PL219230B1 - Ogniotrwałe ściany, urządzenia zgazowujące i sposób zgazowywania - Google Patents

Ogniotrwałe ściany, urządzenia zgazowujące i sposób zgazowywania

Info

Publication number
PL219230B1
PL219230B1 PL394366A PL39436611A PL219230B1 PL 219230 B1 PL219230 B1 PL 219230B1 PL 394366 A PL394366 A PL 394366A PL 39436611 A PL39436611 A PL 39436611A PL 219230 B1 PL219230 B1 PL 219230B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
layer
gasification
cooling
hot veneer
hot
Prior art date
Application number
PL394366A
Other languages
English (en)
Other versions
PL394366A1 (pl
Inventor
Wei Chen
Honghai Dong
Zhaohui Yang
Minggang She
Lishun Hu
Ke Liu
Xianglong Zhao
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of PL394366A1 publication Critical patent/PL394366A1/pl
Publication of PL219230B1 publication Critical patent/PL219230B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003Linings or walls
    • F27D1/0006Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/485Entrained flow gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/52Ash-removing devices
    • C10J3/526Ash-removing devices for entrained flow gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/74Construction of shells or jackets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/74Construction of shells or jackets
    • C10J3/76Water jackets; Steam boiler-jackets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/82Gas withdrawal means
    • C10J3/84Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C10J3/845Quench rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093Coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0959Oxygen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są ogniotrwałe ściany, urządzenia zgazowujące i sposoby zgazowania. Wynalazek dotyczy zwłaszcza ogniotrwałych ścian oraz generatorów odciekowych i sposobów zastosowania ogniotrwałych ścian.
Urządzenia zgazowujące, jak generatory gazu, generalnie stosuje się do zgazowywania węglowych paliw, jak węgiel, w celu wytworzenia mieszanek wodoru i tlenku węgla, jak gaz węglowy lub gaz syntezowy. Poprzez zgazowywanie węgla i innych materiałów zawierających węgiel energię wytwarza się bardziej efektywnie i z mniejszym zanieczyszczeniem środowiska, niż w niektórych tradycyjnych sposobach opartych na spalaniu.
Zasada zgazowywania węglowych paliw polega na kontrolowanym, częściowym spalaniu pod ciśnieniem od około 1 atmosfery do 200 atmosfer i w otoczeniu pary wodnej lub tlenu o temperaturze około 800°C do 2000°C. W przypadku zgazowywania węgla niezawodność działania urządzeń zgazowujących w tak surowych warunkach roboczych generalnie zależy od trwałości użytkowej i osiągów ścian ogniotrwałych dla utrzymania zgazowywania.
W niektórych urządzeniach zgazowujących podczas procesu zgazowywania powstaje stopiony lub ciekły żużel. Żużel jest czynnikiem powodującym korozję, wnikającym w ogniotrwałe ściany, przez co skraca trwałość użytkową ogniotrwałych ścian. W rezultacie urządzenia zgazowujące muszą być okresowo wyłączane w celu wymiany ogniotrwałych ścian, co zmniejsza wydajność oraz zwiększa koszt zgazowywania paliw węglowych. Dlatego zachodzi potrzeba wprowadzenia nowych i ulepszonych ścian ogniotrwałych oraz generatorów odciekowych, a także sposobów zastosowania ogniotrwałych ścian.
Ogniotrwała ściana, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera warstwę gorącej licówki mającą powierzchnię gorącej licówki, umieszczoną w sąsiedztwie środowiska zgazowywania paliw węglowych oraz warstwę podłoża pokrywającą warstwę gorącej licówki i warstwę chłodzenia pokrywającą warstwę podłoża, dostosowaną do chłodzenia warstwy gorącej licówki przez warstwę podłoża.
Korzystnym jest, gdy ściana ponadto zawiera warstwę żużla, osadzoną na co najmniej części powierzchni gorącej licówki warstwy gorącej licówki.
Ponadto, zawiera warstwę ściśliwą, pokrywającą warstwę chłodzącą.
Ogniotrwała ściana ponadto zawiera metalową osłonę pokrywającą warstwę ściśliwą.
Korzystnie, każda spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawiera jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych, i w której jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych dobrano z grupy zawierającej: ceramikę, węglik krzemu, azotek krzemu, tlenek glinu, dwutlenek cyrkonu, dwutlenek krzemu, tlenek magnezu, materiały obejmujące chrom, i ich połączenia.
Jedna lub więcej spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawierają materiały obejmujące chrom.
Urządzenie zgazowujące według wynalazku, do zgazowywania jednego lub więcej paliw węglowych, charakteryzuje się tym, że zawiera ogniotrwałą ścianę tworzącą komorę zgazowywania dla zgazowywania, co najmniej część ogniotrwałej ściany zawierającą warstwę gorącej licówki mającą powierzchnię gorącej licówki dostosowaną do utworzenia komory zgazowywania oraz warstwę podłoża wokół warstwy gorącej licówki i warstwę chłodzącą wokół warstwy podłoża i dostosowaną do chłodzenia warstwy gorącej licówki przez warstwę podłoża, jak również warstwę ściśliwą wokół warstwy chłodzącej i osłonę wokół warstwy ściśliwej.
Korzystnym jest, gdy urządzenie ponadto zawiera urządzenie chłodzące, umieszczone na wyjściu z urządzenia zgazowującego i połączone z nim płynowym przepływem.
Urządzenie chłodzące zawiera jedną spośród chłodnicy radiacyjnej gazu syntezowego i chłodnicy z kąpielą żużlową.
Urządzenie zgazowujące zawiera generator odciekowy.
Co najmniej część ogniotrwałej ściany ponadto zawiera warstwę żużla osadzoną na co najmniej części powierzchni gorącej licówki w warstwie gorącej licówki.
Warstwa żużla zawiera co najmniej jeden lub więcej spośród: dwutlenku krzemu (SiO2), tlenku żelaza (FeO), trójtlenku żelaza (Fe2O3), tlenku wapnia (CaO) i tlenku glinu (AI2O3).
Każda spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawiera jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych i w której jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych dobrano z grupy utworzonej przez:
PL 219 230 B1 ceramikę, węglik krzemu, azotek krzemu, tlenek glinu, dwutlenek cyrkonu, dwutlenek krzemu, tlenek magnezu, materiały obejmujące chrom i ich połączenia.
Jedna lub więcej spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawierają materiały obejmujące chrom.
Warstwa chłodząca zawiera jedną lub więcej rur cyrkulacji płynu chłodzącego, dla chłodzenia warstwy gorącej licówki.
Warstwa ściśliwa zawiera włókniste materiały ceramiczne.
Sposób zgazowywania, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że wprowadza się jedno lub więcej paliw węglowych i jeden lub więcej strumieni utleniających do urządzenia zgazowującego, przy czym urządzenie zgazowujące zawiera ogniotrwałą ścianę tworzącą komorę zgazowywania dla zgazowywania, z co najmniej częścią ogniotrwałej ściany zawierającą warstwę gorącej licówki dostosowaną do utworzenia komory zgazowywania, warstwę podłoża wokół warstwy gorącej licówki, warstwę chłodzącą wokół warstwy podłoża i warstwę ściśliwą wokół warstwy chłodzącej, zgazowuje się jedno lub więcej paliw węglowych w urządzeniu do zgazowywania, dla wytworzenia co najmniej gazu syntezowego i żużla i chłodzi się warstwę gorącej licówki przez warstwę podłoża warstwą chłodzenia, przez co część żużla osadza się na co najmniej części warstwy gorącej licówki.
Korzystnie, urządzenie zgazowujące zawiera generator na żużel ciekły.
Korzystnie, ponadto wprowadza się gaz syntezowy i żużel do urządzenia chłodzącego, dla chłodzenia.
Każda spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawiera jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych, i w której lub więcej materiałów ogniotrwałych dobiera się z grupy zawierającej: ceramikę, węglik krzemu, azotek krzemu, tlenek glinu, dwutlenek cyrkonu, dwutlenek krzemu, tlenek magnezu, materiały obejmujące chrom i ich połączenia.
Jedna lub więcej spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawierają chrom.
Przedstawiono ogniotrwałą ścianę zgodną z przykładem wykonania wynalazku. Ogniotrwała ściana zawiera warstwę gorącej licówki zawierającą powierzchnię gorącej licówki umieszczoną w sąsiedztwie środowiska zgazowywania paliw węglowych, warstwę podłoża pokrywającą warstwę gorącej licówki oraz warstwę chłodzącą pokrywającą warstwę gorącej licówki i dostosowaną do chłodzenia warstwy gorącej licówki przez warstwę podłoża.
Urządzenie zgazowujące do zgazowywania jednego lub więcej paliw węglowych jest przedstawione zgodnie z innym przykładem wykonania wynalazku. Urządzenie zgazowujące zawiera urządzenie zgazowujące zwierające ogniotrwałą ścianę tworzącą komorę zgazowywania dla zgazowywania. Co najmniej część ogniotrwałej ściany zawiera warstwę gorącej licówki zawierającą powierzchnię gorącej licówki dostosowaną do utworzenia komory zgazowywania, warstwę podłoża wokół warstwy gorącej licówki i warstwę chłodzenia wokół warstwy podłoża, dostosowaną do chłodzenia warstwy gorącej licówki poprzez warstwę podłoża. Co najmniej część ogniotrwałej ściany ponadto zawiera warstwę ściśliwą, wokół warstwy chłodzenia oraz osłonę, wokół warstwy ściśliwej.
Sposób zgazowywania, w którym wprowadza się jedno lub więcej węglowych paliw i jeden lub więcej strumieni utleniających do urządzenia zgazowującego. Urządzenie zgazowujące zawiera ogniotrwałą ścianę tworzącą komorę zgazowywania dla zgazowywania, z co najmniej częścią ogniotrwałej ściany zawierającą warstwę gorącej licówki dostosowaną do utworzenia komory zgazowania, warstwę podłoża wokół warstwy gorącej licówki i warstwę chłodzenia wokół warstwy podłoża. Co najmniej część ogniotrwałej ściany ponadto zawiera warstwę ściśliwą, wokół warstwy chłodzenia. W sposobie zgazowywania węgla ponadto wykonuje się zgazowywanie jednego lub więcej paliw węglowych w urządzeniu zgazowującym, dla wytworzenia co najmniej gazu syntezowego i żużla i chłodzi się warstwę gorącej licówki przez warstwę podłoża warstwą chłodzenia, przez co część żużla osadza się na co najmniej części warstwy gorącej licówki.
Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładach wykonania na podstawie rysunku, na którym fig. 1 schematycznie przedstawia urządzenie zgazowujące zgodne z jednym przykładem wykonania wynalazku, a fig. 2 schematycznie przedstawia przekrój ogniotrwałej ściany urządzenia zgazowującego, pokazanego na fig. 1.
W poniższym opisie dobrze znane funkcje lub konstrukcje nie są opisane szczegółowo, aby uniknąć przysłonięcia tego wynalazku zbędnymi detalami. Użyte tu określenia „pokrywająca” i „wokół” nie mają na celu wykluczenia możliwości dodatkowych pośrednich warstw, występujących dla rozszerzenia takich warstw, bez zakłócenia funkcjonalności struktury i aspektów chłodzenia obecnego wynalazku.
PL 219 230 B1
Na figurze 1 pokazano schemat urządzenia zgazowującego 10 do zgazowywania węglowych paliw, jak węgiel, zgodnie z przykładem wykonania tego wynalazku. Należy nadmienić, że urządzenie zgazowujące 10 nie jest ograniczone do żadnego szczególnego urządzenia zgazowującego. W niektórych nieograniczających przykładach wykonania urządzenie zgazowujące 10 może zawierać generator gazu oraz może podczas pracy wytwarzać żużel i w tych przykładach wykonania generator gazu jest typowo nazywany odciekowym generatorem gazu. W nieograniczającym przykładzie odciekowy generator gazu może zawierać generator gazu z obciążonym przepływem, który usuwa część popiołu jako żużel, przykładowo, gdy temperatura robocza jest wyższa, niż temperatura stapiania się popiołu. W generatorze gazu z obciążonym przepływem część popiołu jest wytwarzana jako drobnocząsteczkowy lotny popiół i/lub jako czarno zabarwiony szlam popiołowy.
Jak pokazano na fig. 1, urządzenie zgazowujące 10 zawiera urządzenie zgazowujące 11. W niektórych przykładach wykonania urządzenie zgazowujące 11 jest dostosowane do zgazowywania węglowych paliw, jak węgiel. W nieograniczających przykładach urządzenie zgazowujące 11 może zawierać generator na żużel ciekły i może mieć kształt cylindryczny, z zasadniczo stożkowym lub wypukłym dolnym i górnym końcem (nie oznaczono).
Dodatkowo, w niektórych przykładach urządzenie zgazowujące 10 ponadto zawiera urządzenie chłodzące 12, umieszczone na wyjściu z urządzenia zgazowującego 11. W zilustrowanym przykładzie urządzenie chłodzące 12 jest połączone przepływem z dolnym końcem urządzenia zgazowującego 11, do odbioru i studzenia produktów wyjściowych, jak żużel i/lub gaz syntezowy z urządzenia zgazowującego 11. W nieograniczających przykładach urządzenie chłodzące 12 może mieć kształt cylindryczny i może obejmować radiacyjną chłodnicę gazu syntezowego (RSC) lub chłodnicę na przykład z kąpielą żużlową.
W ilustracyjnym układzie, podczas pracy węglowe paliwa 13 i jeden lub więcej strumieni utleniających 14 wprowadza się do urządzenia zgazowującego 11 w górnym jego końcu, dla przeprowadzenia procesu zgazowywania w celu wytworzenia gazu syntezowego (nie pokazano) z produktem ubocznym w postaci żużla 15 (pokazano na fig. 2). Gaz syntezowy podaje się następnie do urządzenia chłodzącego 12 dla kolejnego procesu, jak oczyszczanie w płuczce wieżowej (nie pokazano). W międzyczasie żużel 15 spływa w dół wzdłuż powierzchni 16 gorącej licówki (pokazano na fig. 2) ogniotrwałej ściany 17 urządzenia zgazowującego 11 i wchodzi do urządzenia chłodzącego 12 do ostudzenia. W niektórych przykładach paliwa węglowe 13 mogą zawierać stałe i ciekłe paliwa węglowe. W nieograniczających przykładach stałe paliwa węglowe obejmują węgiel, jak pył węglowy lub inne stałe materiały obejmujące węgiel. W jednym przykładzie strumień utleniający 14 obejmuje tlen.
Należy nadmienić, że taki układ urządzenia zgazowującego 10 jest jedynie układem ilustracyjnym. W niektórych przykładach urządzenie zgazowujące 11 i urządzenie chłodzące 12 mogą być oddzielnymi jednostkami, jak pokazano, a w innych przykładach urządzenie zgazowujące 11 i urządzenie chłodzące 12 mogą być zintegrowane w jednolitą strukturę. W niektórych zastosowaniach paliwa węglowe 13 i/lub strumień utleniający 14 mogą być wprowadzone do urządzenia zgazowującego 11 w jego dolnym końcu. W pewnym zastosowaniu może nie być zastosowane urządzenie chłodzące 12, a gaz syntezowy może być wprowadzony do następnego reaktora, jak reaktor z nieruchomym złożem, do dalszego traktowania.
Figura 2 przedstawia schematyczny przekrój ogniotrwałej ściany 17 urządzenia zgazowującego 11. Należy nadmienić, że układ na fig. 2 jest układem wyłącznie ilustracyjnym. W niektórych przykładach może być użyta ogniotrwała ściana 17 co najmniej jako część urządzenia zgazowującego 11. Dodatkowo, może być również użyta ogniotrwała ściana 17 co najmniej jako część urządzenia chłodzącego 12.
Jak pokazano na fig. 2, ogniotrwała ściana 17 w jednym przykładzie wykonania zawiera warstwę 19 gorącej licówki, warstwę 20 podłoża, warstwę chłodzącą 21, warstwę ściśliwą 22 i ogniotrwałą osłonę 23. W pewnych przykładach pomiędzy dwoma sąsiednimi warstwami może być zastosowana jedna lub więcej dodatkowych warstw pośrednich lub warstwy te mogą nie być zastosowane. Warstwa 19 gorącej licówki tworzy komorę zgazowywania 18 dla przeprowadzenia zgazowywania i zawiera powierzchnię 16 gorącej licówki, która jest bezpośrednio eksponowana lub przyległa do komory spalania 18, w której następuje proces zgazowywania w urządzeniu zgazowującym 11. W nieograniczających przykładach warstwa 19 gorącej licówki może zawierać cegły gorącej licówki, zwane również cegłami ogniotrwałymi. W nieograniczających przykładach użyte tu określenie „gorąca licówka” może oznaczać warstwę lub powierzchnię odporną do pewnej wysokiej temperatury.
PL 219 230 B1
Warstwa 20 podłoża jest umieszczona wokół warstwy 19 i jest dostosowana do podparcia warstwy 19 gorącej licówki, aby zwiększyć wytrzymałość mechaniczną ogniotrwałej ściany 17. W niektórych przykładach wykonania warstwa 19 gorącej licówki i/lub warstwa 20 podłoża mogą zawierać jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych. W nieograniczających przykładach jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych można dobierać spośród grupy obejmującej ceramikę, węglik krzemu, azotek krzemu, tlenek glinu (AI2O3), dwutlenek cyrkonu (ZrO2), dwutlenek krzemu (SiO2), tlenek magnezu (MgO), materiał zawierający chrom obejmujący trójtlenek chromu (Cr2O3) oraz ich połączenia. W niektórych przykładach cegły zastosowane w warstwie 19 gorącej licówki mogą zawierać jeden lub więcej spośród materiału obejmującego chrom, jak ceramikę ZIRCHROM90™ i ZIRCHROM60™ wytwarzaną przez Saint-Gobain Industrial Ceramics. Warstwa 20 podłoża może również zawierać jeden lub więcej spośród materiałów obejmujących chrom, jak ceramikę CHROMCOR12™ wytwarzaną przez Saint-Gobain Industrial Ceramics.
W niektórych nieograniczających przykładach warstwa 19 gorącej licówki może zawierać ogniotrwałe cegły, z których niektóre wystają na zewnątrz w pierwszym układzie. Warstwa 20 podłoża może tworzyć drugi układ wystawania cegieł, który będzie tak wyrównany, że wystające cegły warstwy 20 podłoża mogą być wstawione w otwarte miejsca warstwy 19 gorącej licówki.
Warstwa 21 chłodzenia jest umieszczona wokół warstwy 20 podłoża tak, aby znajdowała się pomiędzy warstwą 20 podłoża i warstwą ściśliwą 22, dla chłodzenia warstwy 19 gorącej licówki i warstwy 20 podłoża. Tak więc, podczas zgazowywania można zmniejszyć temperaturę warstwy 19 gorącej licówki i warstwy 20 podłoża, aby zrównoważyć skutki wysokich temperatur w procesie zgazowywania, wydłużyć okres użytkowania i poprawić osiągi. W niektórych przykładach warstwa 21 chłodzenia może wykorzystywać jeden lub więcej środków chłodzących, jak woda i olej, dla odprowadzenia ciepła z powierzchni 19 gorącej licówki i warstwy 20 podłoża. W jednym nieograniczającym przykładzie warstwa 21 chłodzenia zawiera jedną lub więcej rur z cyrkulującą w nich wodą, dla chłodzenia ogniotrwałych cegieł 19 i warstwy 20 podłoża.
W niektórych przykładach wykonania warstwa ściśliwa 22 jest umieszczona pomiędzy warstwą 21 chłodzenia i osłoną 23, dla cieplnego izolowania i kompensacji rozszerzalności cieplnej warstwy 19 gorącej licówki, warstwy 20 podłoża i/lub warstwy 21. W niektórych przykładach warstwa ściśliwa 22 może być odporna na wysokie temperatury i może obejmować jeden lub więcej organicznych materiałów ogniotrwałych. W jednym nieograniczającym przykładzie jeden lub więcej organicznych materiałów ogniotrwałych obejmuje jeden lub więcej włóknistych materiałów ceramicznych lub innych odpowiednich materiałów. Osłona 23 jest umieszczona na zewnętrz warstwy ściśliwej 22, dla wzmocnienia mechanicznej integralności urządzenia zgazowującego 10 i wytrzymania różnicy ciśnienia pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną częścią urządzenia zgazowującego 10. W niektórych przykładach osłona 23 może zawierać jeden lub więcej materiałów metalowych, jak stal nierdzewna. W pewnych zastosowaniach warstwa ściśliwa 22 i/lub osłona 23 mogą nie być użyte.
Stosownie, jak pokazano na fig. 2, podczas pracy węglowe paliwa wprowadza się do urządzenia zgazowującego 11 (pokazano na fig. 1) w wysokich temperaturach i pod dużym ciśnieniem, przez co można wytwarzać gaz syntezowy, żużel 15 i/lub inne materiały. Żużel 15 spływa w dół w kierunku urządzenia chłodzącego 12 (pokazanego na fig. 1) wzdłuż powierzchni 16 gorącej licówki warstwy 19 gorącej licówki. W nieograniczających przykładach żużel 15 może zawierać dwutlenek krzemu (SiO2), tlenek żelaza (FeO), trójtlenek żelaza (FeO3), tlenek wapnia (CaO), tlenek glinu (AI2O3) i inne materiały pochodzące z materiałów doprowadzonych do urządzenia zgazowującego 11.
Warstwa chłodząca 21 chłodzi warstwę 19 gorącej licówki poprzez chłodzenie warstwy 20 podłoża. Wskutek chłodzenia warstwy chłodzącej 21 część żużla 15 zestala się lub staje się lepka, przez co osadza się na powierzchni 16 gorącej licówki warstwy 19 gorącej licówki. W rezultacie warstwa 24 osadzonego żużla na warstwie 19 gorącej licówki powstrzymuje korozyjne oddziaływanie pozostałego ciekłego żużla na ogniotrwałą ścianę 17. W pewnych przykładach etap chłodzenia warstwy 19 gorącej licówki i etap zgazowywania paliw mogą być wykonywane równocześnie.
W ten sposób ogniotrwała ściana 17 może być chroniona przez osadzenie warstwy 24 żużla. W niektórych zastosowaniach osadzona warstwa 24 żużla może być utworzona jako część ogniotrwałej ściany 17 i może działać jak warstwa gorącej licówki, w podobny sposób jak warstwa 19 gorącej licówki dla dalszego procesu zgazowywania. Dodatkowo, jak opisano poprzednio, warstwa chłodząca 21 może zmniejszać temperaturę warstwy 19 gorącej licówki i warstwy 20 podłoża, przez co ogniotrwała ściana 17 może być również zabezpieczona przed korozją w wysokich temperaturach.
PL 219 230 B1
W przykładach wykonania wynalazku warstwa chłodząca 21 może obniżyć temperaturę ogniotrwałej ściany 17 i ułatwiać osadzanie warstwy 24 żużla na ogniotrwałej ścianie 17. W ten sposób można zwiększyć trwałość użytkową i osiągi urządzenia zgazowującego 10, dla zwiększenia jego zdolności produkcyjnej. Dodatkowo, w pewnych zastosowaniach układy ogniotrwałej ściany 17 mogą być użyte dla modernizacji tradycyjnych generatorów gazu, w celu poprawy ich osiągów.
Choć wynalazek zilustrowano i opisano w typowych zastosowaniach, nie miało to na celu ograniczenia do pokazanych szczegółów, ponieważ różne modyfikacje i zamiany można wykonać bez odstępstwa w dowolny sposób od ducha obecnego wynalazku. Jako takie, dalsze modyfikacje i równoznaczności przedstawionego wynalazku mogą być oczywiste dla specjalistów w tej dziedzinie z przeprowadzeniem jedynie rutynowych eksperymentów, a wszystkie takie modyfikacje i odpowiedniki pozostają w zakresie ducha wynalazku, jak podano w poniższych zastrzeżeniach.

Claims (21)

1. Ogniotrwała ściana, znamienna tym, że zawiera warstwę gorącej licówki mającą powierzchnię gorącej licówki, umieszczoną w sąsiedztwie środowiska zgazowywania paliw węglowych oraz warstwę podłoża pokrywającą warstwę gorącej licówki i warstwę chłodzenia pokrywającą warstwę podłoża, dostosowaną do chłodzenia warstwy gorącej licówki przez warstwę podłoża.
2. Ogniotrwała ściana według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto zawiera warstwę żużla, osadzoną na co najmniej części powierzchni gorącej licówki warstwy gorącej licówki.
3. Ogniotrwała ściana według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto zawiera warstwę ściśliwą, pokrywającą warstwę chłodzącą.
4. Ogniotrwała ściana według zastrz. 3, znamienna tym, że ponadto zawiera metalową osłonę pokrywającą warstwę ściśliwą.
5. Ogniotrwała ściana według zastrz. 1, znamienna tym, że każda spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawiera jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych, i w której jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych dobrano z grupy zawierającej: ceramikę, węglik krzemu, azotek krzemu, tlenek glinu, dwutlenek cyrkonu, dwutlenek krzemu, tlenek magnezu, materiały obejmujące chrom i ich połączenia.
6. Ogniotrwała ściana według zastrz. 1, znamienna tym, że jedna lub więcej spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawierają materiały obejmujące chrom.
7. Urządzenie zgazowujące do zgazowywania jednego lub więcej paliw węglowych, znamienne tym, że zawiera ogniotrwałą ścianę tworzącą komorę zgazowywania dla zgazowywania, co najmniej część ogniotrwałej ściany zawierającą warstwę gorącej licówki mającą powierzchnię gorącej licówki dostosowaną do utworzenia komory zgazowywania oraz warstwę podłoża wokół warstwy gorącej licówki i warstwę chłodzącą wokół warstwy podłoża i dostosowaną do chłodzenia warstwy gorącej licówki przez warstwę podłoża, jak również warstwę ściśliwą wokół warstwy chłodzącej i osłonę wokół warstwy ściśliwej.
8. Urządzenie zgazowujące według zastrz. 7, znamienne tym, że ponadto zawiera urządzenie chłodzące, umieszczone na wyjściu z urządzenia zgazowującego i połączone z nim płynowym przepływem.
9. Urządzenie zgazowujące według zastrz. 8, znamienne tym, że urządzenie chłodzące zawiera jedną spośród chłodnicy radiacyjnej gazu syntezowego i chłodnicy z kąpielą żużlową.
10. Urządzenie zgazowujące według zastrz. 7, znamienne tym, że urządzenie zgazowujące zawiera generator odciekowy.
11. Urządzenie zgazowujące według zastrz. 7, znamienne tym, że co najmniej część ogniotrwałej ściany ponadto zawiera warstwę żużla osadzoną na co najmniej części powierzchni gorącej licówki w warstwie gorącej licówki.
12. Urządzenie zgazowujące według zastrz. 11, znamienne tym, że warstwa żużla zawiera co najmniej jeden lub więcej spośród: dwutlenku krzemu (SiO2), tlenku żelaza (FeO), trójtlenku żelaza (Fe2O3), tlenku wapnia (CaO) i tlenku glinu (AI2O3).
13. Urządzenie zgazowujące według zastrz. 7, znamienne tym, że każda spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawiera jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych, i w której jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych dobrano z grupy utworzonej przez: ceramikę, węglik krzemu, azotek
PL 219 230 B1 krzemu, tlenek glinu, dwutlenek cyrkonu, dwutlenek krzemu, tlenek magnezu, materiały obejmujące chrom i ich połączenia.
14. Urządzenie zgazowujące według zastrz. 7, znamienne tym, że jedna lub więcej spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawierają materiały obejmujące chrom.
15. Urządzenie zgazowujące według zastrz. 7, znamienne tym, że warstwa chłodząca zawiera jedną lub więcej rur cyrkulacji płynu chłodzącego, dla chłodzenia warstwy gorącej licówki.
16. Urządzenie zgazowujące według zastrz. 7, znamienne tym, że warstwa ściśliwa zawiera włókniste materiały ceramiczne.
17. Sposób zgazowywania, znamienny tym, że wprowadza się jedno lub więcej paliw węgłowych i jeden lub więcej strumieni utleniających do urządzenia zgazowującego, przy czym urządzenie zgazowujące zawiera ogniotrwałą ścianę tworzącą komorę zgazowywania dla zgazowywania, z co najmniej częścią ogniotrwałej ściany zawierającą warstwę gorącej licówki dostosowaną do utworzenia komory zgazowywania, warstwę podłoża wokół warstwy gorącej licówki, warstwę chłodzącą wokół warstwy podłoża i warstwę ściśliwą wokół warstwy chłodzącej, zgazowuje się jedno lub więcej paliw węglowych w urządzeniu do zgazowywania, dla wytworzenia co najmniej gazu syntezowego i żużla i chłodzi się warstwę gorącej licówki przez warstwę podłoża warstwą chłodzenia, przez co część żużla osadza się na co najmniej części warstwy gorącej licówki.
18. Sposób zgazowywania według zastrz. 17, znamienny tym, że urządzenie zgazowujące zawiera generator na żużel ciekły.
19. Sposób zgazowywania według zastrz. 17, znamienny tym, że ponadto wprowadza się gaz syntezowy i żużel do urządzenia chłodzącego, dla chłodzenia.
20. Sposób zgazowywania według zastrz. 17, znamienny tym, że każda spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawiera jeden lub więcej materiałów ogniotrwałych i w której więcej materiałów ogniotrwałych dobiera się z grupy zawierającej: ceramikę, węglik krzemu, azotek krzemu, tlenek glinu, dwutlenek cyrkonu, dwutlenek krzemu, tlenek magnezu, materiały obejmujące chrom i ich połączenia.
21. Sposób zgazowywania według zastrz. 20, znamienny tym, że jedna lub więcej spośród warstwy gorącej licówki i warstwy podłoża zawierają chrom.
PL394366A 2010-03-29 2011-03-28 Ogniotrwałe ściany, urządzenia zgazowujące i sposób zgazowywania PL219230B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101370135A CN102206516A (zh) 2010-03-29 2010-03-29 耐火墙及气化装置和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL394366A1 PL394366A1 (pl) 2011-10-10
PL219230B1 true PL219230B1 (pl) 2015-03-31

Family

ID=44681813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL394366A PL219230B1 (pl) 2010-03-29 2011-03-28 Ogniotrwałe ściany, urządzenia zgazowujące i sposób zgazowywania

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9702628B2 (pl)
CN (1) CN102206516A (pl)
AU (1) AU2011201275B2 (pl)
CA (1) CA2733712A1 (pl)
PL (1) PL219230B1 (pl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102206516A (zh) 2010-03-29 2011-10-05 通用电气公司 耐火墙及气化装置和方法
JP6107952B2 (ja) * 2014-01-10 2017-04-05 Jfeスチール株式会社 炭素含有耐火物の背面酸化抑制方法、ライニング構造体及び炭素含有耐火物

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2686666A (en) * 1950-02-17 1954-08-17 Charity Belcher Tau Hearth cooling means
JPS505125B1 (pl) * 1968-10-22 1975-02-28
NL7303769A (pl) 1973-03-19 1974-09-23
US4062656A (en) * 1976-05-12 1977-12-13 Exxon Research And Engineering Company Fluidized bed apparatus
DE3009850C2 (de) * 1980-03-14 1983-04-21 Karrena GmbH, 4000 Düsseldorf Reaktorbehälter
US4437415A (en) * 1982-07-28 1984-03-20 Eclipse, Inc. Burner block assembly for industrial furnaces
US5133267A (en) * 1991-10-01 1992-07-28 Marine Shale Processors, Inc. Method and apparatus for using hazardous waste to form non-hazardous aggregate
US5741349A (en) 1995-10-19 1998-04-21 Steel Technology Corporation Refractory lining system for high wear area of high temperature reaction vessel
JPH10140166A (ja) 1996-11-06 1998-05-26 Noel Krc Energ & Umwelttechnik Gmbh 炭素及び灰分を含有する可燃物及び廃棄物の利用のための装置
ES2178239T3 (es) 1997-05-30 2002-12-16 Corus Staal Bv Estructura de pared refractaria.
JP3938980B2 (ja) 1997-07-23 2007-06-27 宇部興産株式会社 廃棄物のガス化処理装置および炉壁セルフコーティング方法
SE9904284L (sv) 1999-11-26 2001-05-27 Kvaerner Chemrec Ab Keramisk isolering i reaktorer för understökiometrisk förgasning av restprodukter från framställning av kemisk massa
DE19957696C1 (de) * 1999-11-30 2001-05-03 Krc Umwelttechnik Gmbh Vorrichtung zur Vergasung kohlenstoffhaltiger Brenn-, Rest- und Abfallstoffe in einem Flugstromreaktor
CN2576717Y (zh) * 2002-11-07 2003-10-01 李建伟 高炉炉缸新结构
CN2713318Y (zh) * 2003-08-08 2005-07-27 中国石油化工集团公司 气化炉拱顶
DE20317461U1 (de) * 2003-11-11 2004-02-26 Future Energy Gmbh Reaktorwand für einen Flugstromvergaser
CA2590259C (en) * 2004-12-07 2016-02-16 Nu-Iron Technology, Llc Method and system for producing metallic iron nuggets
WO2008050727A1 (fr) 2006-10-23 2008-05-02 Nagasaki Institute Of Applied Science Appareil de gazéification d'une biomasse
US8052864B2 (en) * 2006-12-01 2011-11-08 Shell Oil Company Process to prepare a sweet crude
US20110062013A1 (en) * 2007-02-27 2011-03-17 Plasco Energy Group Inc. Multi-Zone Carbon Conversion System with Plasma Melting
JP2011513517A (ja) * 2007-02-27 2011-04-28 プラスコエナジー アイピー ホールデイングス,エス.エル.,ビルバオ,シャフハウゼン ブランチ プラズマ溶融を利用したマルチゾーン型炭素変換システム
CN101220299B (zh) * 2008-01-30 2010-12-01 王子国 固定床造气炉生产合成气节能减排的装置及方法
DE102008020204B4 (de) * 2008-04-22 2011-12-01 Choren Industries Gmbh Brennerhaltevorrichtung mit Kühlsystem für eine Brenneranordnung in einem Flugstromvergaser
US8481152B2 (en) * 2008-08-14 2013-07-09 General Electric Company Refractory material with improved resistance to molten slag
FR2947834B1 (fr) * 2009-07-10 2011-09-09 Commissariat Energie Atomique Procede de traitement thermique de matieres dans un reacteur a paroi en auto-creuset
CN102206516A (zh) 2010-03-29 2011-10-05 通用电气公司 耐火墙及气化装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20120222354A1 (en) 2012-09-06
CA2733712A1 (en) 2011-09-29
US9702628B2 (en) 2017-07-11
CN102206516A (zh) 2011-10-05
PL394366A1 (pl) 2011-10-10
AU2011201275A1 (en) 2011-10-13
AU2011201275B2 (en) 2016-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4041653B2 (ja) 炭素含有可燃物質、残余物質及び廃棄物質のガス化装置
KR102093053B1 (ko) 가스화 시스템 및 가스화 방법
JP2008520790A (ja) 燃料ガス化装置
KR102093052B1 (ko) 가스화 시스템 및 가스화 방법
CN108473895B (zh) 气化系统和工艺
PL219230B1 (pl) Ogniotrwałe ściany, urządzenia zgazowujące i sposób zgazowywania
CN102471709A (zh) 具有双层壁冷却的气化反应器
KR20110109933A (ko) 내화성 벽, 및 가스화 장치 및 방법
JP2010254727A (ja) 気流層ガス化炉及びその運転方法
CN105779019A (zh) 耐火墙及气化装置和方法
JPS5851985B2 (ja) フライアシユ雲中での灰分含有燃料のガス化装置