Dispositivo de gasificación con retirada de las escorias.

Dispositivo para la descarga de escoria desde un reactor para la gasificación en corriente arrastrada de unoscombustibles líquidos o sólidos finamente desmenuzados,

a unas temperaturas situadas por encima del punto defusión de las cenizas de los combustibles y a una presión de 0,3 a 8 MPa, realizándose que

* un reactor de gasificación y un baño de agua están dispuestos dentro de un recipiente a presión,

* el baño de agua está dispuesto por debajo del reactor de gasificación,

* el reactor de gasificación está estructurado de tal manera que

• el gas de síntesis producido se retira en la zona superior del reactor,

• se deposita junto a las paredes del recinto de reacción una escoria líquida, que puedederramarse libremente sin que se solidifique la superficie de esta escoria,

• por el lado inferior del recinto de reacción se encuentra una abertura con una arista de derrame,junto a la que se puede derramar la escoria, que se escurre hacia abajo en estado líquido,caracterizado porque

* por debajo de la abertura está conectada una cuba de descarga de escoria, que penetra hasta llegar albaño de agua, realizándose que

• la parte superior de la pared de la cuba de descarga de escoria es recorrida por un medio derefrigeración y por el lado interno de la cuba ella está revestida con una masa aislantetérmicamente estable,

• la parte inferior de la pared de la cuba de descarga de escoria, que penetra hasta llegar al bañode agua, está cubierta por el lado interno con una película de agua, y está unida con la partesuperior de una manera impermeable a los gases,

• las partes inferior y superior de la cuba de descarga de escoria están unidas entre sí de talmanera que la película de agua de la pared inferior no entre en contacto con la pared recorrida porel medio de refrigeración, o con la masa aislante.

Dispositivo de gasificación con retirada de las escorias El presente invento se refiere a un procedimiento para la gasificación de unos combustibles en forma desde grano fino hasta pulverulenta o líquido para la producción de un gas de síntesis, es decir un gas, que como componentes principales contiene CO y H2, en el que unas escorias en el estado líquido fundido son retiradas desde el reactor de gasificación y llevadas a solidificación mediante un enfriamiento con agua.

En el caso de la gasificación tanto de unos combustibles finamente desmenuzados, p.ej. de unos combustibles pulverulentos a base de carbón, coque de petróleo, residuos o respectivamente combustibles biológicos, como también de unos residuos líquidos, tales como los constituidos a base de aceite, alquitrán, unos residuos de refinerías y otros residuos líquidos, a unas temperaturas situadas por encima del punto de fusión de las cenizas del combustible empleado, resulta una escoria en una forma líquida fundida. La escoria líquida fundida se acumula junto al extremo inferior del reactor de gasificación y se derrama a través de una abertura de derrame. En este caso, es usual que la escoria fundida caiga dentro de un baño de agua, en el que ella es enfriada rápidamente y granulada, formándose un material vítreo. En conexión con la gasificación bajo una presión elevada, a partir del documento de patente alemana DE 23 42 079 y del documento de patente de los EE.UU. US 4 328 006 A se conoce el recurso de disponer el reactor de gasificación y el baño de agua, que se encuentra situado por debajo de éste, en un recipiente a presión común. En el caso de esta disposición, la pared del recipiente a presión rodea a la rendija existente entre la salida de escoria y el baño de agua. Además, es conocido que el recipiente a presión no está ni revestido interiormente en la pared ni refrigerado. En el caso de la disposición descrita, se han de adoptar por consiguiente unas medidas técnicas destinadas a que la escoria, los gases y otras partículas calientes que salen del reactor, no den lugar ni a un calentamiento ni a un deterioro de la pared del recipiente a presión.

En el documento de solicitud de patente de los EE.UU. US 2007 0062 117 de la entidad Future Energy, el gas de síntesis se retira hacia abajo en común con la escoria a través de la abertura de salida de escoria. El recipiente a presión es protegido en este caso contra unas altas temperaturas, mediante el recurso de que directamente por debajo de la salida de escoria se efectúa un enfriamiento del gas de síntesis y de la escoria mediante una inyección de agua. Adicionalmente a la inyección de agua, para la protección de la envoltura a presión contra la erosión y la corrosión está prevista una envoltura desgastable.

En el documento de patente europea EP 0 377 930 de la entidad Texaco, el gas de síntesis se retira asimismo en común con la escoria a través de la abertura de salida de escoria. En este documento EP 0 377 930 se efectúa el enfriamiento del gas de síntesis mediante el recurso de que éste es introducido en el baño de agua en común con la escoria a través de una cuba de inmersión. La cuba de inmersión sirve en este caso al mismo tiempo para la protección del recipiente a presión. La cuba de inmersión propiamente dicha es enfriada por medio de una película de agua y protegida contra la deposición de materiales sólidos.

Los procedimientos descritos en los mencionados documentos US 2007 0062 117 y EP 0 377 930 tienen la desventaja de que ellos sólo se pueden usar en unos procesos de gasificación, en los que el gas de síntesis es retirado en común con la escoria a través de la abertura de salida de escoria.

En el caso de unos gasificadores con una retirada por separado del gas de síntesis y de la escoria se tiene que prestar atención adicionalmente a que no se llegue a un enfriamiento de la abertura salida de escoria. Un enfriamiento de la salida de escoria puede conducir a la solidificación prematura de la escoria (es decir, a la obstrucción de la salida de escoria) y por consiguiente a unas perturbaciones del funcionamiento hasta llegar a la parada de toda la instalación. En los casos de los procedimientos descritos en los documentos de patentes US 2007 0062 117 y EP 0 377 930, el gas de síntesis, que sale en común con la escoria, procura a la salida de escoria una temperatura, que constantemente es suficientemente alta, Esto no se presenta en el caso de unos gasificadores con una retirada por separado del gas en bruto y de la escoria, puesto que debajo de la salida de escoria no está presente ninguna circulación forzada. Los procedimientos descritos precedentemente no pueden ser usados por consiguiente para unos gasificadores con una retirada por separado del gas de síntesis y de la escoria. El requisito técnico de procedimientos que es establecido para la estructuración de la salida de escoria consiste en minimizar las pérdidas de calor hacia el entorno y por consiguiente en impedir un enfriamiento / una solidificación prematuro/a de la escoria. La disposición de unas paredes de envoltura enfriadas intensamente ("frías") en una inmediata proximidad de la salida de escoria conduciría, por el contrario, a un enfriamiento indeseado de la zona de salida. Otro sumidero de calor se presenta cuando, en el caso de la granulación de la escoria (su solidificación) sedesprende vapor y éste sube hacia la zona de la cuba de caída. Él puede abandonar la cuba solamente por la salida de escoria y refrigera en este caso asimismo a la escoria saliente.

En el caso de unos dispositivos de gasificación con una retirada por separado de la escoria y del gas de síntesis, tal como se puede reconocer en los documentos US 5 441 547, US 5 803 937 o EP 0 318 071, se ha impuesto una cuba de descarga de escoria. Ésta une al sistema de descarga de escoria con el baño de agua, y protege por consiguiente a la pared del recipiente a presión contra unas temperaturas demasiado altas. La cuba de descarga de escoria puede penetrar en este caso hasta llegar al baño de agua o puede terminar un poco por encima de éste, de

tal manera que se produzca una compensación de la presión entre la cuba de descarga de escoria y el recinto anular situado entre la pared del recipiente a presión y la salida de escoria.

En el documento EP 0 318 071 se puede reconocer una cuba de descarga de escoria, que llega hasta un poco por encima del baño de agua. Junto al extremo inferior de la cuba de descarga de escoria está previsto además un anillo con dispositivos de atomización para la mojadura de la escoria. A partir del dibujo del documento EP 0 318 071 se puede reconocer que la pared de la cuba de descarga de escoria no está provista de un sistema de refrigeración.

En el caso de esta forma de realización es desventajoso el hecho de que la pared de la cuba está sometida a una alta temperatura, lo que puede conducir a unos deterioros de la pared, y por consiguiente a unas perturbaciones del funcionamiento. Adicionalmente, en la zona inferior de la cuba de descarga de escoria se pueden formar unas deposiciones junto a la pared, puesto que ésta puede entrar en contacto con el agua procedente del anillo de toberas. En este caso, en la zona de borde del cono de atomización resultan unas zonas de transición, en las que la pared se encuentra en cambio cronológico en un estado "seco" o "húmedo". En tales zonas se presenta, de acuerdo con la experiencia, una pronunciada tendencia a la formación de deposiciones incrustadas de materiales sólidos. También en el caso de una forma de realización con revestimiento adicional de la pared con un material térmicamente estable, la cuba de descarga es sometida a unas altas temperaturas, puesto que la pared situada por encima del recinto anular no experimenta una suficiente refrigeración. Junto al peligro aumentado de una deposición en el caso de la utilización de materiales térmicamente estables, por medio del contacto con el agua de atomización el revestimiento térmicamente estable puede volverse agrietado y exfoliarse. Las partes del revestimiento que caen hacia abajo pueden conducir de esta manera a una obstrucción en el baño de agua o respectivamente en el sistema de descarga de escoria, que está dispuesto detrás.

En el caso de la cuba de descarga de escoria descrita en el documento de solicitud de patente internacional WO 2006 053 905 se trata de una cuba con unas paredes de membrana revestidas de un modo estable frente al calor. La pared de membrana es recorrida por un medio refrigerante, de tal manera que se asegura una suficiente refrigeración de la pared. Un enfriamiento de la salida de escoria se evita por medio del revestimiento térmicamente estable. Sin embargo, la parte de la pared que se encuentra... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la descarga de escoria desde un reactor para la gasificación en corriente arrastrada de unos combustibles líquidos o sólidos finamente desmenuzados, a unas temperaturas situadas por encima del punto de 5 fusión de las cenizas de los combustibles y a una presión de 0, 3 a 8 MPa, realizándose que

• un reactor de gasificación y un baño de agua están dispuestos dentro de un recipiente a presión,

• el baño de agua está dispuesto por debajo del reactor de gasificación,

• el reactor de gasificación está estructurado de tal manera que 10

○ el gas de síntesis producido se retira en la zona superior del reactor,

○ se deposita junto a las paredes del recinto de reacción una escoria líquida, que puede derramarse libremente sin que se solidifique la superficie de esta escoria,

○ por el lado inferior del recinto de reacción se encuentra una abertura con una arista de derrame, 15 junto a la que se puede derramar la escoria, que se escurre hacia abajo en estado líquido,

caracterizado porque • por debajo de la abertura está conectada una cuba de descarga de escoria, que penetra hasta llegar al 20 baño de agua, realizándose que ○ la parte superior de la pared de la cuba de descarga de escoria es recorrida por un medio de refrigeración y por el lado interno de la cuba ella está revestida con una masa aislante térmicamente estable,

○ la parte inferior de la pared de la cuba de descarga de escoria, que penetra hasta llegar al baño de agua, está cubierta por el lado interno con una película de agua, y está unida con la parte superior de una manera impermeable a los gases,

○ las partes inferior y superior de la cuba de descarga de escoria están unidas entre sí de tal

manera que la película de agua de la pared inferior no entre en contacto con la pared recorrida por 30 el medio de refrigeración, o con la masa aislante.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la parte inferior de la pared, que penetra en el baño de agua, penetra por lo menos en 0, 5 m por debajo del nivel permitido más bajo del baño de agua.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la parte de la pared, que penetra en el baño de agua, tiene un diámetro más grande que la parte superior.

4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unión impermeable a los gases entre las partes superior e inferior está prevista por el lado trasero de la parte superior. 40

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la película de agua que moja al lado interno de la parte inferior es producida en la zona de solapamiento de las partes superior e inferior.

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la película de agua se produce mediante 45 una taza de rebose giratoria, que aporta el agua en una dirección circunferencial en una orientación tangencial.

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la película de agua se produce junto a un elemento de rebosadero de la taza de rebose, cuya superficie de corte vertical describe un arco de círculo de por lo menos 45°, que se transforma de un modo constante y perfecto en la parte de la pared, que se extiende hacia abajo 50 en el baño de agua.

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el elemento de rebosadero está estructurado como un dique de rebose.

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el elemento de rebosadero describe un arco de círculo de por lo menos 90°, que se transforma de un modo constante y perfecto en la parte de la pared que se extiende hacia abajo en el baño de agua.