LANZA DE OXÍGENO PARA LA GASIFICACIÓN A ALTA TEMPERATURA DE DESECHOS ASÍ COMO PROCEDIMIENTO PARA EL FUNCIONAMIENTO DE ÉSTA.

Lanza de oxígeno para la gasificación a alta temperatura de desechos heterogéneos eventualmente previamente tratados térmicamente,

con canales (I; II; III) para el transporte de oxígeno de reacción, para la alimentación de combustible y para la alimentación de oxígeno de combustión, caracterizada porque el canal para el transporte de oxígeno de reacción (III) es idéntico al canal para la alimentación de oxígeno de combustión (II), y contiene un dispositivo de control que regula el caudal del oxígeno alimentado en por lo menos dos estados de paso diferentes.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E03090302.

Solicitante: THERMOSELECT AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Liechtensein.

Dirección: MEIERHOFSTRASSE 2 FL-9490 VADUZ LIECHTENSTEIN.

Inventor/es: KISS, GUNTER, H..

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 18 de Septiembre de 2003.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C10J3/20 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA.C10J PRODUCCION DE GASES QUE CONTIENEN MONOXIDO DE CARBONO E HIDROGENO A PARTIR DE MATERIAS CARBONOSAS SOLIDAS POR PROCESOS DE OXIDACION PARCIAL UTILIZANDO OXIGENO O VAPOR (gasificación subterránea de materias minerales E21B 43/295 ); CARBURACION DEL AIRE U OTROS GASES. › C10J 3/00 Producción de gases que contienen monóxido de carbono e hidrógeno, p.ej. gas de síntesis o gas ciudad, a partir de materiales carbonosos sólidos por procesos de oxidación parcial utilizando oxígeno o vapor. › Aparatos; Instalaciones.
  • F23D14/32 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F23 APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION.F23D QUEMADORES.F23D 14/00 Quemadores para la combustión de un gas, p. ej. de un gas mantenido en estado líquido bajo presión. › utilizando una mezcla de combustible gaseoso y oxígeno puro o de aire enriquecido con oxígeno (F23D 14/38 tiene prioridad).

Clasificación PCT:

  • C10J3/00 C10J […] › Producción de gases que contienen monóxido de carbono e hidrógeno, p.ej. gas de síntesis o gas ciudad, a partir de materiales carbonosos sólidos por procesos de oxidación parcial utilizando oxígeno o vapor.
  • F23D14/32 F23D 14/00 […] › utilizando una mezcla de combustible gaseoso y oxígeno puro o de aire enriquecido con oxígeno (F23D 14/38 tiene prioridad).

Clasificación antigua:

  • C10J3/00 C10J […] › Producción de gases que contienen monóxido de carbono e hidrógeno, p.ej. gas de síntesis o gas ciudad, a partir de materiales carbonosos sólidos por procesos de oxidación parcial utilizando oxígeno o vapor.
  • F23D14/32 F23D 14/00 […] › utilizando una mezcla de combustible gaseoso y oxígeno puro o de aire enriquecido con oxígeno (F23D 14/38 tiene prioridad).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2372001_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Lanza de oxígeno para la gasificación a alta temperatura de desechos así como procedimiento para el funcionamiento de esta. La invención se refiere a una lanza de oxígeno según las características del preámbulo de la reivindicación 1 así como a un procedimiento para el funcionamiento de esta en un reactor de alta temperatura. Para la gasificación de desechos heterogéneos es conocido el hecho de realizar la alimentación de oxígeno al lecho de gasificación, por ejemplo en un reactor de alta temperatura, sirviéndose de lanzas de oxígeno. En el sentido aquí utilizado las lanzas de oxígeno son toberas refrigeradas por agua mediante las cuales se inyecta generalmente oxígeno o aire enriquecido con oxígeno en la cámara de combustión interior de los reactores de gasificación. La memoria de patente alemana 195 12249 C2 enseña el empleo de lanzas de oxígeno que funcionan con por lo menos una llama piloto que arde de modo permanente con elevada temperatura de la llama y gran velocidad de combustión, de tal modo que el oxígeno de la lanza se acelera por lo menos aproximadamente hasta la velocidad del sonido, con lo cual el oxígeno de la lanza sufre un calentamiento extremo. La elevada temperatura del oxígeno incrementa la velocidad de gasificación y la fuerte aceleración del oxígeno aumenta decididamente el campo de acción de la lanza. De acuerdo con el estado de la técnica se emplea para esto una lanza de oxígeno que está equipada con un quemador para producir la llama piloto. Esta combinación de lanza de quemador/lanza de oxígeno se caracteriza especialmente porque además de un primer canal de oxígeno que sirve para la aportación de oxígeno al lecho de gasificación del reactor, está previsto un segundo canal de oxígeno independiente que se ocupa de alimentar con oxígeno la llama piloto producida por el quemador. Si se omite ahora la alimentación de oxígeno al lecho de gasificación del reactor y funciona exclusivamente la llama piloto (régimen de quemador) entonces existe el riesgo de que debido a la sobrepresión parcial que reina en el reactor se difunda gas de síntesis caliente procedente del reactor en el primer canal de oxígeno, al que ahora no se está alimentando oxígeno. Esto resulta especialmente peligroso porque la mezcla de gas de síntesis caliente y oxígeno en el primer canal de oxígeno puede dar lugar a una deflagración, en cuanto se vuelva a volver a conectar además del régimen de quemador la alimentación de oxígeno al lecho de gasificación del reactor. Si se difunde gas de síntesis caliente durante el régimen de quemador antes descrito en el primer canal destinado a la alimentación de oxígeno al lecho de gasificación del reactor, entonces surge además el inconveniente de que debido a la diferencia de temperaturas entre el gas de síntesis caliente y la combinación de lanza de oxígeno refrigerada generalmente con agua, se condensen al menos parcialmente componentes condensables del gas de síntesis en el primer canal de oxígeno que está desconectado. El objetivo de la presente invención es describir una combinación de lanza de quemador/lanza de oxígeno y un procedimiento para la utilización de la misma, que se pueda emplear en régimen de quemador y que no se encuentre con los riesgos e inconvenientes antes descritos al tener en cuenta el estado de la técnica. Este objetivo se resuelve según la invención con una lanza de oxígeno conforme a la reivindicación 1 y a un procedimiento para el funcionamiento de la misma según la reivindicación 7. Esta solución presenta especialmente las siguientes ventajas: Por el hecho de que el canal destinado al transporte de oxígeno de reacción, es decir el oxígeno que se inyecta para la reacción en el lecho de gasificación del reactor, es idéntico al canal para la alimentación de oxígeno de combustión, es decir el oxígeno destinado a alimentar la llama del quemador o llama piloto, se consigue de modo especialmente ventajosos que, con independencia de que la combinación de lanza de quemador/lanza de oxígeno funciones con una llama piloto siempre encendida, con o sin alimentación de oxígeno al lecho de gasificación del reactor, pase siempre un flujo de oxígeno a través del canal de oxígeno, ya que por lo menos se alimenta la llama del quemador con la cantidad de oxígeno necesaria para la combustión estequiométrica (oxígeno de combustión). De este modo no puede difundirse gas de síntesis caliente procedente del reactor en el canal de oxígeno y se evita el riesgo de que se produzca una deflagración al volver a poner en servicio la alimentación de oxígeno al lecho de gasificación del reactor (oxígeno de reacción), y al mismo tiempo se impide la condensación de gas de síntesis caliente en el canal de oxígeno de reacción. Además se simplifica en su conjunto la disposición del dispositivo de lanza del oxígeno con dispositivo quemador, ya que se prescinde de conexiones y canales adicionales para la alimentación independiente de oxígeno para la llama piloto/llama del quemador por una parte y la alimentación de oxígeno al lecho de gasificación del reactor, por otra. Por el hecho de que existe un dispositivo de control que regula el caudal del oxígeno inyectado en por lo menos dos estados de paso diferentes, se alimenta en cada caso de forma dosificada la cantidad necesaria de oxígeno para los 2   dos regímenes de funcionamiento, de llama del quemador y alimentación de oxígeno de reacción en el lecho de gasificación por una parte, y llama del quemador sin alimentación de oxígeno de reacción al lecho de gasificación por otra parte. En el régimen de funcionamiento "llama del quemador sin alimentación de oxígeno de reacción al lecho de gasificación", los elementos de reacción, combustible y oxígeno, se alimentan a la llama del quemador en una proporción aproximadamente estequiométrica para la combustión. En cambio, en el régimen de funcionamiento "llama del quemador con alimentación de oxígeno de reacción al lecho de gasificación", se alimenta el oxígeno al combustible en una proporción hiperestequiométrica, de modo que la parte que rebasa la parte de oxígeno alimentado de la proporción estequiométrica para la combustión en la llama del quemador se conduce como elemento de reacción al lecho de combustión del reactor de alta temperatura. En el sentido de toda esta solicitud, el combustible puede ser por ejemplo gas metano, gas de síntesis propia del proceso o distintos componentes de este así como también sustancias líquidas y/o bombeables que contengan sustancias nocivas. Al elegir en todo momento, especialmente en el caso de funcionar exclusivamente la llama del quemador, la presión del oxígeno de tal modo que sea siempre mayor que la presión parcial reinante en el reactor de alta temperatura, se impide de modo efectivo la difusión de gas de síntesis caliente al interior de la acometida de oxígeno. Unos perfeccionamientos ventajosos de la invención se pueden conseguir de acuerdo con las reivindicaciones subordinadas 2 a 6 u 8 a 10, y que se explican a continuación brevemente. Una forma de realización ventajosa para un dispositivo de control que regule el caudal de oxígeno alimentado en por lo menos dos estados de paso diferentes, es la realización en forma de válvulas conectadas en paralelo en el flujo del oxígeno. De este modo se consigue una vía robusta y técnicamente especialmente sencilla para establecer los estados de paso necesarios con un caudal de paso que se pueda ajustar con precisión y mantener constante. En otro perfeccionamiento de la invención está previsto dotar el extremo del lado del reactor del conjunto de lanza del quemador/lanza de oxígeno de un cabezal quemador intercambiable. Esto es ventajoso por una parte, ya que el cabezal quemador está expuesto a la atmósfera caliente del reactor de alta temperatura, y por lo tanto como pieza de desgaste solo tiene una vida útil limitada, por lo que la posibilidad de intercambio rápido y sin problemas simplifica notablemente el mantenimiento de la lanza de oxígeno. Por otra parte se favorece la posibilidad de intercambio de un cabezal quemador de este tipo especialmente por la característica de la invención de que gracias al ahorro según la invención de canales de alimentación se simplifica notablemente la estructura de construcción, también del cabezal quemador que remata la lanza de oxígeno por el lado del reactor así como la estructura de la unión entre el cabezal quemador y la lanza de oxígeno. Por lo tanto el cabezal quemador puede estar realizado con una conexión de enchufe o de rosca que coincida en el espacio con los canales de la lanza de oxígeno. En un perfeccionamiento ventajoso del procedimiento para el funcionamiento de la lanza de oxígeno está previsto que el dispositivo de control pueda conmutar de forma pulsante entre los dos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Lanza de oxígeno para la gasificación a alta temperatura de desechos heterogéneos eventualmente previamente tratados térmicamente, con canales (I; II; III) para el transporte de oxígeno de reacción, para la alimentación de combustible y para la alimentación de oxígeno de combustión, caracterizada porque el canal para el transporte de oxígeno de reacción (III) es idéntico al canal para la alimentación de oxígeno de combustión (II), y contiene un dispositivo de control que regula el caudal del oxígeno alimentado en por lo menos dos estados de paso diferentes. 2. Lanza de oxígeno según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo de control presenta válvulas (IV, V) conectadas en paralelo en el flujo de oxígeno. 3. Lanza de oxígeno según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque está previsto un cabezal quemador (1) intercambiable en el lado de salida del elemento de reacción. 4. Lanza de oxígeno según la reivindicación 3, caracterizada porque el cabezal quemador (1) está fijado mediante una conexión de enchufe o de rosca (31, 32). 5. Lanza de oxígeno según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los canales (I; II) transcurren en dirección axial de modo concéntrico el uno dentro del otro. 6. Lanza de oxígeno según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque adicionalmente están previstos canales de refrigerante (4, 5). 7. Procedimiento para el funcionamiento de una lanza de oxígeno según una de las reivindicaciones 1 a 6 en un reactor de alta temperatura, funcionando la lanza de oxígeno de modo permanente con por lo menos una llama de quemador, y caracterizado porque - en un primer régimen de funcionamiento se alimenta combustible y oxígeno en una proporción aproximadamente estequiométrica para la llama del quemador, - en un segundo régimen de funcionamiento se alimenta el oxígeno en proporción hiperestequiométrica respecto al combustible, de modo que esta proporción del oxígeno llega como elemento de reacción al reactor de alta temperatura, habiéndose elegido la presión del oxígeno siempre de tal modo que sea superior a la presión parcial que reina en el reactor de alta temperatura. 8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque se realiza una conmutación de modo pulsante entre el primer régimen de funcionamiento y el segundo régimen de funcionamiento. 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque como combustible se elige el gas metano. 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque como combustible se elige gas de síntesis propia del proceso o determinados componentes del mismo. 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque como combustible también se eligen sustancias líquidas y/o bombeables que contengan sustancias nocivas.   6   7   8

 

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