoří prostředek pro vyjímání termočlánku pro údržbu. Místo lícujících přírub lze ···· · * v v * · · · · • · · · · · · · • « · ·♦♦· · · · · · · · « « ·· · ·· ··· použít kryty opatřené závitem a trysky nebo jiné spojovací prostředky.
Příruba je s výhodou chráněná od sálavého tepla vyzařovaného z horké ohnivzdorné obkládačky a izolační cihly. Jinak by mohla být příruba nadměrně horká. Jeden ze způsobů ochrany je ten, že se příruba připevní směrem ven od pláště zplyňovače a protilehlé příruby, s termočlánkem procházejícím přírubou, a nejméně jednou a s výhodou několika podložkovými zařízeními 20 uvnitř tělesa příruby, která sledují vnitřní povrch ochranného pouzdra. Tato podložková zařízení 20, která mohou vypadat jako kroužky, obklopují zevnitř ochranné pouzdro. Je výhodné, aby byly tyto podložky nebo kroužky vyrobeny z poddajného izolačního materiálu. Dává se přednost kroužkům vyrobeným z kaolinové vlny. Tenké poddajné přehrady 32, umístěné mezi těmito kroužky nebo podložkami jsou také výhodné.
Tyto kroužky, podložky a tenké poddajné přehrady těsní otvor od sálavého tepla, vyzařovaného z ohnivzdorné obkládačky. Tato ohnivzdorná obkládačka působí jako černé těleso a může vyzařovat teplo podél dráhy, ve které probíhá ochranné pouzdro. Ochranná pouzdra jsou obvykle rovná. Blokováním tohoto sálavého tepla může být, místo kde ochranné pouzdro prochází tlakovým těsněním a je spojeno s obvyklejším drátem, udržováno pod asi 540 °C (1000 °F) a s výhodou pod asi 200 °C (400 °F) . Tyto kroužky, podložky a tenké poddajné přehrady také tvoří částečnou bariéru pro konvekční tepelné proudění.
Použití redukční termočlánek minimálním vyjmut a porušením přehrad, upevněn na příruby 12 dovoluje, aby mohla být provedena jeho těchto kroužků, podložek
Termočlánek jako takový, je termočlánkové přírubě 14. Vně této mohl být údržba, s a tenkých v tomto poddajných provedení, termočlánkové příruby 14 může být teplota podstatně snížena «· ·*·· · · · • · * · · ···· · · · · • · ·«· ··· ··· · ·· · ·· ··· tak, aby přívody termočlánku mohly být připojeny k běžným vysoce teplotním drátům, např. svorkovnici 16 uvnitř instalační trubky. Tato instalační trubka může mít plynové těsněni, aby se zabránilo úniku plynu a hrožení např. řídící místnosti. Tlakové těsnění mezi tlakovým zplyňovacím reaktorem a atmosférickou instalační trubkou je s výhodou vytvořeno v nebo těsně u termočlánkové příruby 14.
Umístění termočlánku za ohnivzdornou obkládačkou podle různých provedení vynálezu, kromě jiných výhod, zvyšuje životnost termočlánku oproti obvyklým termočlánkům zapouzdřeným ve strusce odolných ochranných pouzdrech.
U jiných provedení je více než jeden termočlánek vložen do dutiny 32 za ohnivzdornou cihlou, mající alespoň odpovídající počet vnitřních ochranných pouzder. U takového provedení, vzdálenější konce 30 jednoho nebo více termočlánků jsou s výhodou umístěny v různých místech podél délky ochranného pouzdra nebo ochranných pouzder do různých hloubek. Je výhodné, aby se hloubky ve kterých je umístěno čidlo termočlánku, měnily v rozsahu asi 5 cm (2 palce) nebo dále od čelní stěny ohnivzdorné obkládačky. Např. v provedení, u kterého jsou použity dva termočlánky, struska nejdále pronikající k ochrannému pouzdru obvykle dosáhne nejprve k termočlánku umístěnému nej těsněji ke špičce. Tento termočlánek se potom poškodí. Potom trvá další dobu než struska dosáhne k druhým termočlánkům a poškodí je. Proto může proces běžet déle a zastavení a zpuštění zplyňovače může být plánováno předem, aniž by bylo potřeba nouzové zastavení. Zatímco přesnost poskytovaná druhým termočlánkem není tak dobrá jako u prvního termočlánku, rozdíl nedělá řízení procesu problém, protože odečítání hodnot z druhého termočlánku může být opravováno na základě dat sebraných před poškození prvního termočlánku.
• · · · · ···« ♦ • · · ·· · ·*·· ·
V jiném provedení vynálezu může být jeden nebo více prostředků pro měření teploty pouze, tradičních termočlánků případné teploměrných jímek zplyňovače, včetně ale ne v ochranných pouzdrech a umístěných v otvorech, procházejících ohnivzdornou cihlou, tato pouzdra jsou z jakýchkoliv zmíněných žáruvzdorných materiálů nebo materiálů, u kterých se později zjistí, že jsou vhodné. Sbíhání teplot, zaznamenávaných termočlánkem, umístěným za ohnivzdornou cihlou s teplotou termočlánku více přímo vystaveného prostředí zplyňovače, může být využito ke zhodnocení podmínek ohnivzdorné cihly. Např. jestliže termočlánky za ohnivzdornou cihlou, které normálně mají odečet o 110 °C (200 °F) nižší než termočlánky více úplně vystavené vnitřnímu prostoru zplyňovače se dostávají blíže, např. na odečet o 55 °C (100 0 F) nižší než termočlánky více úplně vystavené vnitřku zplyňovače, a to je očividně ztenčením vrstvy ohnivzdorné cihly. Jestliže dvě měření mají stejné hodnoty, je to důkaz o podstatném porušeni ohnivzdorné cihly. Konečně, jestliže termočlánek přestane pracovat následkem napadení struskou, je to důkaz o porušení ohnivzdorné cihly struskou, nejméně do hloubky ohnivzdorné cihly mezi termočlánkem a vnitřním prostorem zplyňovače. Znalost poškození ohnivzdorné cihly dříve než se stane problém akutní, může znamenat pravidelnější zastavení a čas pro přípravu údržby během zastavení.
Claims (19)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Uspořádáni termočlánku v reaktoru, ve kterém se zplyňují uhlovodíkové materiály a který obsahuje roztavenou strusku a zahrnuje plášť, izolační cihlu a ohnivzdornou obkládačku, vyznačené tím, že uspořádání termočlánku sestává z čidla termočlánku a drátů zapouzdřených v ochranném pouzdru, procházejících otvorem v plášti zplyňovače a izolační cihlou, ale otvor neprochází úplně ohnivzdornou obkládačkou.
- 2. Ochranné pouzdro podle nároku 1, vyznačené tím, že obsahuje kysličník hlinitý, kysličník chromitý, kysličník horečnatý, nebo jejich směsi.
- 3. Ochranné pouzdro podle nároku 1, vyznačené tím, že obsahuje kysličník hlinitý.
- 4. Ochranné pouzdro podle nároku 1, vyznačené tím, že pouzdro obsahuje otvory, procházející axiálně části délky pouzdra, přičemž dráty termočlánku vedou otvory a tyto otvory se vzájemně protínají pouze v jednom bodě.
- 5. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, že čidlo termočlánku je umístěno ve vzdálenosti asi 0,6 cm až 8 cm (0, 25 až 3 palce) od zadní plochy ohnivzdorné cihly mezi čidlem termočlánku a vnitřním prostorem zplyňovače.
- 6. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, Že čidlo termočlánku je umístěno ve vzdálenosti asi1,2 cm až 2,5 cm (0,5 až 1 palec) od zadní plochy ohnivzdorné cihly mezi čidlem termočlánku a vnitřním prostorem zplyňovače.
- 7. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, že otvor má průměr asi 2,5 cm až 10 cm (1 až 4 palce).♦ « · «·«··«* · • · · · · · • ·· · ·«
- 8. Uspořádáni termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, že otvor má průměr asi 3,8 cm až 6 cm (1,5 až 2,5 palce).
- 9. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, že tloušťka vrstvy ohnivzdorné cihly mezi čidlem termočlánku a vnitřním prostorem zplyňovače je asi 5 cm až 23 cm (2 až 9 palců).
- 10. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, že tloušťka vrstvy ohnivzdorné obkládačky mezi čidlem termočlánku a vnitřním prostorem zplyňovače je asi 8,9 cm až 15 cm (3,5 palce až 6 palců).
- 11. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, že hmotnost vyrobené roztavené strusky je asi 0,1 % hmotn. nebo více hmotnosti uhlovodíkového materiálu a
tloušťka vrstvy ohnivzdorných obkládaček mezi otvorem a vnitřkem zplyňovače je asi 8,9 cm až 12 cm ( 3,5 až 4,5 palce). 12. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, v y z n a č e n é tím, že otvor prochází částí ohnivzdorné obkládačky, tloušťka ohnivzdorné obkládačky mezi otvorem a vnitřním prostorem zplyňovače je asi 8,9 cm až 15 cm (3,5 až 6 palců) a tloušťka ohnivzdorné cihly je jinak mezi 20 cm a 25 cm (8 palců až 10 palců). - 13. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, že obsahuje zapouzdření drátů termočlánku a čidla do ochranných pouzder.
- 14. Uspořádání termočlánku podle nároku 14, vyznačené tím, že nejvíce uvnitř ležící pouzdro je složeno z kysličníku hlinitého, kysličníku hořečnatého, chrommagnézia, • 9 9 9 Φ ΦΦΦΦ φφφ φΦ * φφφ Φφφ20 ···· * ·· · φφ ··· vysoce čistého chrómu, molybdenu, nerezové ocele nebo jejich směsí nebo kombinací.
- 15. Uspořádání termočlánku podle nároku 14, vyznačené tím, že vnitřní ochranné pouzdro je vytvořeno z kysličníku hlinitého nebo hořečnatého nebo jejich směsi a vnější ochranné pouzdro je složeno z kysličníku chromitého nebo chromagnézia, odlitého okolo vnitřního ochranného pouzdra.
- 16. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, že dále obsahuje termočlánek umístěný v teploměrné j ímce.
- 17. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, že dále obsahuje přírubu připevněnou směrem ven od pláště zplyňovače a protilehlé příruby, s termočlánkem procházejícím přírubou a dále obsahuje nejméně jedno podložkové zařízení obklopující zevnitř ochranné pouzdro.
- 18. Uspořádání termočlánku podle nároku 18, vyznačené tím, že podložková zařízení jsou složena z kaolinové vlny.
- 19. Uspořádání termočlánku podle nároku 1, vyznačené tím, že několik čidel termočlánků a drátů zapouzdřených v jednom nebo více ochranných pouzdrech, přičemž čidla termočlánků jsou v předem stanovených vzdálenostech od lícní plochy ohnivzdorné obkládačky a vzdálenosti se vzájemně liší nejméně o 5 cm (2 palce) .
- 20. Uspořádání termočlánku v reaktoru vyznačené tím, že v reaktoru je zplynováno uhlovodíkový palivový materiál a obsahuje roztavenou strusku a sestává z pláště, izolačních cihel a ohnivzdorných obkládaček, uspořádání termočlánku zahrnuje čidlo termočlánku a dráty zapouzdřené v ochranném pouzdru, procházejícím otvorem v plášti zplyňovače a izolačních cihel, kde tloušťka obkládačky mezi otvorem,4 4 · · ·····«* · φ • « 4 · 4 444444*4 44 4 4* ··· obsahujícím čidlo termočlánku a vnitřním prostorem zplyňovače je asi 20 % až 100 % tloušťky ohnivzdorné obkládačky u ohnivzdorné obkládačky mezi otvorem obsahujícím čidlo termočlánku a vnitřním prostorem zplyňovače.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10241998P | 1998-09-30 | 1998-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20011128A3 true CZ20011128A3 (cs) | 2001-08-15 |
| CZ300761B6 CZ300761B6 (cs) | 2009-08-05 |
Family
ID=22289754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20011128A CZ300761B6 (cs) | 1998-09-30 | 1999-09-30 | Termoclánek za cihelnou vyzdívkou |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6302578B1 (cs) |
| EP (1) | EP1117979A1 (cs) |
| JP (1) | JP4689827B2 (cs) |
| KR (1) | KR100691535B1 (cs) |
| CN (1) | CN1178052C (cs) |
| AR (1) | AR020535A1 (cs) |
| AU (1) | AU767091B2 (cs) |
| CA (1) | CA2344294C (cs) |
| CZ (1) | CZ300761B6 (cs) |
| MX (1) | MXPA01003297A (cs) |
| NO (1) | NO20011559D0 (cs) |
| PL (1) | PL197746B1 (cs) |
| TW (1) | TW432206B (cs) |
| WO (1) | WO2000019177A1 (cs) |
| ZA (1) | ZA200102363B (cs) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1153654A1 (en) * | 2000-05-09 | 2001-11-14 | BP Chemicals S.N.C. | Supervision of chemical reactions |
| CN2494505Y (zh) * | 2001-07-15 | 2002-06-05 | 昆山德士古气化服务有限公司 | 新型热电偶保护套管 |
| DE10152619A1 (de) * | 2001-10-25 | 2003-05-15 | Zinser Synthetics Gmbh | Vorrichtung zur Messung der Temperatur eines beweglichen Maschinenelements, insbesondere der Galette einer Spinnereimaschine |
| EP1488203A4 (en) * | 2002-03-18 | 2011-06-29 | Texaco Development Corp | PROTECTIVE CAP FOR A THERMAL ELEMENT IN A GASIFICATION APPARATUS |
| US6857776B2 (en) * | 2002-12-12 | 2005-02-22 | Ametek, Inc. | Connectorized high-temperature thermocouple |
| DE602004001005T2 (de) * | 2003-04-19 | 2006-11-09 | Haldor Topsoe A/S | Verfahren und Vorrichtung zur Messung von hohen Temperaturen |
| US7131768B2 (en) * | 2003-12-16 | 2006-11-07 | Harco Laboratories, Inc. | Extended temperature range EMF device |
| US7465086B1 (en) * | 2005-03-05 | 2008-12-16 | Foreman Instrumentation & Controls, Inc. | Adjustable length thermowell |
| DE102005040311B3 (de) * | 2005-08-24 | 2006-10-26 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Vorrichtung zur Temperaturmessung in Metallschmelzen |
| CN101538485B (zh) * | 2009-03-20 | 2012-06-27 | 西北化工研究院 | 气流床反应器温度控制系统与其控制方法 |
| CN102322969B (zh) * | 2011-06-03 | 2013-04-24 | 华东理工大学 | 用于气流床气化炉的高温测试探头及其装置、测试方法 |
| US20130078154A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | General Electric Company | System for refractory layer measurement |
| EP2926100B1 (en) * | 2012-11-30 | 2020-07-29 | Lummus Technology LLC | Thermal sensing system |
| US9508970B2 (en) | 2013-02-25 | 2016-11-29 | The Boeing Company | Enclosure for rechargeable batteries |
| CN104515407B (zh) * | 2014-12-09 | 2017-02-01 | 济源赛孚工业陶瓷有限公司 | 烧结窑测温热电偶保护装置 |
| KR102015728B1 (ko) * | 2018-06-26 | 2019-08-28 | 경기대학교 산학협력단 | 변형 계측 게이지 관통용 하우징이 구성된 강재 열물성 가열로 장치 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2818326A (en) | 1956-08-07 | 1957-12-31 | Texas Co | Method of shutting down the gas generator |
| JPS5019838Y1 (cs) * | 1974-04-16 | 1975-06-16 | ||
| US3975212A (en) | 1975-01-10 | 1976-08-17 | Aluminum Company Of America | Thermocouple protective composite tube |
| JPS5679218A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-29 | Toshiba Mach Co Ltd | Metallic mold temperature measuring device |
| US4483932A (en) | 1983-11-07 | 1984-11-20 | Norton Company | Refractory bodies for corrosive environments |
| US4776705A (en) * | 1987-06-11 | 1988-10-11 | Texaco Inc. | Thermocouple for use in a hostile environment |
| JPH0648217B2 (ja) * | 1987-12-24 | 1994-06-22 | 川惣電機工業株式会社 | 溶融金属の連続測温装置 |
| GB8805485D0 (en) * | 1988-03-08 | 1988-04-07 | Babcock Energy Ltd | Improvements in/relating to thermo-couples |
| US4871263A (en) * | 1988-05-16 | 1989-10-03 | Pyromation, Inc. | Protective tube for a temperature sensor |
| JPH0238826A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 温度計測器及びその温度計測器を使用した温度計測構造 |
| CN1018196B (zh) | 1988-09-25 | 1992-09-09 | 德士古发展公司 | 用在不利环境中的热电偶 |
| US5005986A (en) | 1989-06-19 | 1991-04-09 | Texaco Inc. | Slag resistant thermocouple sheath |
| JPH0368027U (cs) * | 1989-11-07 | 1991-07-03 | ||
| US5147137A (en) * | 1991-01-22 | 1992-09-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Refractory thermowell for continuous high temperature measurement of molten metal |
| CN1022347C (zh) | 1991-01-25 | 1993-10-06 | 佟金祥 | 贵金属热电偶安装结构 |
| US5071258A (en) * | 1991-02-01 | 1991-12-10 | Vesuvius Crucible Company | Thermocouple assembly |
| DE9109308U1 (de) | 1991-07-27 | 1992-11-26 | Hoechst Ag, 65929 Frankfurt | Temperaturmeßvorrichtung |
| JPH05172647A (ja) * | 1991-12-21 | 1993-07-09 | Ngk Insulators Ltd | 高温用温度センサー保護管 |
| US5209571A (en) * | 1992-07-09 | 1993-05-11 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Device for measuring the temperature of a molten metal |
| JP2503206Y2 (ja) * | 1992-09-07 | 1996-06-26 | バブコック日立株式会社 | 熱電対保護管 |
| JPH1048059A (ja) | 1996-07-30 | 1998-02-20 | Nippon Steel Corp | 高炉炉底温度計の交換方法 |
| JPH10160586A (ja) * | 1996-12-02 | 1998-06-19 | Daido Steel Co Ltd | 熱電対用保護管及びこれを用いる測温方法 |
-
1999
- 1999-09-28 US US09/407,502 patent/US6302578B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-30 CA CA002344294A patent/CA2344294C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-30 AR ARP990104925A patent/AR020535A1/es not_active Application Discontinuation
- 1999-09-30 EP EP99948501A patent/EP1117979A1/en not_active Withdrawn
- 1999-09-30 CN CNB998116238A patent/CN1178052C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-30 PL PL347470A patent/PL197746B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1999-09-30 CZ CZ20011128A patent/CZ300761B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1999-09-30 JP JP2000572638A patent/JP4689827B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-30 MX MXPA01003297A patent/MXPA01003297A/es not_active IP Right Cessation
- 1999-09-30 AU AU61665/99A patent/AU767091B2/en not_active Ceased
- 1999-09-30 KR KR1020017004143A patent/KR100691535B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-30 WO PCT/US1999/022529 patent/WO2000019177A1/en not_active Ceased
- 1999-11-30 TW TW088116839A patent/TW432206B/zh not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-03-22 ZA ZA200102363A patent/ZA200102363B/en unknown
- 2001-03-27 NO NO20011559A patent/NO20011559D0/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002525624A (ja) | 2002-08-13 |
| CN1321242A (zh) | 2001-11-07 |
| PL197746B1 (pl) | 2008-04-30 |
| AU767091B2 (en) | 2003-10-30 |
| KR100691535B1 (ko) | 2007-03-09 |
| KR20010088830A (ko) | 2001-09-28 |
| WO2000019177A1 (en) | 2000-04-06 |
| CA2344294A1 (en) | 2000-04-06 |
| PL347470A1 (en) | 2002-04-08 |
| TW432206B (en) | 2001-05-01 |
| EP1117979A1 (en) | 2001-07-25 |
| CA2344294C (en) | 2009-12-08 |
| US6302578B1 (en) | 2001-10-16 |
| ZA200102363B (en) | 2002-08-22 |
| NO20011559L (no) | 2001-03-27 |
| CN1178052C (zh) | 2004-12-01 |
| MXPA01003297A (es) | 2003-06-24 |
| JP4689827B2 (ja) | 2011-05-25 |
| CZ300761B6 (cs) | 2009-08-05 |
| NO20011559D0 (no) | 2001-03-27 |
| AU6166599A (en) | 2000-04-17 |
| AR020535A1 (es) | 2002-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2336244C (en) | Thermocouple for use in gasification process | |
| CZ300761B6 (cs) | Termoclánek za cihelnou vyzdívkou | |
| KR100649519B1 (ko) | 사파이어로 보강된 열전쌍 보호 튜브 | |
| EP0356593B1 (en) | Thermocouple for use in a hostile environment | |
| JP2002525624A5 (cs) | ||
| JP2717416B2 (ja) | 反応器用温度監視装置 | |
| MXPA01000385A (en) | Thermocouple for use in gasification process | |
| Bennett et al. | Improving thermocouple service life in slagging gasifiers | |
| Zirczay | Monolithic refractory problems in a gasifier |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20130930 |