PL107726B1 - Urzadzenie do zasilania sproszkowanym paliwem zbiornika gazu pod cisnieniem - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do zasi¬ lania sproszkowanym paliwem zbiornika gazu -pod •cisnieniem.Znane sa urzadzenia tego typu, zawierajace ipom- pa odsrodkowa, do zasilania zbiornika proszkiem, której wirnik umieszczony w zbiorniku jest prze¬ znaczony do wstrzykiwania proszku do zbiornika pod dzialaniem sily odsrodkowej, a takze przewód zasilajacy wirnik proszkiem pochodzacym z zew¬ natrz zbiornika, przy czym os obrotu wirnika po¬ krywa sie z osia -przewodu zasilajacego.W przypadku zasilania reaktora, stosowanego do zgazowywania wegla sproszkowanym paliwem stalym, w postaci np. wegla brunatnego lub kamiennego, trzeba prze¬ zwyciezyc cisnienie gazu w reaktorze, które zwykle wynosi co najmniej 10 at. Inna trudnosc stanowi wysoka temperatura iscianki reaktora. W celu prze¬ zwyciezenia tych trudnosci znane jest oddzielenie operacji sprezania proszku weglowego od jego wprowadzania do reaktora. W sposobie tym pro¬ szek jest mieszany z gazem pod cisnieniem w zbiorniku i nastejpnie przemieszczany ze zbiornika do reaktora. Cisnienie w zbiorniku musi byc co najmniej równe cisnieniu panujacemu w reakto¬ rze. Zwykle proszek miesza sie z powietrzem lub tlenem potrzebnym do zgazowania, zanim wpro¬ wadzi sie go do reaktora. Ze wzgledu na dosc dlu¬ gi czas przebywania proszku weglowego w zbior¬ niku, taka operacja mieszania nie moze byc prze- 10 20 prowadzana w zbiorniku ze wzgledu na niebezpie¬ czenstwo wybuchu.Mieszanie przeprowadza sie wiec zwykle w pal¬ niku, do którego uchodzi urzadzenie dozownicze, iprzemieszczajace proszek ze zbiornika do reaktora.Takim urzadzeniem dozowniczym moze byc np. przenosnik srubowy, polaczony z palnikiem reakto¬ ra, do którego uchodzi równiez przewód powietrz¬ ny lub gazowy. Mozliwe sa jednak i inne rozwia¬ zania, np. takie, w którym czastki wegla sa fluiidy- zowane w zbiorniku, a nastepnie zostaja zassane ze zbiornika w strumieniu fluidalnym i doprowa¬ dzone do palnika tak jak powietrze czy tlen.Zbiornik jest zwykle napelniany gazem pod cis¬ nieniem, obojetnym dla sproszkowanego ipaliwa, to znaczy gazem zawierajacym malo tlenu lufo nie zawierajacym go wcale, i który ma niska tempe¬ rature w porównaniu z temperatura panujaca w reaktorze gazyfikacyjnym. Do gazów nadajacych sie do tego celu nalezy zaliczyc np. azot, dwutlenek wegla, wodór, tlenek wegal, weglowodory gazowe i pare. Mozna równiez stosowac mieszaniny tych gazów ze soba i z innymi gazami, podobnie jak gaz otrzymany przez zgazowanie wegla i nastepnie ochlodzony.Taki gaz obojetny wprowadza sie do zbiornika inna droga niz proszek. Korzystnie, proszek w zbiorniku utrzymuje sie w stanie mniej lub 'bar¬ dziej fluidalnym.W innych znanych sposobach równiez stosuje sie posredni zbiornik, w którym sproszkowane paJliwo 107 726107 726 3 pozostaje w ciagu pewnego czasu w stanie zmie¬ szania z gazem pod cisnieniem. ^ W znanych urzadzeniach, za pomoca pompy od¬ srodkowej proszek jest wprowadzany do zbiornika wbrew dzialaniu wysokiego cisnienia gazu. Gaz jest obecny równiez w róznych czesciach pompy odsrodkowej, przez która przeplywa proszek. Cis¬ nienie gazu w (przewodzie dolotowym nie rózni sie wiele od cisnienia gazu w przestrzeni wypel¬ nionej proszkiem, do które-; uchodzi przewód do¬ lotowy na zewnatrz zbiornika.Poniewaz w zbiorniku panuje wysokie cisnienie, to bezposrednio za pompa odsrodkowa wystepuje znaczny skok cisnienia w odniesieniu do miejsca, w jktóryriu parzewód^asilajacy uchodzi do wirnika, zaiem w wirniku makniejsce znaczny spadek cis¬ nienia w kierunku prleciwnym do kierunku prze- ^I^JJ^C^^Hm^SJpfrlnice- cisnienia czastki prosz¬ ku* pofcómija pod <;diialaniem sily odsrodkowej.Zgodnie z tym, do kazdej wartosci róznicy cisnie¬ nia musi byc odpowiednio dobrana minimalna predkosc obrotowa wirnika pampy odsrodkowej dla wtloczenia czastek.W rzeczywistosci w kazdym punkcie wirnika sila odsrodkowa oddzialywujaca na czastki proszkur skompensowana o straty na tarcie, musi byc wiek¬ sza od sily oddzialywujacej na te czastki, pod wplywem róznicy cisnienia gazu. Ponadto, im wieksza trzeba pokonac calkowita róznice cisnie¬ nia, tym wieksza musi byc srednica wirnika i/lub tym szybciej musi sie on obracac, aby byl w stanie wywrzec na czastki zadana sile odsrodkowa.Urzadzenie wymienione we wstepie znane jest z opisu patentowego St. Zjedn. Am. nr 3182 825. $y nim jest zastosowany wirnik majacy dysze od¬ srodkowe, zbiezne w kierunku na zewnatrz niego, usytuowane promieniowo wzgledem osi jego obrotu i wtlaczajace proszek do zbiornika. Niedogodnoscia stosowania takich dysz jest ich sklonnosc do zaty¬ kania sie na skutek miejscowego zbijania sie prze¬ plywajacego przez nie proszku. W takim przypad¬ ku nie ma wiele mozliwosci odetkania dysz pod¬ czas jego dzialania.Celem wynalazku jest usuniecie tej niedogod¬ nosci.Cel ten zostal osiagniety w urzadzeniu wedlug wynalazku przez to, ze jego wirnik zawiera dwie tarcze usytuowane pod katem prostym wzgledem przewodu zasilajacego, przy czym pomiedzy tymi tarczami znajduje sie szczelina, laczaca zbiornik z przewodem zasilajacym. Tarcze te sa umieszczo¬ ne przy koncówce przewodu zasilajacego, który doprowadza proszek do szczeliny w srodku tarcz.Z tego miejsca srodkowego proszek jest przemiesz¬ czany na zewnatrz pod wplywem sily odsrodkowej, we wszystkich kierunkach,' i z duza predkoscia opuszcza wirnik na koncu szczeliny, to znaczy na •obwodzie tarcz.Prawdopodobienstwo zatkania jest znacznie zmniejszone, poniewaz w przypadku zaczatkowego zbijania sie czastek w szczelinie, strumienie prosz¬ ku znajdujace sie w .poblizu takiego miejsca daza do zniesienia takiej przeszkody.Inna zaleta wielokierunkowej szczeliny, zastoso¬ wanej wedlug wynalazku, w porównaniu ze wspomnianymi dyszami jest to, ze latwo mozna .ustalic, jaka powinna byc jej szerokosc, natomiast sztywna konstrukcja i stale wymiary dysz unie¬ mozliwiaja jakakolwiek regulacje. Moze to byc istotne" w przypadku zmiany rodzaju paliwa lub 5 wielkosci czastek, lub tez w przypadku koniecz¬ nosci zmiany wydajnosci.Jakkolwiek szczelina moze zasadniczo byc utwo¬ rzona pomiedzy dwiema plaskimi tarczami kolo¬ wymi, to wedlug wynalazku korzystnie stosuje sie 10 tarcze, pomiedzy którymi pozostaije szczelina zbiezna w kierunku na zewnatrz nich. Osiaga sie to przez zastosowanie tarcz, których przeciwlegle powierzchnie czolowe maja ksztalt lukowaty.Poniewaz sila odsrodkowa jest wytwarzana na 15 skutek oddzialywania scian tarcz na czastki prosz¬ ku, ta zbieznosc w kierunku .na zewnatrz jest ko¬ rzystna.Przewód zasilajacy napelnia sie na zewnatrz zbiornika cisnieniowego. Panuje w tym miejscu 20 cisnienie znacznie nizsze od cisnienia w zbiorniku, a niewiele rózniace sie od cisnienia w przewodzie zasilajacym. Te znaczna róznice cisnienia trzeba pokonac na rdrodze od srodka do obwodu wirnika.Gdyby w którejs chwili wirnik zastal oprózniony 25 podczas dzialania urzadzenia, np. na skutek szyb¬ szego wyladowywania od ladowania zbiornika, wtedy cisnienie w przewodzie zasilajacym wzroslo¬ by, co nie jest pozadane.Aby do tego nie dopuscic, zwraca sie ciagle uwa- 30 ge na to, by przewód zasilajacy byl stale pelny, najkorzystniej przez kontrolowanie zasilania.W korzystnym przykladzie wykonania wynalaz¬ ku, jest zastosowane urzadzenie mechaniczne do przemieszczania sproszkowanego paliwa przez 35 przewód zasilajacy, np. przenosnik slimakowy. Za¬ pewnia to ciagla dostawe proszku do wirnika pom¬ py odsrodkowej.Uklad napedowy wirnika umozliwia napedzanie tarcz wirnika z predkoscia nieco rózniaca sie mie¬ dzy soba. Korzystnie róznica predkosci tarcz jest mniejsza niz 10%. Eliminuje to tworzenie sie za¬ czatków zatorów w wirniku.Wedlug wynalazku jest równiez mozliwe zaopat7 rzenie co najmniej jednej z tarcz w profilowana powierzchnie z boku szczeliny. Na sku-tek zwiek¬ szenia tarcia pomiedzy ta tarcza a strumieniem czastek proszku, zwieksza sie sila odsrodkowa, umozliwiajac pokonywanie wiekszej róznicy cis¬ nien. Wyprofilowane tarcze moga byc zaopatrzone w rowki lub zebra wystajace z ich powierzchni czolowej.Powierzchnia tarczy moze nawet byc wyprofilo¬ wana tak, ze szczelina zostanie podzielona na czes¬ ci, to znaczy zostana utworzone przedzialy.W urzadzeniu wedlug wynalazku, wzdluz wirni- 55 ka wystepuje gradient cisnienia 'podczas dzialania pompy odsrodkowej. W przypadku zgazowywania wegla skok cisnienia na wirniku powinien byc za¬ sadniczo równy nadmiarowi cisnienia panujacego w reaktorze gazyfikacyjnym. Skok cisnienia w 60 wirniku zalezy od predkosci i gestosci czastek w wirniku, a dba te czynniki zaleza miedzy innymi od oddzialywania przyleglej sciany tarczy na czastfci proszku, Moze byc istotnym, np. dla dzia¬ lania reaktora gazyfikacyjnego, kontrolowanie 65 cisnienia w zbiorniku. Dla dokladnego kontrolo- 40 45 501071 5 wania cisnienia ma znaczenie mozliwosc regulo¬ wania skoku cisnienia w wirniku. Te mozliwosc regulowania skoku cisnienia mozna zwiekszyc wedlug wynalazku pomiedzytarczami. 5 W jednym z przykladów wykonania urzadzenia wedlug wynalazku, jest ono wyposazone w urza- ^ dzenie do regulowania szerokosci szczeliny pomie¬ dzy tarczami i/lub do regulowania predkosci obro¬ towej silnika. Uzyskuje sie dzieki temu mozliwosc 10 sterowania pompa odsrodkowa. Tarcze korzystnie sa napedzane z nieco odmienna predkoscia obroto¬ wa. Oczywiscie mozna równiez zmieniac przeciet¬ na predkosc obrotowa wirnika.Urzadzenie wedlug wynalazku nadaje sie zwlasz- 15 cza do zasilania proszkiem weglowym wysokocis¬ nieniowych czadnic za pomoca takiego zbiornika, z którego proszek jest doprowadzany do reaktora przez urzadzenie 4ozujace.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy- 2o kladzie wykonania na rysunku, na którym jest przedstawione urzadzenie wedlug wynalazku, w przekroju osiowym.Urzadzenie ma, zbiornik 1, w którym jest umiesz¬ czona pompa odsrodkowa 2, za pomoca której pro- 25 szek z przestrzeni 3 jest tloczony do zbiornika 1.Zbiornik 1 laczy sie z przewodem dolotowym 4, prowadzacym do reaktora gazyfikacyjnego, nie [przedstawionego na rysunku. W tej czesci zbior¬ nik 1 ma ksztalt lejowaty. Lejowate dno 5 jest 30 . wyposazone w porowata scianke wewnetrzna 6, poprzez która jest tloczony gaz, w celu fluidyzacji proszku weglowego wewnatrz zbiornika 1, oraz w celu napelnienia zbiornika gazem pod cisnieniem.Gaz jest wtlaczany kanalem 7.Dno 8 komory 3 ma równiez ksztalt leja, i jest ^ polaczone z przewodem zasilajacym 9, osadzonym na nim obrotowo i laczacym komore 3 ze szczelina 10 pomiedzy tarczami 11 i 12. Przewód zasilajacy 9 stanowi jedna calosc z tarcza górna 11, a ponad¬ to jest zaopatrzony w kolo 13 uzebione od zew- 40 natrz, zazebiajace sie z kolem zebatym 14, nasa¬ dzonym na wal 15 silnika elektrycznego 16. W przewodzie zasilajacym 9 jest osadzony obrotowo przenosnik slimakowy 17, którego wal 18 jest na- ipedzany silnikiem elektrycznym 19. *5 Dolna tarcza 12 jest podparta za pomoca walu 20 w lpzysku wahliwym 21. Na wale 20 znajduje sie kolo zebate 22, zazebione z kolem zebatym 23 wa¬ lu 24 silnika elektrycznego 25. Lozysko wahliwe 21 i ten silnik elektryczny sa zamocowane w zbiór- 50 niku 1 za pomoca ksztaltowników 26. Te uklady napedowe sa zabezpieczone w sposób nie uwidocz¬ niony na rysunku.Lejowate dno 5 zbiornika 1 uchodzi do komory 27 wytlaczania, do której,, pod katem prostym 55 wzgledem osi 28 zbiornika 1, uchodzi przewód 29, stanowiacy przedluzenie przewodu dolotowego 4. 6 Urzadzenie dziala nastepujaco. Proszek weglowy wypelnia stale lej 8 do ipewnej wysokosci, i jest stale doprowadzany przewodem zasilajacym 9 do szczeliny 10 za pomoca przenosnika slimakowego 17. Proszek ten jest wtlaczany do wewnatrz zbior¬ nika 1 za pomoca dwóch szybko * obracajacych sie tarcz 11 i 12. W zbiorniku 1, w którym panuje dosc wysokie cisnienie, proszek ten jest utrzymywany w stanie fluidalnym za pomoca gazu wplywajace¬ go do zbiornika 1 poprzez porowata scianke 6.Proszek weglowy jest wyladowany w sposób ciagly z lejowatego dna zbiornika 1 do przewodu dolotowego 4, przy czym strumien proszku weglo¬ wego jest wspomagany strumieniem gazu o duzej predkosci przeplywu, wpadajacym do komory 27 przewodem 29.~ Wydatek proszku kontroluje sie zmieniajac pred¬ kosc obrotowa przenosnika slimakowego 17 i tarcz 11 i 12, oraz odleglosc tarcz wzgledem siebie.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do zasilania sproszkowanym pali¬ wem zbiornika gazu pod cisnieniem, zawierajace pompe odsrodkowa, do zasilania zbiornika prosz¬ kiem, której wirnik jest umieszczony w zbiorniku i przeznaczony c}o wstrzykiwania proszku do zbiornika pod dzialaniem sily odsrodkowej, a tak¬ ze przewód zasilajacy wirnik proszkiem pochodza¬ cym z zewnatrz zbiornika, przy czym os obrotu wirnika pokrywa sie z osia przewodu zasilajacego. znamienne tym, ze wirnik stanowia dwie tarcze (11, 12), usytuowane pod katem prostym wzgledem przewodu zasilajacego (9), przy czym pomiedzy ty¬ mi tarczami znajduje sie szczelina (10) laczaca zbiornik <1) z przewodem zasilajacym (9). /. 2. Urzadzenie wedlug zastrz, 1, znamienne tym, ze szczelina (10) .pomiedzy tarczami ma ksztalt zwezajacy sie w kierunku na zewnatrz nich. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze ma ¦urzadzenie 'mechaniczne do przemiesz¬ czania sproszkowanego paliwa poprzez przewód zasilajacy, korzystnie majace postac przenosnika slimakowego (17). v 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wirnik ma uklad napedowy, umozliwiajacy na¬ pedzanie tarcz <11, 12) wirnika z róznymi pred¬ kosciami. 5. urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze uklad napedowy wirnika umozliwia naipedzanie tarcz z predkoscia rózniaca sie o mniej niz 10*/t. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze co najmniej jedna z tarcz (11, 12) jest zaopatrzo¬ na w powierzchnie ksztaltowa od strony szczeliny. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 4, znamienne tym, ze szerokosc szczeliny (10) oraz predkosc obrotowa silnika- sa nastawiane.107 726 RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. 99-80/O — 90 + 20 egz.Cena 45 zl PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do zasilania sproszkowanym pali¬ wem zbiornika gazu pod cisnieniem, zawierajace pompe odsrodkowa, do zasilania zbiornika prosz¬ kiem, której wirnik jest umieszczony w zbiorniku i przeznaczony c}o wstrzykiwania proszku do zbiornika pod dzialaniem sily odsrodkowej, a tak¬ ze przewód zasilajacy wirnik proszkiem pochodza¬ cym z zewnatrz zbiornika, przy czym os obrotu wirnika pokrywa sie z osia przewodu zasilajacego. znamienne tym, ze wirnik stanowia dwie tarcze (11, 12), usytuowane pod katem prostym wzgledem przewodu zasilajacego (9), przy czym pomiedzy ty¬ mi tarczami znajduje sie szczelina (10) laczaca zbiornik <1) z przewodem zasilajacym (9). /.
2. 2. Urzadzenie wedlug zastrz, 1, znamienne tym, ze szczelina (10) .pomiedzy tarczami ma ksztalt zwezajacy sie w kierunku na zewnatrz nich.
3. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze ma ¦urzadzenie 'mechaniczne do przemiesz¬ czania sproszkowanego paliwa poprzez przewód zasilajacy, korzystnie majace postac przenosnika slimakowego (17). v
4. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wirnik ma uklad napedowy, umozliwiajacy na¬ pedzanie tarcz <11, 12) wirnika z róznymi pred¬ kosciami.
5. 5. urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze uklad napedowy wirnika umozliwia naipedzanie tarcz z predkoscia rózniaca sie o mniej niz 10*/t.
6. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze co najmniej jedna z tarcz (11, 12) jest zaopatrzo¬ na w powierzchnie ksztaltowa od strony szczeliny.
7. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 4, znamienne tym, ze szerokosc szczeliny (10) oraz predkosc obrotowa silnika- sa nastawiane.107 726 RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. 99-80/O — 90 + 20 egz. Cena 45 zl PL