Reactor de gasificación para producir gas bruto.

Reactor de gasificación para producir gas bruto que contiene CO o H2 mediante la gasificación de combustible que contiene cenizas con gas que contiene oxígeno a temperaturas superiores a la temperatura de fusión de las cenizas, estando previstas dentro del depósito de presión una cámara de reacción formada por una pared de membrana atravesada por un medio refrigerante, y a continuación, una zona de transición así como una cámara de enfriamiento brusco

(quenching), con un baño de escoria/ agua situado a continuación en el sentido de la fuerza gravitacional, caracterizado porque en el baño de escoria/ agua (13) está previsto un depósito colector de escoria (12) con forma de embudo que en el sentido de entrada de la escoria (flecha 18) está equipado con un segundo inserto (15) con forma de embudo como cono de separación, cuya pared de embudo forma hacia el depósito colector de escoria (12) un intersticio anular (17) circunferencial y cuyo canto de borde (16) libre está posicionado por encima del canto de borde (14) libre del depósito colector de escoria (12).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/004338.

Solicitante: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ThyssenKrupp Allee 1 45143 Essen ALEMANIA.

Inventor/es: SCHULZE-ECKEL, REINALD, KUSKE, EBERHARD, DR., SEMRAU, LOTHAR, DOSTAL,JOHANNES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > PRODUCCION DE GASES QUE CONTIENEN MONOXIDO DE CARBONO... > Producción de gases que contienen monóxido de carbono... > C10J3/50 (Dispositivos de carga del combustible)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > PRODUCCION DE GASES QUE CONTIENEN MONOXIDO DE CARBONO... > Producción de gases que contienen monóxido de carbono... > C10J3/52 (Dispositivos de eliminación de cenizas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > PRODUCCION DE GASES QUE CONTIENEN MONOXIDO DE CARBONO... > Producción de gases que contienen monóxido de carbono... > C10J3/84 (con medios para eliminar lodos o alquitrán del gas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > PRODUCCION DE GASES QUE CONTIENEN MONOXIDO DE CARBONO... > Producción de gases que contienen monóxido de carbono... > C10J3/76 (Camisas de agua; Camisas de vapor)

PDF original: ES-2550053_T3.pdf

 

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Reactor de gasificación para producir gas bruto.

Fragmento de la descripción:

Reactor de gasificación para producir gas bruto

La invención se refiere a un reactor de gasificación para producir gas bruto que contiene CO o H2, del tipo indicado en el preámbulo de la reivindicación 1.

Un reactor de gasificación de este tipo se dio a conocer por ejemplo por el documento W02009/036985A1 de la solicitante, conteniendo dicho documento abundantes indicaciones adicionales del estado de la técnica, como por ejemplo el documento US4474584 que trata especialmente la refrigeración del gas de síntesis caliente.

La invención se dedica especialmente también a los problemas que surgen en este tipo de reactores, no limitándose la invención al reactor de gasificación que se trata aquí especialmente, sino que también se refiere a aparatos en los que puedan surgir problemas similares que se describen en detalle más adelante.

Un aparato de este tipo debe ser apto para permitir procedimientos de gasificación a presión / combustión de combustibles finamente distribuidos, entres los que figura la oxidación parcial de los combustibles polvo de carbón, biomasa finamente distribuida, aceite, alquitranes o similares en un reactor. También figura entre ellos la retirada separada o conjunta de escoria o ceniza volante y del gas de síntesis o de humo. Se debe hacer posible una refrigeración de los productos de reacción (gas y escoria / ceniza volante), por ejemplo mediante dispositivos de enfriamiento brusco (quench) por pulverización, por gas, por radiación, superficies de calefacción por convección o similares, según el tipo del procedimiento empleado, teniendo que prestar atención finalmente también al esclusado de los productos de reacción fuera del recipiente a presión.

En el documento W02009/036985A1 genérico que ya se ha mencionado anteriormente se describe ya una medida para enfriar incluso partículas más gruesas e inducir una corriente recirculante para evitar depósitos.

La presente invención tiene el objetivo de realizar especialmente el depósito de escoria de forma económica multiplicando al mismo tiempo su modo de funcionamiento.

En un reactor de gasificación del tipo descrito al principio, este objetivo se consigue según la invención porque en el baño de escoria/ de agua está previsto un depósito colector de escoria en forma de embudo que en el sentido de entrada de la escoria está equipado con un segundo inserto en forma de embudo como cono de separación, cuya pared de embudo forma hacia el depósito colector de escoria un intersticio anular circunferencial y cuyo canto de corte libre está posicionado por encima del canto de borde libre del depósito colector de escoria.

Dado que permanentemente entra desde arriba una mezcla de gas/ escoria/ agua refrigerante en el depósito colector de escoria con forma de embudo, por el hecho de que según la invención la zona de embudo está realizada en parte con doble pared se produce una corriente de rebose desde el inserto con forma de embudo al baño de agua circundante.

Dado que el canto de borde libre del cono interior sobresale de la pared de embudo, se consigue adicionalmente que posibles turbulencias de la superficie del agua al aparecer partículas de escoria más grandes no conduzcan a que pase hacia fuera, al baño de agua circundante, agua refrigerante con partículas de escoria demasiado grandes.

El documento EP0459023A1 muestra una disposición de dos depósitos colectores de cenizas en forma de embudos en un refrigerador de gas, no estando dispuestos estos embudos sin embargo en un baño de agua. El documento US4852997A muestra una construcción colectora de cenizas que está dotada de una salida de cenizas para cenizas flotantes y que a través de la disposición de una salida de agua en el baño de agua exterior y una abertura en la parte inferior de la construcción colectora de cenizas produce una corriente en el baño de agua, pero allí no existe un segundo inserto en forma de embudo según la presente invención.

Según la invención está previsto que el cilindro que encierra la cámara de enfriamiento brusco (quenching) presenta un menor diámetro que el inserto con forma de embudo que forma el cono de separación.

De esta manera, se garantiza que la mezcla de gas/ escoria/ agua entrante que ya se ha mencionado se dirige con seguridad al inserto interior con forma de embudo, pudiendo el gas correr al espacio anular libre circundante, en el espacio libre entre el canto de borde del cilindro que encierra la cámara de enfriamiento brusco, por una parte, y la superficie de líquido en el inserto con forma de embudo, por otra parte.

La invención prevé también que el intersticio anular formado por el depósito colector de escoria cónico y el cono de

separación está dimensionado de tal forma que sólo partículas con un tamaño máximo predeterminado puedan pasar a través del canto de rebose en el depósito colector de escoria al baño de agua situado a un nivel más bajo.

Más detalles, características y ventajas de la invención resultan de la siguiente descripción y del dibujo. En este, muestran

la figura 1, un dibujo en sección esquemático a través de un reactor de gasificación según la invención y

la figura 2, una vista esquemática aumentada de la parte inferior del reactor de gasificación con el baño de escoria/

agua.

El reactor de gasificación representado en la figura 1 y designado por 1 en su conjunto presenta un depósito de presión 2 en el que está dispuesta desde arriba hacia abajo, a una distancia con respecto al depósito de presión 3, una cámara de reacción 4 encerrada por una pared de membrana 3.

El conducto de alimentación de refrigerante que carga la pared de membrana 3 está designado por 5. La pared de membrana 3 se convierte a través de un cono inferior 6 en un canal estrechado como parte de una zona de transición designada por 8, estando representados de forma aproximada frenos de turbulencia 9 en el canal de transición 7 estrechado. Por 10a está designado un canto de escurrimiento en la zona de transición 8 para la ceniza líquida en la zona de transición a una distancia con respecto al primer canto de escurrimiento 10 al final del canal de transición 7.

A continuación de la zona de transición 8 se encuentra una cámara o un canal de enfriamiento brusco 11, seguido por un depósito colector de escoria 12 en un baño de agua 13.

Como se puede ver en la figura 2, en la forma de realización descrita aquí, en el baño de agua 13 se encuentra un depósito colector de escoria 12 con forma de embudo, cuyo canto de borde 14 libre sobresale del nivel de líquido en el baño de agua 13.

En dicho depósito colector de escoria 12 con forma de embudo, para formar un cono de separación está posicionado concéntricamente otro inserto 15 con forma de embudo, cuyo canto de borde 16 superior libre sobresale a su vez del depósito colector de escoria 12 con forma de embudo.

Entre el inserto 15 con forma de embudo y la pared del depósito colector de escoria 12 está realizado un intersticio anular 17 circunferencial. Dado que durante el funcionamiento del reactor 1, del canal de enfriamiento brusco 11 sale continuamente hacia abajo una mezcla de gas/ escoria/ agua, lo que se indica por la flecha 18 en la figura 2, el agua refrigerante se mueve hacia arriba a través del Intersticio anular 17 y pasa al baño de agua 13 a través del canto de borde 14.

Por las dimensiones geométricas, es decir, especialmente por la configuración del ancho del intersticio anular 17, está limitado el tamaño de las partículas que son arrastradas por dicho intersticio anular, de manera que sólo sustancias sólidas correspondientes con un tamaño limitado hacia arriba llegan al baño de agua a través de este... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Reactor de gasificación para producir gas bruto que contiene CO o H2 mediante la gasificación de combustible que contiene cenizas con gas que contiene oxígeno a temperaturas superiores a la temperatura de fusión de las

5 cenizas, estando previstas dentro del depósito de presión una cámara de reacción formada por una pared de membrana atravesada por un medio refrigerante, y a continuación, una zona de transición así como una cámara de enfriamiento brusco (quenching), con un baño de escoria/ agua situado a continuación en el sentido de la fuerza gravitacional, caracterizado porque en el baño de escoria/ agua (13) está previsto un depósito colector de escoria (12) con forma de embudo que en el sentido de entrada de la escoria (flecha 18) está equipado con un segundo 10 inserto (15) con forma de embudo como cono de separación, cuya pared de embudo forma hacia el depósito colector de escoria (12) un intersticio anular (17) circunferencial y cuyo canto de borde (16) libre está posicionado por encima del canto de borde (14) libre del depósito colector de escoria (12).

2.- Reactor de gasificación según la reivindicación 1, caracterizado porque el cilindro que encierra la cámara de 15 enfriamiento brusco (11) presenta un menor diámetro que el inserto (15) con forma de embudo que forma el cono

de separación.

3.- Reactor de gasificación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el intersticio anular (17) formado por el depósito colector de escoria (12) y el cono de separación (15) está dimensionado de tal forma que sólo

20 partículas con un tamaño máximo predeterminado puedan pasar a través del canto de rebose (14) del depósito colector de escoria (12) al baño de agua (13) situado a un nivel más bajo.