UA114197C2 - Cooled annular gas collector - Google Patents

Abstract

In the gasification of carbonaceous solids with oxygen and/or steam in a fixed bed, the reactor (10) operated under pressure must continuously be charged with the solids. These solids are supplied to the fixed bed (12) from a lock via a ring-shaped apron (1) open at the top and at the bottom. This apron (1) includes an inner and an outer jacket, so that a cooling gap is formed with at least one inlet and/or outlet for a cooling medium.

Description

Даний винахід відноситься до пристрою для завантаження твердими речовинами, що містять вуглець, реактора, що експлуатується під тиском, у якому тверді речовини газифікують за допомогою кисню та/або пари в нерухомому шарі, причому пристрій містить у собі відкритий зверху та знизу кільцеподібний фартух, до якого тверді речовини подають через шлюз, і, крім того, до реактора для газифікації в нерухомому шарі з даним пристроєм і до способу експлуатації такого реактора.The present invention relates to a device for loading carbon-containing solids into a reactor operated under pressure, in which solids are gasified using oxygen and/or steam in a fixed bed, and the device includes an annular apron open from above and below, to which solids are fed through a sluice, and, in addition, to a fixed-bed gasification reactor with this device and to a method of operating such a reactor.

Під газифікацією розуміють конверсію твердої або рідкої речовини, що містить вуглець (наприклад, вугілля, біомаси або нафти), газифікуючим агентом (киснем / повітрям, парою) у так званий синтез-газ. У якості основних компонентів синтез-газ містить водень (Не), воду (НгО), окис вуглецю (СО), двоокис вуглецю (СоО») і метан (СНа). СО і Не є вихідними речовинами для багатьох процесів хімічного синтезу, за допомогою яких можуть вироблятись довголанцюгові продукти, такі, як бензин і дизельне паливо у вигляді так званого синтетичного рідкого палива (одержаного конверсією вугілля в рідке паливо) або інші цінні матеріали (СПГ - синтетичний замінник природного газу, Нг для виробництва аміаку, добрив, сечовини, метанолу і так далі).Gasification is understood as the conversion of a solid or liquid substance containing carbon (for example, coal, biomass or oil) with a gasifying agent (oxygen / air, steam) into a so-called synthesis gas. Synthesis gas contains hydrogen (He), water (HgO), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CoO") and methane (СНа) as the main components. CO and He are the starting materials for many chemical synthesis processes, with the help of which long-chain products can be produced, such as gasoline and diesel fuel in the form of so-called synthetic liquid fuel (obtained by the conversion of coal into liquid fuel) or other valuable materials (LNG - synthetic a substitute for natural gas, Hg for the production of ammonia, fertilizers, urea, methanol, etc.).

Однак синтез-газ також містить сірководень (Нег5), сіркоокис вуглецю (СО5), соляну кислоту (НС), аміак (МНз), синильну кислоту (НСМ), частково фторид водню (НЕ) і, можливо, вищі вуглеводні та кам'яновугільні масла. Склад газу залежить від складу сировинного матеріалу, виду та кількості використовуваних газифікуючих агентів, умов реакції та граничних кінетичних умов реакцій, що відбуваються, обумовлених обраним процесом газифікації.However, synthesis gas also contains hydrogen sulfide (Neg5), carbon monoxide (CO5), hydrochloric acid (HC), ammonia (MHz), hydrocyanic acid (HCM), partially hydrogen fluoride (HE) and possibly higher hydrocarbons and coal oils The composition of the gas depends on the composition of the raw material, the type and amount of gasifying agents used, the reaction conditions and the limiting kinetic conditions of the reactions taking place due to the selected gasification process.

В принципі, відомі три різні способи газифікації твердих речовин: газифікація в псевдозрідженому шарі, газифікація в нерухомому шарі, утвореному твердими речовинами та, нарешті, газифікація в реакторі з газифікацією в потоці. Різні технології газифікації висувають різні вимоги до палива, які повинні враховуватись, відповідно, при виборі палива або концепції переробки палива.In principle, three different methods of gasification of solids are known: gasification in a fluidized bed, gasification in a fixed bed formed by solids and, finally, gasification in a reactor with gasification in a flow. Different gasification technologies have different requirements for fuel, which must be taken into account, respectively, when choosing a fuel or fuel processing concept.

Якщо реальний реактор виконаний у вигляді реактора з нерухомим шаром, він містить по суті циліндричний вертикальний реактор із зовнішньою водяною сорочкою. Тверде паливо, що містить вуглець, звичайно, вугілля або біомасу завантажують зверху через шлюз у розподільник вугілля, наявний усередині реактора, у якому утворюється нерухомий шар, що лежить на виконаній з можливістю обертання колосниковій решітці, розташованій в нижній частиніIf a real reactor is designed as a fixed bed reactor, it contains an essentially cylindrical vertical reactor with an outer water jacket. A solid fuel containing carbon, of course, coal or biomass, is loaded from above through a sluice into the coal distributor inside the reactor, in which a stationary layer is formed, which rests on a rotatable grate located in the lower part

Зо реактора. З нижньої частини реактора в нерухомий шар вдувають кисень і пара.From the reactor. Oxygen and steam are blown into the fixed bed from the bottom of the reactor.

Ці гарячі гази проходять через нерухомий шар знизу нагору, у той час як тверді речовини подаються зверху через шлюзову систему. Тому також кажуть про газифікацію в нерухомому шарі в режимі протитоку. Так як тверді речовини, які щойно надійшли, мають температуру приблизно 40 "С, весь нерухомий шар має температурний профіль, на якому сама гаряча частина розташована поблизу виконаної з можливістю обертання колосникової решітки, а температура знижується нагору (по шару - прим. перекладача|, у напрямку подачі твердих речовин. Відповідно до цього температурного профілю усередині нерухомого шару відбуваються різні реакції. Тому також часто кажуть про реакційні зони, де немає чіткого поділу на окремі ділянки, але окремі зони переходять одна в одну. У верхній частині газифікатора, поблизу щойно завантажених твердих речовин, проводиться сушка фізично сорбованих газів.These hot gases pass through the fixed bed from the bottom up, while the solids are fed from the top through a sluice system. Therefore, they also speak of gasification in a fixed bed in counterflow mode. Since the solids that have just arrived have a temperature of about 40 "C, the entire fixed layer has a temperature profile in which the hottest part is located near the rotatable grate, and the temperature decreases upwards (across the layer - translator's note | in the direction of the solids feed. According to this temperature profile, different reactions take place inside the fixed bed. Therefore, it is also often said to be reaction zones, where there is no clear division into separate areas, but the individual zones merge into one another. At the top of the gasifier, near the newly loaded solid substances, drying of physically sorbed gases is carried out.

Нижче зони сушки знаходиться так звана реакційна зона, у верхній частині якої проводиться дегазація твердих речовин. Дегазація супроводжується фактичною газифікацією твердих речовин за реакцією Будуара, а також прямою та зворотною реакціями водяного газу. У наступній зоні проводиться спалювання твердих речовин.Below the drying zone is the so-called reaction zone, in the upper part of which solid substances are degassed. Degassing is accompanied by the actual gasification of solids by the Boudoir reaction, as well as direct and reverse reactions of water gas. In the next zone, burning of solids is carried out.

Зола, одержана, насамперед, під час спалювання, провалюється через виконану з можливістю обертання колосникову решітку, а потім видаляється звідти. Неконвертовані газові частки реагентів, головним чином, пара, азот та аргон, виводять разом з синтез-газом, що утворився, через газовідвідний патрубок, передбачений над нерухомим шаром.Ash, obtained primarily during combustion, falls through the rotatable grate and is then removed from there. Unconverted gas particles of reagents, mainly steam, nitrogen, and argon, are removed together with the synthesis gas formed through a gas discharge nozzle provided above the fixed bed.

Шлюзова система подачі палива в реактор необхідна, оскільки реактор працює під тиском до 100 бар манометричного тиску, переважно до 60 бар манометричного тиску, особливо переважно при робочому тиску, що становить принаймні 50 бар манометричного тиску, таким чином, тверді речовини повинні подаватись під тиском. Завантаження через шлюзову систему здійснюють із перервами, причому спочатку паливо при атмосферних умовах завантажують у шлюз, що закінчується реактором, потім тиск у ньому підвищують у шлюзовій системі та під цим тиском його подають у реактор. Потім реактор знову закривають шлюзовою системою. Для того щоб, незважаючи на це, процес можна було вести в стаціонарному режимі при постійних умовах, усередині реактора повинна бути передбачена додаткова ємність для твердих речовин, яка гарантує те, що нерухомий шар завжди має однакову висоту. Для використання із цією метою відомі різні внутрішні пристрої, наприклад, І игді?, або розроблені компанією МЕВ РКМ бо Апіадепрац І еір7ід, такі, як так звані розподільники вугілля. З використанням різних конструкцій цих пристроїв, було розпочато спроби вибіркового впливу на природне розділення спектру зернистості вугілля. Одержані результати дозволяли поліпшити газифікацію лише обмеженим чином. Спектр зернистості та характеристики подрібнення значною мірою залежать від виду та характеристик вугілля.A sluice system for supplying fuel to the reactor is necessary because the reactor is operated under pressure up to 100 bar gauge pressure, preferably up to 60 bar gauge pressure, especially preferably at an operating pressure of at least 50 bar gauge pressure, thus the solids must be fed under pressure. Loading through the sluice system is carried out intermittently, and at first the fuel under atmospheric conditions is loaded into the sluice that ends with the reactor, then the pressure in it is increased in the sluice system and under this pressure it is fed into the reactor. Then the reactor is closed again with a sluice system. In order that, despite this, the process can be carried out in a stationary mode under constant conditions, an additional solids container must be provided inside the reactor, which ensures that the fixed bed always has the same height. For this purpose, various internal devices are known, for example, I igdi?, or developed by the company MEV RCM bo Apiadeprat I eir7id, such as the so-called coal distributors. With the use of various designs of these devices, attempts were made to selectively influence the natural separation of the spectrum of coal grain size. The obtained results made it possible to improve gasification only in a limited way. The range of grain sizes and grinding characteristics largely depend on the type and characteristics of the coal.

Подібний пристрій описаний, наприклад, у документі ОЕ 11 2005 002 983 Т5. Він являє собою циліндричний або такий, що звужується всередину, тобто пустотілий, фартух, що має форму усіченого конуса, що звисає вниз із кришки реактора таким чином, що вугілля, що спускається з вугільного шлюзу, рухається по внутрішній частині фартуха та розподіляється в шар (У вигляді шару - прим. перекладача| твердих речовин. Нижній кінець фартуха звичайно розташований усередині нерухомого шару. Між фартухом і стінкою газогенератора утворюється кільцеподібна газозбірна зона, з якої зібраний там сирий газ відводять у бічному напрямку через газовідвідний патрубок.A similar device is described, for example, in document OE 11 2005 002 983 T5. It is a cylindrical or inwardly tapering, i.e. hollow, apron shaped like a truncated cone hanging down from the reactor cover in such a way that the coal descending from the coal sluice moves along the inner part of the apron and is distributed in a layer ( In the form of a layer of solids. The lower end of the apron is usually located inside the stationary layer. Between the apron and the wall of the gas generator, an annular gas collection zone is formed, from which the raw gas collected there is removed in the lateral direction through the gas outlet nozzle.

На найбільш великих установках, що експлуатуються у цей час, вугілля, як правило, конвертують у синтез-газ у способі газифікації в нерухомому шарі, де температура на виході та кінцева температура реакції в середньому настільки низькі що одержаний синтез-газ виводиться з реактора з температурою від 200 до 300 "С (для вологого бурого вугілля) або від 400 до 450 "С (для молодого кам'яного вугілля). Необхідно розрізняти середню температуру та температурні максимуми, обумовлені неоднорідностями нерухомого шару. Середня температура має вирішальне значення в плані корозії та, отже, терміну служби компонента.In the largest plants currently in operation, coal is usually converted to synthesis gas in a fixed-bed gasification method, where the outlet temperature and the final reaction temperature are on average so low that the resulting synthesis gas is discharged from the reactor at a temperature from 200 to 300 "C (for wet lignite) or from 400 to 450 "C (for young hard coal). It is necessary to distinguish between the average temperature and the temperature maxima caused by the inhomogeneities of the stationary layer. The average temperature is critical in terms of corrosion and therefore component life.

Температурні максимуми визначають теплове та механічне навантаження, а тому не повинні перевищувати граничних значень.Temperature maxima determine the thermal and mechanical load, and therefore should not exceed the limit values.

Граничні значення для установки газифікації вугілля в нерухомому шарі дотепер доводилось встановлювати такими, що при температурних максимумах 650 або 670 "С було необхідним знижувати потужність або навіть зупиняти реактор для обмеження теплового навантаження вихідного патрубка сирого газу. При цьому низька якість або характеристики вугілля та більші навантаження збільшують амплітуду та частоту таких температурних максимумів.The limit values for coal gasification installation in a fixed bed have so far been set such that at temperature maxima of 650 or 670 "С it was necessary to reduce power or even stop the reactor to limit the thermal load of the raw gas outlet pipe. At the same time, low quality or characteristics of coal and higher loads increase the amplitude and frequency of such temperature maxima.

Беручи до уваги постійно зростаючий дефіцит викопної сировини, у майбутньому газифікатори твердих речовин необхідно конструювати таким чином, щоб можна булоTaking into account the ever-increasing scarcity of fossil raw materials, in the future solid gasifiers must be designed in such a way that it is possible to

Зо газифікувати не тільки, наприклад, вологе буре вугілля або молоде кам'яне вугілля, але й інше вугілля з більш високими кінцевими температурами реакції та гіршою якістю. Крім того, все більшого значення набуває газифікація поновлюваної сировини або вторинної сировини, яка в більшості випадків має гірші характеристики в плані газифікації в нерухомому шарі. Виникаючі при цьому температури можуть обумовлювати температури на виході, що становлять принаймні 700 "С, переважно до 800 "С, а в деяких випадках навіть до 1000 "С. При таких температурах використовуваний фартух зазнає значно більшого тиску матеріалу.To gasify not only, for example, wet lignite or young hard coal, but also other coal with higher final reaction temperatures and worse quality. In addition, the gasification of renewable raw materials or secondary raw materials, which in most cases have worse characteristics in terms of gasification in a fixed bed, is gaining more and more importance. The resulting temperatures can result in outlet temperatures of at least 700 °C, preferably up to 800 °C, and in some cases even up to 1000 °C. At such temperatures, the used apron is subjected to significantly greater material pressure.

Крім того, усе ширше проводиться газифікація вугілля із високим вмістом сірки або галогенів. Як уже відзначено, це приводить до того, що в одержуваному сирому синтез-газі містяться такі сполуки, як Не5, СО5, НОЇ і НЕ. У комбінації з температурами, що перевищують звичайно використовувані дотепер температури (наприклад, приблизно 250"С у випадку вологого бурого вугілля, 450 "С у випадку кам'яного вугілля, порівняно з 450-550 "С у випадку більш старого кам'яного вугілля та 550-600 "С у випадку антрациту), це приводить до більш сильної корозії фартуха. До звичайних робочих температур необхідно також додати температурні максимуми, що залежать від якості та спектру зернистості вугілля. Наприклад буре вугілля, що сильно руйнується, викликає каналоутворення, обумовлене високим вмістом дріб'язку, що приводить до утворення СОг і появі температурних максимумів. Для заміни фартуха необхідно зупиняти установку, що приводить до виробничих втрат. З іншого боку, фартух настільки великий, що використання жароміцних матеріалів обумовить значне збільшення капітальних витрат і, в силу цього, економічно невигідне, тим більше, що використання жароміцних матеріалів дозволило б лише обмеженим чином попередити корозію під дією, наприклад, галогеноводнів.In addition, gasification of coal with a high content of sulfur or halogens is increasingly being carried out. As already noted, this leads to the fact that the obtained raw synthesis gas contains such compounds as Не5, СО5, NOI and НЕ. In combination with temperatures exceeding those commonly used up to now (for example, about 250 "C in the case of wet lignite, 450 "C in the case of hard coal, compared to 450-550 "C in the case of older hard coal and 550-600 "C in the case of anthracite), this leads to stronger corrosion of the apron. To the usual operating temperatures, it is also necessary to add temperature maxima, which depend on the quality and grain spectrum of the coal. For example, lignite, which is strongly destroyed, causes channel formation due to a high content of small particles, which leads to the formation of COg and the appearance of temperature maxima. To replace the apron, it is necessary to stop the installation, which leads to production losses. On the other hand, the apron is so large that the use of heat-resistant materials will lead to a significant increase in capital costs and, due to this, is economically unprofitable, especially since the use of heat-resistant materials would allow only a limited way to prevent corrosion under the action of, for example, hydrogen halides.

У зв'язку із вказаним, метою даного винаходу є створення такого фартуха, який також називають кільцевим газозбірником, який навіть при температурах газифікації понад 450 С та/або при використанні палива, що містить сірку та/або галогени, є можливими тривалі терміни служби установки. Разом із цим повинні витримуватись часті температурні максимуми без необхідності зниження навантаження або короткочасної або тривалої зупинки реактора.In connection with the above, the purpose of this invention is to create such an apron, also called an annular gas collector, which even at gasification temperatures above 450 C and/or when using fuel containing sulfur and/or halogens, long service life of the installation is possible . At the same time, frequent temperature peaks must be tolerated without the need for load shedding or short-term or long-term shutdown of the reactor.

Згідно з винаходом, зазначена мета досягається за допомогою завантажувального пристрою за п. 1 формули винаходу. Фартух виконаний охолоджуваним та із цією метою містить внутрішню оболонку та зовнішню оболонку, між якими утворений охолоджувальний зазор принаймні з одним входом і одним виходом для підведення та відведення охолоджувального середовища.According to the invention, the specified goal is achieved using the loading device according to clause 1 of the claims. The apron is designed to be cooled and, for this purpose, contains an inner shell and an outer shell, between which a cooling gap is formed with at least one inlet and one outlet for supplying and removing the cooling medium.

Згідно з додатковим варіантом здійснення винаходу фартух виконаний вісесиметричним, насамперед циліндричним, конічним або частково конічним. Циліндрична форма має ту перевагу, що паливо, завантажене через систему шлюзу, розподіляється по всьому поперечному перерізу шару палива. Крім того, у такий спосіб може бути максимально збільшений об'єм жолобу подачі вугілля, так, що при рівному обсязі наповнення останній має порівняно малу довжину, та при цьому корисна висота реактора суттєво не зменшується.According to an additional embodiment of the invention, the apron is axisymmetric, primarily cylindrical, conical or partially conical. The cylindrical shape has the advantage that the fuel loaded through the sluice system is distributed over the entire cross-section of the fuel bed. In addition, in this way, the volume of the coal supply chute can be maximally increased, so that with the same filling volume, the latter has a relatively small length, and at the same time, the useful height of the reactor does not decrease significantly.

Проте, можна прийняти таку кількість вугілля, яка необхідна для перекривання часу між двома операціями шлюзування вугілля та можливими невідповідностями способів газифікації та завантаження.However, it is possible to accept such amount of coal as is necessary to overlap the time between two coal sluicing operations and possible inconsistencies in gasification and loading methods.

Коли оболонка фартуха виконана конічною, завантажувальний пристрій повинен звужуватись в напрямку до нерухомого шару. Вказане має ту перевагу, що вільна поверхня для виходу неочищеного газу з нерухомого шару велика настільки, наскільки це можливо. За допомогою створення найбільшої можливої поверхні виходу можна звести до мінімуму відповідну швидкість газу та, отже, кількість захопленого пилу. Крім того, одержаний таким чином газозбірний простір має найбільший можливий об'єм, у результаті чого швидкість потоку сирого газу в газозбірному просторі також зменшується та поліпшується затримання пилу.When the apron shell is conical, the loading device should taper towards the stationary layer. This has the advantage that the free surface for the release of raw gas from the fixed bed is as large as possible. By creating the largest possible outlet surface, the corresponding gas velocity and thus the amount of entrapped dust can be minimized. In addition, the gas collection space obtained in this way has the largest possible volume, as a result of which the raw gas flow rate in the gas collection space is also reduced and dust retention is improved.

Нарешті, поверхня виходу повинна бути виконана настільки великою, наскільки це можливо для того, щоб сирий газ міг більш рівномірно протікати по всьому поперечному перерізу шару палива, та віднесення часток вугілля було зведене до мінімуму. Для забезпечення рівномірних умов реакції у всьому нерухомому шарі повинні бути зменшені перехресні потоки.Finally, the exit surface should be made as large as possible so that the raw gas can flow more uniformly across the cross-section of the fuel bed, and entrainment of coal particles is minimized. To ensure uniform reaction conditions throughout the fixed bed, crossflows must be reduced.

Частково конічна конструкція, установлена на циліндричній частині, поєднує переваги обох конструкцій.A partially conical design mounted on a cylindrical part combines the advantages of both designs.

У процесі роботи, в охолподжувальний зазор подають охолоджувальну рідину, переважно живильну воду котла. Якщо використовується вода, то вода повинна відповідати вимогам для парогенераторів для попередження появи відкладень карбонатного осаду або накипу. В принципі, охолоджувальний зазор повинен бути виконаний таким чином, щоб забезпечувати впуск охолоджувальної рідини на одному краї та випуск охолоджувальної рідини наIn the process of operation, cooling liquid, mainly boiler feed water, is fed into the cooling gap. If water is used, the water must meet the requirements for steam generators to prevent the formation of carbonate deposits or scale. In principle, the cooling gap should be made in such a way as to ensure the inlet of the coolant on one edge and the outlet of the coolant on

Зо протилежному краї. Однак є переважним, якщо охолоджувальний зазор виконаний таким, що не пропускає рідину на одному краї, у тому розумінні, що внутрішня та зовнішня оболонка тут з'єднані непроникним для рідини чином. Переважно, даний край звернений до нерухомого шару, тобто розташований внизу реактора. Подача охолоджувальної рідини в охолоджувальний зазор може бути реалізована за допомогою загального трубопроводу, що підводить та відводить рідину, або повинен бути передбачений принаймні один впускний отвір і один випускний отвір.From the opposite side. However, it is preferred if the cooling gap is liquid-tight at one end, in the sense that the inner and outer shells are connected here in a liquid-tight manner. Preferably, this edge faces the stationary layer, that is, it is located at the bottom of the reactor. The supply of cooling liquid to the cooling gap can be implemented by means of a common pipeline that supplies and removes the liquid, or at least one inlet and one outlet must be provided.

На краю фартуха, зверненому в протилежну нерухомому шару сторону, тобто на верхньому краї, охолоджувальний зазор закритий, переважно, кільцеподібною кришкою, у якій виконані численні отвори для подачі та відведення охолоджувального середовища. Тоді охолоджувальне середовище може подаватись в охолоджувальний зазор по всій окружності фартуха. Коли охолоджувальне середовище, наприклад вода, нагрівається висхідним зовні фартуха гарячим синтез-газом, вона випаровується та піднімається нагору, для того, щоб у вигляді пари вийти з охолоджувального зазору через отвори кришки.On the edge of the apron, facing the side opposite to the stationary layer, i.e. on the upper edge, the cooling gap is closed, preferably, with a ring-shaped cover, in which numerous holes are made for the supply and removal of the cooling medium. Then the cooling medium can be fed into the cooling gap around the entire circumference of the apron. When a cooling medium, such as water, is heated by hot synthesis gas rising from the outside of the apron, it evaporates and rises to the top to escape as steam from the cooling gap through the holes in the cover.

Переважно, внутрішня та зовнішня оболонки проходять паралельно, оскільки в такий спосіб пристрій може бути легко виготовлений, та одержаний охолоджувальний зазор має однакову ширину в кожній точці. У такий же спосіб тут також можливо створити охолоджувальний зазор так, що в тих точках, у яких об'ємна витрата газу уздовж фартуха та, отже, кількість тепла, що розсіюється, особливо великі, він має більшу ширину, ніж в точках, де кількість газу, що пройшов, невелика. Наприклад, ділянка, звернена до виходу газу, зазнає великого навантаження. Отже, можна гарантувати, що фактично весь фартух охолоджується достатнім чином.Preferably, the inner and outer shells run in parallel, since in this way the device can be easily manufactured, and the resulting cooling gap has the same width at every point. In the same way, it is also possible to create a cooling gap in such a way that at those points where the volume flow rate of the gas along the apron and, therefore, the amount of dissipated heat is particularly large, it has a greater width than at the points where the amount of gas passed is small. For example, the area facing the gas outlet is subjected to a large load. Therefore, it is possible to guarantee that actually the entire apron is sufficiently cooled.

В особливо переважному варіанті здійснення винаходу для забезпечення рівномірної подачі охолоджувальної рідини передбачена перегородка між внутрішньою та зовнішньою оболонкою фартуха, що переважно проходить паралельно внутрішній та зовнішній перегородці.In a particularly preferred embodiment of the invention, a partition is provided between the inner and outer shell of the apron, which preferably runs parallel to the inner and outer partition, to ensure uniform supply of the cooling liquid.

Перегородка утворює внутрішній і зовнішній охолоджувальні зазори, що сполучені один з одним принаймні в одному місці, переважно по всій окружності фартуха.The partition forms internal and external cooling gaps that are connected to each other at least in one place, preferably around the entire circumference of the apron.

Сполучення між внутрішнім і зовнішнім охолоджувальним зазором досягається особливо легко за рахунок того, що між перегородкою та частиною оболонки, що з'єднує внутрішню оболонку із зовнішньою оболонкою, передбачений вільний простір, тобто перегородка не бо доходить до низу фартуха. Завдяки такій конструкції може бути забезпечене те, що охолоджувальна рідина протікає через фартух без необхідності використання насосу. Зовнішній охолоджувальний зазор примикає до зовнішньої оболонки фартуха, що знаходиться в прямому контакті з газозбірним простором і зазнає впливу температури висхідного гарячого сирого синтез-газу та, відповідно, нагрівається. Через внутрішню оболонку охолоджувальна рідина у внутрішньому охолоджувальному зазорі контактує зі щойно завантаженими твердими речовинами, що мають температуру всього лише близько 40 "С. Тому охолоджувальна рідина в зовнішньому охолоджувальному зазорі піддається суттєво більшій теплопередачі, ніж охолоджувальна рідина у внутрішньому охолоджувальному зазорі, в результаті чого за рахунок конвекції відбувається спрямований потік через охолоджувальний зазор.The connection between the inner and outer cooling gap is achieved particularly easily due to the fact that a free space is provided between the partition and the part of the shell connecting the inner shell with the outer shell, that is, the partition does not reach the bottom of the apron. Thanks to this design, it can be ensured that the coolant flows through the apron without the need to use a pump. The external cooling gap is adjacent to the outer shell of the apron, which is in direct contact with the gas collection space and is affected by the temperature of the rising hot raw synthesis gas and, accordingly, is heated. Through the inner shell, the coolant in the internal cooling gap comes into contact with the newly loaded solids, which have a temperature of only about 40 "C. Therefore, the coolant in the external cooling gap undergoes significantly greater heat transfer than the coolant in the internal cooling gap, as a result of which due to convection, there is a directed flow through the cooling gap.

Якщо наразі у якості охолоджувальної рідини використовується вода, то температура кипіння води знаходиться нижче температури сирого синтезу-газу. Це також справедливо для роботи системи охолодження під тиском (30 бар абсолютного тиску: температура кипіння 234 С; 51 бар абсолютного тиску: 265 С). У всіх випадках пара, що утворюється, буде проходити нагору до виходу. В особливо переважному варіанті здійснення винаходу, охолоджувальну рідину подають у внутрішній охолоджувальний зазор і виводять із зовнішнього охолоджувального зазору. Таким чином, подана охолоджувальна вода проходить через внутрішній охолоджувальний зазор, злегка нагрівається при контакті з перегородкою та передає це тепло щойно завантаженим твердим речовинам усередині фартуха, що, нехай у невеликій мірі, приводить до зниження температури охолоджувальної води, а потім попадає в зовнішній охолоджувальний зазор. Внаслідок контакту з гарячою зовнішньою оболонкою фартуха вода там випаровується та, таким чином, відводить тепло із системи. Пара, що утворюється, виходить через паровипускний отвір, передбачений в зовнішньому охолоджувальному зазорі.If water is currently used as a coolant, the boiling point of water is below the temperature of raw syngas. This is also true for the operation of the cooling system under pressure (30 bar absolute pressure: boiling point 234 C; 51 bar absolute pressure: 265 C). In all cases, the steam produced will pass upwards to the outlet. In a particularly preferred embodiment of the invention, the cooling liquid is fed into the internal cooling gap and removed from the external cooling gap. Thus, the supplied cooling water passes through the internal cooling gap, heats up slightly on contact with the baffle and transfers this heat to the newly loaded solids inside the apron, which, albeit slightly, lowers the temperature of the cooling water, and then enters the external cooling gap . As a result of contact with the hot outer shell of the apron, water evaporates there and, thus, removes heat from the system. The steam generated exits through a steam outlet provided in the external cooling gap.

Завдяки виходу пари, свіжа охолоджувальна вода безперервно надходить із внутрішнього охолоджувального зазору в зовнішній охолоджувальний зазор. Таким чином, у даній системі проходження (охолоджувальної рідини - прим. перекладача| через внутрішній і зовнішній охолоджувальний зазор відбувається завдяки природній конвекції. Природна конвекція визначається різницею щільності стовпа води на вході та стовпа пароводяної суміші на виході.Due to the escape of steam, fresh cooling water continuously flows from the inner cooling gap to the outer cooling gap. Thus, in this system, the passage of (cooling liquid - translator's note) through the internal and external cooling gap occurs due to natural convection. Natural convection is determined by the difference in the density of the water column at the inlet and the column of the steam-water mixture at the outlet.

У результаті це дає так звану кратність циркуляції, як відношення (кількості - прим. перекладача пари, що утворюється, та води, що проходить, обмежене втратами тиску при заданійAs a result, this gives the so-called multiplicity of circulation, as the ratio (quantity - approx. of the translator of the steam formed and the water passing through, limited by pressure losses at a given

Зо конфігурації. Пристрій працює особливо ефективно, коли впуск і випуск охолоджувальної води здійснюють на верхньому краї фартуха при вертикальній конструкції реактора.From the configuration. The device works especially efficiently when the inlet and outlet of cooling water is carried out at the upper edge of the apron with a vertical reactor design.

Переважно, перегородка повинна бути виконана таким чином, що внутрішній охолоджувальний зазор має меншу ширину, ніж зовнішній охолоджувальний зазор. Це має ту перевагу, що при використанні води в якості охолоджувальної рідини, пара, що утворюється, забезпечує достатній об'єм у зовнішньому охолоджувальному зазорі. Таким чином, стає можливим забезпечити оптимальну кратність циркуляції вода/пар і звести до мінімуму втрати тиску.Preferably, the partition should be made in such a way that the inner cooling gap has a smaller width than the outer cooling gap. This has the advantage that when water is used as a coolant, the steam generated provides sufficient volume in the external cooling gap. Thus, it becomes possible to ensure the optimal multiplicity of water/steam circulation and minimize pressure loss.

Предметом винаходу також є реактор для газифікації твердих речовин, що містять вуглець, за допомогою кисню та пари з відмітними ознаками за п. 7 формули винаходу. Такий реактор містить виконану з можливістю обертання колосникову решітку поблизу днища та шлюз твердих речовин на кришці реактора, за яким іде описаний вище фартух.The subject of the invention is also a reactor for gasification of solid substances containing carbon with the help of oxygen and steam with distinctive features according to clause 7 of the claims. Such a reactor includes a rotatable grate near the bottom and a solids trap on the reactor lid, followed by the apron described above.

Переважно, реактор виконаний таким чином, що вхід та/або вихід охолоджувального зазору фартуха сполучений із системою охолодження самого реактора.Preferably, the reactor is designed in such a way that the inlet and/or outlet of the cooling gap of the apron is connected to the cooling system of the reactor itself.

Це має ту перевагу, що для охолодження фартуха не потрібно встановлювати окремий контур охолодження, отже можуть бути знижені капітальні витрати та, крім того, підвищена надійність та експлуатаційна безпека системи охолодження. Переважно, сам реактор також містить охолоджувальну сорочку, у яку включена охолоджувальна сорочка фартуха.This has the advantage that a separate cooling circuit does not need to be installed for apron cooling, so capital costs can be reduced and, in addition, the reliability and operational safety of the cooling system can be increased. Preferably, the reactor itself also contains a cooling jacket, in which the apron cooling jacket is incorporated.

Крім того, фартух і реактор, переважно, приварені один до одного. Це дозволяє при охолодженні пристрою помітно знизити температуру внутрішньої та зовнішньої оболонки в порівнянні з неохолоджуваним фартухом. Коли в якості охолоджувальної рідини використовується вода під абсолютним тиском нижче 51 бар, температура її кипіння становить приблизно 265 С і, таким чином, знаходиться значно нижче критичної температури 300 "с, починаючи з якої в вуглецевій сталі поступово відбувається газова корозія. З тієї причини, що завдяки охолодженню охолоджуваний фартух захищений не тільки від корозії, але й від ерозії, що є результатом переміщення вугілля вниз, його більше не доводиться регулярно замінювати, тому необхідність у дорогих рознімних з'єднаннях відсутня.In addition, the apron and the reactor are mostly welded to each other. This allows, when cooling the device, to significantly reduce the temperature of the inner and outer shell compared to a non-cooled apron. When water is used as a coolant under an absolute pressure of less than 51 bar, its boiling point is approximately 265 °C and thus is well below the critical temperature of 300 °C, from which gas corrosion gradually occurs in carbon steel. For that reason, that thanks to the cooling, the cooling apron is protected not only from corrosion, but also from erosion, which is the result of the downward movement of the coal, it no longer has to be replaced regularly, so there is no need for expensive detachable joints.

Нарешті, ідея згідно з даним винаходом також поширюється на спосіб газифікації твердих речовин, що містять вуглець, за допомогою кисню та пари з відмітними ознаками за п. 10 формули винаходу. Газифікацію проводять у нерухомому шарі, причому тверді речовини бо вводять у нерухомий шар реактора порціями за допомогою шлюзу, а потім безперервно, через завантажувальний пристрій згідно з винаходом. Охолоджувальне середовище вводять у сорочку в рідкому вигляді та відводять, принаймні частково, у пароподібному вигляді. За допомогою такого охолодження пристрій може бути ефективно захищений від корозії та, у той же час, може бути здійснене невелике первинне охолодження гарячого сирого синтез-газу, у результаті чого наступні деталі також зазнають меншого навантаження.Finally, the idea according to the present invention also extends to the method of gasification of solid substances containing carbon with the help of oxygen and steam with distinctive features according to item 10 of the claims. Gasification is carried out in a fixed bed, and solids are introduced into the fixed bed of the reactor in portions using a sluice, and then continuously, through a loading device according to the invention. The cooling medium is injected into the shirt in liquid form and removed, at least partially, in vapor form. By means of such cooling, the device can be effectively protected from corrosion and, at the same time, a small initial cooling of the hot raw synthesis gas can be carried out, as a result of which the subsequent parts are also subjected to less stress.

Таке охолодження є особливо переважним, коли пара, що відводиться, може бути повторно енергетично використана у способі в якості реагента / газифікуючого агента. Усередині газифікатора в нерухомому шарі пар діє в якості "сповільнювача" для обмеження температури горіння таким чином, щоб вугільна зола не плавилась. При цьому пару необхідно додавати в надлишку.Such cooling is particularly advantageous when the exhaust steam can be energetically reused in the process as a reactant/gasifying agent. Inside the gasifier, the fixed bed of steam acts as a "retarder" to limit the combustion temperature so that the coal ash does not melt. At the same time, steam must be added in excess.

Використання пари виявляється особливо переважним, коли в якості охолоджувальної рідини використовується вода, і при цьому охолоджувальна вода, яка відведена в пароподібному вигляді, сама може бути використана в якості реагенту, тобто потік пари, необхідний для газифікації твердих речовин у нерухомому шарі, частково підживлюється парою, що утворилась при охолодженні. Тим самим може бути знижене пароспоживання способу, що знижує експлуатаційні витрати. Коли сам реактор також містить сорочку водяного охолодження, і в ній також утворюється пара, приблизно 20 об'ємних відсотків необхідної загальної кількості пари може бути зекономлено за рахунок збору та рециркуляції пари від усіх охолоджуваних компонентів.The use of steam turns out to be especially advantageous when water is used as a cooling liquid, and at the same time the cooling water, which is removed in vapor form, can itself be used as a reagent, that is, the flow of steam necessary for the gasification of solids in a fixed bed is partially fed by steam , which was formed during cooling. Thus, the vapor consumption of the method can be reduced, which reduces operating costs. When the reactor itself also contains a water cooling jacket and steam is also generated in it, approximately 20 percent by volume of the total steam required can be saved by collecting and recirculating the steam from all the cooled components.

Додаткові ознаки, переваги та можливості застосування винаходу можуть бути також узяті із наведених нижче опису прикладу здійснення винаходу та креслень. Усі описані або проілюстровані ознаки винаходу утворюють предмет винаходу самі по собі або в будь-якій комбінації, незалежно від їх включення у формулу винаходу або їх зворотних посилань.Additional characteristics, advantages and possibilities of application of the invention can also be taken from the following description of an example of the implementation of the invention and the drawings. All described or illustrated features of the invention form the subject of the invention by themselves or in any combination, regardless of their inclusion in the claims or their back references.

На кресленнях показано:The drawings show:

Фіг. 1 схематично показаний реактор з нерухомим шаром, що експлуатується у режимі протитоку,Fig. 1 schematically shows a reactor with a fixed bed operated in counterflow mode,

Фіг. 2 показаний кільцевий газозбірник згідно з винаходом,Fig. 2 shows an annular gas collector according to the invention,

Фіг. З показана кришка кільцевого газозбірника згідно з винаходом.Fig. C shows the cover of the annular gas collector according to the invention.

На фіг. 1 схематично показаний реактор 10. Це вертикальний реактор з нерухомим шаром,In fig. 1 schematically shows the reactor 10. It is a vertical reactor with a fixed bed,

Зо що експлуатується у режимі протитоку, який містить виконану з можливістю обертання колосникову решітку 11 поблизу днища.It is operated in counterflow mode, which contains a rotatable grate 11 near the bottom.

На даній, виконаній з можливістю обертання, колосниковій решітці 11 під час роботи утворюється шар 12 твердих речовин. Через подаючий пристрій 13 пару та/або кисневмісне середовище, таке, як повітря, збагачене киснем повітря або чистий кисень, подають і вдувають у шар 12 знизу, забезпечуючи рівномірний розподіл. Золу, що утворюється в результаті реакцій у нерухомому шарі 12, вивантажують через колосникову решітку 11 і видаляють через зольник 14 3 наступним зольним шлюзом. Реактор 10 має водяне охолодження та містить охолоджувальний зазор 17 між зовнішньою оболонкою 18 і внутрішньою оболонкою 19 (фігура 2).During operation, a layer 12 of solid substances is formed on this rotatable grate 11. Through the supply device 13, steam and/or an oxygen-containing medium, such as oxygen-enriched air or pure oxygen, is supplied and blown into the layer 12 from below, ensuring uniform distribution. The ash formed as a result of reactions in the stationary layer 12 is discharged through the grate 11 and removed through the ash hopper 14 3 by the next ash sluice. The reactor 10 is water-cooled and contains a cooling gap 17 between the outer shell 18 and the inner shell 19 (Figure 2).

Над реактором 10 передбачений шлюз 20, через який подають вугілля або інші тверді речовини, що містять вуглець. За шлюзом 20 іде фартух 30, показаний на фігурі 2, що слугує в якості ємності для твердих речовин, так що нерухомий шар 12 у реакторі має однорідний і достатній рівень наповнення, незважаючи на те, що завантаження вугілля через шлюз 20 здійснюють із перервами. Над нерухомим шаром 12 навколо фартуха 30 передбачений вільний простір, у якому збирають реакційні гази, а також невикористану пару. Гази, зібрані в даному газозбірному просторі 15, виводяться через газовідвідний патрубок 16.A sluice 20 is provided above the reactor 10, through which coal or other solid substances containing carbon are fed. Behind the lock 20 is an apron 30, shown in figure 2, which serves as a container for solids, so that the fixed bed 12 in the reactor has a uniform and sufficient level of filling, despite the fact that the loading of coal through the lock 20 is carried out intermittently. Above the stationary layer 12 around the apron 30, a free space is provided, in which reaction gases and unused steam are collected. The gases collected in this gas collection space 15 are discharged through the gas outlet pipe 16.

На фіг. 2 схематично та у розрізі показана права половина завантажувального пристрою 1 згідно з винаходом. Звичайно, газовідвідний патрубок 16 передбачений тільки на одній стороні реактора.In fig. 2 schematically and in section shows the right half of the loading device 1 according to the invention. Of course, the gas outlet pipe 16 is provided only on one side of the reactor.

Завантажувальний пристрій 1 містить фартух 30 із двох стінок із внутрішньою оболонкою 31 і зовнішньою оболонкою 32, між якими утворений охолоджувальний зазор 33. На нижньому кінці фартуха 30, зверненому до нерухомого шару 12, внутрішня оболонка 31 і внутрішня оболонка 32 непроникним для рідини чином з'єднані частиною 35 оболонки. Усередині фартуха 30 передбачена перегородка 34 між внутрішньою оболонкою 31 і зовнішньою оболонкою 32. Дана оболонка 34 розділяє охолоджувальний зазор 33, утворений між внутрішньою оболонкою 31 і зовнішньою оболонкою 32, на внутрішній охолоджувальний зазор ЗЗі і зовнішній охолоджувальний зазор З3а. В процесі роботи внутрішній охолоджувальний зазор З33і примикає до утримуваних у фартуху 30 твердими речовинами внутрішньою оболонкою 31, у той час як зовнішній охолоджувальний зазор ЗЗа примикає до газозбірного простору 15 і нерухомого шару 60 12 зовнішньою оболонкою 32.The loading device 1 contains an apron 30 of two walls with an inner shell 31 and an outer shell 32, between which a cooling gap 33 is formed. At the lower end of the apron 30, facing the stationary layer 12, the inner shell 31 and the inner shell 32 in a liquid-impermeable manner with connected by part 35 of the shell. Inside the apron 30, a partition 34 is provided between the inner shell 31 and the outer shell 32. This shell 34 divides the cooling gap 33, formed between the inner shell 31 and the outer shell 32, into the inner cooling gap ZZi and the outer cooling gap Z3a. During operation, the internal cooling gap Z33i adjoins the solids held in the apron 30 by the inner shell 31, while the external cooling gap ZZa adjoins the gas collection space 15 and the stationary layer 60 12 by the outer shell 32.

Між перегородкою 34 і частиною 35 оболонки, що з'єднує внутрішню оболонку 31 і зовнішню оболонку 32, передбачений вільний простір 36, за допомогою якого внутрішній охолоджувальний зазор З3і і зовнішній охолоджувальний зазор ЗЗа сполучені один з одним у нижньому кінці фартуха 30.Between the partition 34 and part 35 of the shell connecting the inner shell 31 and the outer shell 32, a free space 36 is provided, with the help of which the internal cooling gap Z3i and the external cooling gap ZZa are connected to each other at the lower end of the apron 30.

Охолоджувальну рідину, переважно воду, подають між перегородкою 34 і внутрішньою оболонкою, під дією сили тяжіння вона стікає вниз і знаходиться в теплообміні з холодним вугіллям (близько 40 "С), запасеним усередині фартуха. Так як перегородка 34 закінчується не впритул до частини 35 оболонки, вода може потрапити в зовнішній охолоджувальний зазор ЗЗа на нижньому краї фартуха 30. На зовнішній оболонці 32 охолоджувальна рідина знаходиться в безпосередньому теплообміні з гарячим газом у газозбірному просторі 15. Завдяки температурі газу, |що складає - прим. перекладача) до 700 "С, переважно до 800 "С, вода нагрівається до відповідної температури кипіння (приблизно 265 "С при робочому тиску 51 бар абсолютного тиску) і випаровується. Завдяки суттєво більш низькій щільності пара піднімається нагору (конвекція) у зовнішньому охолоджувальному зазорі ЗЗа і може бути відведена у верхньому кінці охолоджувального зазору ЗЗа. Температура поверхні зовнішньої оболонки 32 буде вищою температури охолоджувальної води на величину до 30 "С (в залежності від температури газу та навантаження) з причини великої теплопередачі на стороні газу. На зовнішній оболонці 32 все одно буде одержана температура трохи нижче від 300 "С, що значно нижче від температури, одержаної в неохолоджуваному кільцевому газозбірнику, яка по суті відповідає температурі газу. Таким чином, можливо уникнути газової корозії вуглецевої сталі або, принаймні, значно її зменшити.A cooling liquid, mainly water, is supplied between the partition 34 and the inner shell, under the influence of gravity it flows down and is in heat exchange with the cold coal (about 40 "C) stored inside the apron. Since the partition 34 ends not close to the part 35 of the shell , water can enter the external cooling gap ZZa at the lower edge of the apron 30. On the outer shell 32, the cooling liquid is in direct heat exchange with the hot gas in the gas collection space 15. Due to the gas temperature, which is up to 700 "C, preferably up to 800 °C, the water is heated to the appropriate boiling point (approximately 265 °C at an operating pressure of 51 bar absolute pressure) and evaporated. Due to the significantly lower density, the steam rises (convection) in the outer cooling gap ZZa and can be removed at the upper end of the cooling gap ZZa. The surface temperature of the outer shell 32 will be higher than the temperature of the cooling water by up to 30 "C (depending on the gas temperature and load) due to the large heat transfer on the gas side. The outer shell 32 will still have a temperature slightly below 300 "C, which significantly lower than the temperature obtained in an uncooled annular gas collector, which essentially corresponds to the gas temperature. Thus, it is possible to avoid gas corrosion of carbon steel, or at least to significantly reduce it.

Коли сам реактор 10 також містить сорочку водяного охолодження, охолоджувальний зазор 33 фартуха 30 переважно сполучений із системою охолодження реактора 10 таким чином, що охолоджувальна вода з охолоджувального зазору 17 між зовнішньою оболонкою 18 і внутрішньою оболонкою 19 реактора 10 також може використовуватись для наповнення охолоджувального зазору 33 фартуха 30.When the reactor 10 itself also contains a water cooling jacket, the cooling gap 33 of the apron 30 is preferably connected to the cooling system of the reactor 10 in such a way that the cooling water from the cooling gap 17 between the outer shell 18 and the inner shell 19 of the reactor 10 can also be used to fill the cooling gap 33 apron 30.

На фіг. З показана кільцеподібна кришка 40, установлена на завантажувальному пристрої, переважно, приварена до нього, та, разом із цим, представлені вхід і вихід охолоджувальної рідини, а також з'єднання з реактором 10.In fig. C shows the ring-shaped cover 40 installed on the loading device, preferably welded to it, and, together with this, the inlet and outlet of the cooling liquid, as well as the connection to the reactor 10, are presented.

Зо У центрі кришки 40 передбачений круглий отвір 41, через який тверді речовини можуть попадати зі шлюзової системи 20 у завантажувальний пристрій 1. Передбачено два ряди зміщених назовні та розташованих по концентричних окружностях отворів 42, 43, зв'язаних із сорочкою фартуха 30, через які охолоджувальна рідина відповідно подається у внутрішній охолоджувальний зазор ЗЗі і виводиться із зовнішнього охолоджувального зазору ЗЗа. За допомогою кругового виступу 44 кришка 40 може бути прикріплена, наприклад, приварена до внутрішньої оболонки 19 реактора 10 (див. фіг. 2).In the center of the cover 40, a circular hole 41 is provided, through which solid substances can enter from the sluice system 20 into the loading device 1. Two rows of holes 42, 43, offset outwards and located on concentric circles, are provided, connected to the shirt of the apron 30, through which the cooling liquid is accordingly supplied to the internal cooling gap ЗЗи and removed from the external cooling gap ЗЗА. With the help of a circular protrusion 44, the cover 40 can be attached, for example, welded to the inner shell 19 of the reactor 10 (see Fig. 2).

В охолоджуваному кільцевому газозбірнику згідно з винаходом, абразивне зношування на внутрішній оболонці, обумовлене постійним проходженням вугілля, значно зменшене завдяки зниженій температурі стінки, тим самим збільшений можливий термін служби. Завдяки зниженій температурі попереджується або у значній мірі зменшується корозія зовнішньої оболонки, незалежно від концентрації корозійно активних речовин у сирому газі. При цьому присутність корозійно активних речовин у сирому газі визначається складом вугілля.In the cooled annular gas collector according to the invention, the abrasive wear on the inner shell, due to the constant passage of coal, is significantly reduced due to the reduced wall temperature, thereby increasing the possible service life. Due to the reduced temperature, corrosion of the outer shell is prevented or significantly reduced, regardless of the concentration of corrosive substances in the raw gas. At the same time, the presence of corrosively active substances in raw gas is determined by the composition of coal.

Крім того, газ трохи охолоджується на зовнішній оболонці кільцевого газозбірника, що приводить до зниження теплового навантаження наступних частин установки. При охолодженні газу в кільцевому газозбірнику тепло відводиться із процесу в одній точці, а охолоджувальна рідина випаровується.In addition, the gas cools a little on the outer shell of the annular gas collector, which leads to a decrease in the thermal load of the following parts of the installation. When gas is cooled in an annular gas collector, heat is removed from the process at one point, and the coolant evaporates.

При використанні води в якості охолоджувальної рідини, пара, що утворилась згодом, може подаватись в систему в якості пари для газифікації, тим самим можуть бути знижені витрати на реагенти, що витрачаються.When water is used as a cooling liquid, the steam generated subsequently can be fed into the system as steam for gasification, thereby reducing the cost of spent reagents.

Перелік посилальних позначень 1 завантажувальний пристрій 10 реактор 11 виконана з можливістю обертання колосникова решітка 12 нерухомий шар 13 подача кисневмісного газу та/або пари 14 зольник 15 газозбірний простір 16 газовідвідний патрубок 17 охолоджувальний зазор 60 18 зовнішня оболонка реактораList of references 1 loading device 10 reactor 11 rotatable grate 12 stationary layer 13 supply of oxygen-containing gas and/or steam 14 ash pan 15 gas collection space 16 gas outlet pipe 17 cooling gap 60 18 reactor outer shell

19 внутрішня оболонка реактора 20 шлюз 30 фартух 31 внутрішня оболонка 32 зовнішня оболонка 33 охолоджувальний зазор19 inner shell of the reactor 20 airlock 30 apron 31 inner shell 32 outer shell 33 cooling gap

ЗЗа зовнішній охолоджувальний зазорZZa external cooling gap

З3Зі внутрішній охолоджувальний зазор 34 перегородка 35 частина оболонки 36 вільний простір 40 кришка 41 отвір 42 отвори 43 отвори 44 виступZ3Z internal cooling gap 34 partition 35 part of the shell 36 free space 40 cover 41 hole 42 holes 43 holes 44 projection

Claims (9)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУFORMULA OF THE INVENTION 1. Пристрій (1) для завантаження твердими речовинами, що містять вуглець, реактор (10), що експлуатується під тиском, у якому тверді речовини газифікують за допомогою кисню та/або пари в нерухомому шарі (12), причому пристрій містить у собі відкритий зверху та знизу кільцеподібний фартух (30), до якого тверді речовини подають через шлюз (20), який відрізняється тим, що фартух (30) містить внутрішню оболонку (31) і зовнішню оболонку (32), між якими утворений охолоджувальний зазор (33) принаймні з одним входом та/або виходом для подачі та відведення охолоджувального середовища, причому між внутрішньою оболонкою (31) і зовнішньою оболонкою (32) фартуха (30) передбачена перегородка (34), так, що утворюються внутрішній і зовнішній охолоджувальний зазор (З3Зі, ЗЗа) та внутрішній і зовнішній охолоджувальний зазор (З3Зі, ЗЗа) сполучені один з одним принаймні в одній точці. Зо 1. A device (1) for loading solids containing carbon, a reactor (10) operating under pressure, in which solids are gasified with the help of oxygen and/or steam in a fixed bed (12), and the device includes an open above and below an annular apron (30) to which the solids are supplied through a sluice (20), characterized in that the apron (30) contains an inner shell (31) and an outer shell (32), between which a cooling gap (33) is formed with at least one inlet and/or outlet for supplying and removing the cooling medium, and a partition (34) is provided between the inner shell (31) and the outer shell (32) of the apron (30), so that an inner and outer cooling gap (Z3Zi, ЗЗа) and the internal and external cooling gap (З3Зи, ЗЗа) are connected to each other at least at one point. Zo 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що фартух (30) виконаний вісесиметричним, насамперед циліндричним, конічним або частково конічним.2. The device according to claim 1, which differs in that the apron (30) is made axisymmetric, primarily cylindrical, conical or partially conical. 3. Пристрій за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що внутрішня оболонка (31) і зовнішня оболонка (32) фартуха (30) з'єднані одна з одною на нижній стороні, зверненій до нерухомого шару (12) у реакторі (10).3. The device according to claim 1 or claim 2, which is characterized in that the inner shell (31) and the outer shell (32) of the apron (30) are connected to each other on the lower side facing the stationary layer (12) in the reactor ( 10). 4. Пристрій за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що на верхньому краю фартуха (30), зверненому до нерухомого шару (12), охолоджувальний зазор (33) закритий кришкою (40), що містить декілька отворів (42, 43) для подачі та відведення охолоджувального середовища.4. The device according to one of the previous points, which is characterized by the fact that on the upper edge of the apron (30), facing the stationary layer (12), the cooling gap (33) is closed by a cover (40) containing several holes (42, 43) for supplying and removing the cooling medium. 5. Пристрій за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що внутрішній і зовнішній охолоджувальні зазори (З3і, ЗЗа) сполучені один з одним по всій окружності фартуха (30).5. The device according to one of the previous points, which differs in that the internal and external cooling gaps (Z3i, ZZa) are connected to each other along the entire circumference of the apron (30). 6. Пристрій за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що між перегородкою (34) і частиною (35) оболонки, що з'єднує внутрішню оболонку (31) і зовнішню оболонку (32), передбачений вільний простір (36).6. The device according to one of the preceding points, which is characterized by the fact that a free space (36) is provided between the partition (34) and the part (35) of the shell connecting the inner shell (31) and the outer shell (32). 7. Реактор (10) для газифікації твердих речовин, що містять вуглець, за допомогою кисню та/або пари в нерухомому шарі, який містить завантажувальний пристрій (1) за одним з попередніх пунктів.7. A reactor (10) for gasification of carbon-containing solids using oxygen and/or steam in a fixed bed, which contains a loading device (1) according to one of the previous clauses. 8. Реактор за п. 7, який відрізняється тим, що вхід та/або вихід охолоджувального зазору (33) завантажувального пристрою (1) з'єднаний/з'єднані з охолоджувальним зазором (17) між внутрішньою оболонкою (19) і зовнішньою оболонкою (18) реактора (10).8. Reactor according to claim 7, characterized in that the inlet and/or outlet of the cooling gap (33) of the loading device (1) is/are connected to the cooling gap (17) between the inner shell (19) and the outer shell ( 18) of the reactor (10). 9. Спосіб газифікації твердих речовин, що містять вуглець, за допомогою кисню та пари, причому газифікацію проводять в реакторі, що експлуатується під тиском, з нерухомим шаром, а тверді речовини вводять за допомогою шлюзу через завантажувальний пристрій за будь-яким з пп. 1-6 у нерухомий шар, який відрізняється тим, що охолоджувальне середовище вводять у рідкому вигляді в охолоджувальний зазор завантажувального пристрою та що охолоджувальне середовище відводять із охолоджувального зазору, принаймні частково, у пароподібному вигляді.9. A method of gasification of carbon-containing solids using oxygen and steam, and the gasification is carried out in a reactor operated under pressure, with a fixed bed, and the solids are introduced by means of a gate through a loading device according to any of claims 1- 6 in a fixed bed, which is characterized by the fact that the cooling medium is introduced in liquid form into the cooling gap of the charging device and that the cooling medium is removed from the cooling gap, at least partially, in vapor form.