NL8202327A

NL8202327A - Werkwijze voor gedeeltelijke oxydatie.

Info

Publication number: NL8202327A
Application number: NL8202327A
Authority: NL
Original assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1981-06-10
Filing date: 1982-06-09
Publication date: 1983-01-03
Also published as: GB2099843B; FR2507615A1; AU8469682A; FR2507615B1; GB2099843A; CA1172044A; NZ200759A; IT1151794B; DE3220546C2; DE3220546A1; AU549751B2; IT8221788A0

Description

82301 vA/mm ^ ,

Korte aanduiding : Werkwijze voor gedeeltelijke oxydatie.

f Deze uitvinding heeft betrekking op de bereiding van gasvormige mengsels omvattende H2 en CO, bijvoorbeeld, synthe-segas, stookgas, en reducerend gas door de gedeeltelijke oxydatie van verpompbare suspensies van vaste koolstofhoudende 5 brandstoffen in een vloeibare drager en/of vloeibare of gas-vormige koolwaterstofbrandstoffen. In een van zijn meer speci-fieke gezichtspunten heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het omschakelen van een type brandstof op een ander type zonder onderbreking van de werkwijze.

10 In de werking van een synthesegas generator door ge deeltelijke oxydatie wa^ het, wanneer de voornaarnste brand- * stof niet meer verkrijgbaar is of te weinig wordt afgeleverd en het gewenst is de gasgenerator te laten werken met een vervangende of reservebrandstof, dan vroeger noodzakelijk de 15 druk van het systeem af te laten en de gasgenerator stil te leggen terwijl de brander wordt verwisseld en andere aan-passingen in het systeem worden aangebracht ora het voor de nieuwe brandstof geschikte te maken. Door de onderhavige werkwijze wordt een dergelijke kostbare uitvaltijd vermeden.

20 Branders van het ringvormige type zijn gebruikt voor het inbrengen van vloeibare koolwaterstofbrandstoffen in een gasgenerator voor gedeeltelijke oxydatie. Bijvoorbeeld

Olaat het US patent 3.528.930 een enkelvoudige ringvormige brander zien, en U.S. patenten 3.758.037 en 3.847.564 laten | 25 dubbele ringvormige branders zien.Om geschikte menging, ver- ί stuiving, en stabiliteit van de werking te verkrijgen wordt * een brander uitgezocht voor een specifieke doorleiding. Als 8202327

I X

- 2 - het type brandstofvoedingsstroom of vereiste opbrengst aan produktgas aanzienlijk veranderen, is gewoonlijk stillegging van het systeem vereist om een brander door een andere te ver-vangen. Dergelijke kostbare stillegging worden vermeden door 5 de onderhavige werkwijze en het onderhavige besturingssysteem.

Het complexere proces voor het voorverhitten van een gasgene-rator door middel van een voorverhittingsbrander, het ver-wijderen van de voorverhittingsbrander uit de vergasser, en het inbrengen van een afzonderlijke produktiebrander is beschre-10 ven in het U.S. patent 4.113.445.

Een werkwijze voor gedeeltelijke oxydatie en besturings-systeem voor continue produktie van synthesegas, stookgas of reducerend gas terwijl veranderd wordt van een type brandstof naar een ander zonder het stilleggen van de gasgenerator of 15 het aflaten van de druk daarvan wordt beschreven. Dit multi-brandstofproces is niet gebonden aan een speciale brandstof en brengt tot reactiesuspensies van vaste koolstofhoudende brandstof en/of vloeibare of gasvormige koolwaterstofbrand-stof. Problemen van brandstof beschikbaarheid worden verminderd 20 als gevolg van de ruime keuze van brandstoffen die geschikt zijn voor de onderhavige werkwijze. Door de onderhavige werkwijze kan de totale opbrengst van de gasgenerator door gedeeltelijke oxydatie vrijwel constant gehouden worden terwijl de voe- t ding veranderd wordt van een brandstof naar een andere.

25 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werk wijze voor de bereiding van gasvormige mengsels die bevatten H2, CO, C02, meegesleepte kooldeeltjes, en tenminste een mate-riaal uit de groep bestaande uit H?0, N?, H?Sf COS, CH., A , en as, in een gasgenerator met katalytische gedeeltelijke oxy-30 datie in een vrije stroming, omvattende het gebruik van een uit δέη of twee secties bestaande brander die tenminste een leiding voor vloeistof of gas of groep van leidingen heeft om een eerste doorgang of doorgangen voor vloeistof of ’gas te verschaffen, en tenminste een inverband staande radiaal 35 op afstand geplaatste tweede leiding voor vloeistof of gas die de genoemde eerste leiding of groep van leidingen voor vloeistof of gas omringt om tenminste een ringvormige tweede \ doorgang voor een vloeistof of gas daartussen te verschaffen en die een centrale of een centrale en ringvormige uitgangsope- 8202327 t j; - 3 - ning aan het uiteinde van de brander heeft, en verandering van een reactiecomponentvoedingsstroom naar een andere zonder het systeem stil te leggen of de drukaf te laten, weIke werkwijze de combinatie omvat van de trappen van: 5 (1) het laten gaan van een eerste reactiecomponentstroom van eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof met of zonder menging met een terapera-tuurmoderator door tenminste 6dn van de genoemde eerste of tweede doorgangen voor vloeistof of gas 10 (2) het tegelijk laten gaan van een afzonderlijke re- actiebestanddeel stroom van vrije-zuurstofbevattend gas met of zonder menging met een temperatuur modererend gas door de niet gebruikte doorgang of doorgangen in de genoemde brander die in verband staan met een doorgang waardoor de genoemde 15 eerste reactiecomponentstroom in (1) stroomt? (3) het samenmengen van de genoemde reactiecomponent-stromen van (1) en (2) om een goed verdeeld mengsel te producer en, en het laten reageren van dat mengsel door gedeeltelijke oxydatie in de reactiezone van de genoemde gasgenerator bij 20 een autogene temperatuur in het traject van ongeveer 1182-1926°C, een druk in het traject van ongeveer 1 tot 300 atmos-feer, een atoomverhouding van zuurstof/koolstof in het traject van ongeveer 0.5-1.7, en een gewichtsverhouding H^O/brandstof in het traject van Ongeveer 0-5.0; 25 (4) het buitenfase brengen van de doorgang of doorgan gen voor vloeistof of gas waarin in deze brander de genoemde stroom van eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brand-stof of koolwaterstofbrandstof met of zonder mengsel met een temperatuurmoderator, welke buitenfasebrenging geschiedt met 30 een uniform afnemende stroomsnelheid die varieert van maximum tot 0 over een tijdsperiode in het traject van ongeveer 1-3600 seconden; en het tegelijkertijd in fase brengen van de genoemde stroom van tweede suspensie van vaste koolstofhoudende brand-stof of koolwaterstofbrandstof met" of zonder mengsel met tem-35 peratuurmoderator in dezelfde doorgang voor gas of vloeistof /**% in de genoemde brander bij een uniform toenemende stroomsnel- \ heid die varieert van 0 tot maximumsnelhdid over dezelfde tijds- \ periode, en het mengen van de in fase gebrachte stroom met het | overblijvende deel van de genoemde stroom van eerste suspensie 8202327 4 { -4-' van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof met of zonder mengsel met een temperatuurmoderator die daarin stroomt; en (5) het instellen van de stroomsnelheid van de reactie-5 componentstroom van vrije-zuurstofbevattend gas met of zonder mengsel met een temperatuurmoderator dat door de brander gaat en indien nodig het inleiden van extra H20 in de reactiezone, voor het instellen van de vrije-zuurstof/koolstofatoomverhouding en de gewichtsverhouding I^O/brandstof in de reactiezone om 10 omstandigheden te ontwerpen voor de reactie voor de gedeelte-lijke oxydatie.

Met de handbediende of automatische besturingsmiddelen worden opgenomen voor het overschakelen en besturen van de ( brandstof-, oxidant? en stoomstromen. Door deze middelen kun- 15 nen de voornaamste en reservebrandstoffen worden omgeschakeld en de stroamvrije-zuurstofbevattend gas en/of temperatuurmoderator k'an op of neer bestuurd worden om de opbrengst van de vergasser te handhaven terwijl efficiency en stabiliteit behouden worden.

20 Om de uitvinding meer in detail te illustreren wordt verwezen naar- verschillende uitvoeringsvormen die getoond zijn in de figuren van de tekening waarin: fig. 1 een schematische voorstelling is van een uitvoe- % ringsvorm van de uitvinding die besturingsmiddelen laat zien 25 voor het vervangen van een brandstof door een andere terwijl continue werking gehandhaafd blijft? fign. 2 en 3 vertikale longitudinale schematische voor-stellingen zijn van twee bij voorkeur toegepaste branders voor gebruik in de onderhavige werkwijze; 30 fig. 4 een schematische voorstelling van een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is? en fig. 5 een vertikale, longitudinale schematische voorstelling is van een uit twee secties bestaande brander die -geschikt is voor de onderhavige werkwijze.

35 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een continue werkwijze voor de bereiding van gasmengsels omvat--: §_ tende H2, CO, C02, koolstofdeeltjes en tenminste. een materiaal gekozen uit de groep bestaande uit H20, N2, Ar,CH4, H^S, COS, en as, zoals synthesegas, stookgas, en reducerend gas, do©r 8202327 -T * - 5 - de gedeeltelijke oxydatie van een reactiecomponentstroom van brandstof die daarna vervangen wordt door een verschillende . reactiecomponentstroom van brandstof zonder stillegging van de gasgenerator of het aflaten van de druk van de gasgenerator.

5 Verder kan er vrijwel geen verandering zijn in de hoeveelheid geproduceerd gas. Dit multibrandstof proces is niet beperkt tot een speciale brandstof. Problemen van brandstof beschik-baarheid worden vermlnderd. De twee reactiecomponentbrand-stofstromen kunnen gekozen worden uit de groep bestaande uit 10 een verpompbare suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof in een vloeibare drager, vloeibare of gasvormige koolwater-stofbrandstof, en mengsels daarvan met of zonder menging met een temperatuurmoderator. De brandstoffen worden tot reactie !v gebracht door gedeeltelijke oxydatie met een reactiecomponent- 15 stroom van vrije-zuurstpfbevattend gas met of zonder menging met een temperatuurmoderator. Het produktgasmengsel wordt be-reid in de reactiezone van een niet-katalytische, met vuurvast materiaal beklede, gasgenerator voor gedeeltelijke oxydatie door vrije stroming, zoals beschreven in mede toegewezen 20 ti.S. patent 2.809.104 toegewezen aan Dale M. Strasser en anderen bij een tempe'ratuur in het traject van ongeveer 1182-1926°C en een druk in het traject van ongeveer 1-300 atmosfeer, zoals ongeveer 5-250 atmosfeer/ bijvoorbeeld ongeveer 10-100 atmosfeer.

25 Gedurende de werking van de gasgenerator voor gedeelte lijke oxydatie kan het nodig zijn om te schakelen van een brandstof naar een andere zonder de brander te verwisselen en zonder stabiele werking en efficiency op te offeren. Het verwisselen van de brander vereist een kostbare stilleggings-30 periode met als gevolg daarvan vertraging. Verder moet de brander kunnen werken met een verscheidenheid van de vloeibare/ vaste, en gasvormige brandstoffen, en mengsels daarvan. Aan onstabiele verbranding en slechte efficiency kan het hoofdge-boden worden wanneer bepaalde bekende branders worden gebruikt 3E voor het vergassen van vloeibare-iasesuspensies van vaste koolstofhoudende brandstoffen. Verder kunnen voedingsstromen slecht /"Y gemengd zijn en kunnen vaste brandstofdeeItjes door de vergasser passeren zonder met grote hoeveelheden zuurstof in aanraking te komen. Niet gereageerd hebbende zuurstof in de reactiezone kan 8202327 i i -6-.

dan met het produktgas reageren.

Een nieuwe brander die gebruikt kan worden in de onder-havige werkwijze is getoond in fig. 2 van de tekening en omvat: een teruggetrokken centrale leiding coaxiaal met de centrale 5 longitudinale as van de brander en met een stroomopwaartse inlaat waardoor een eerste voedingsstroom afzonderlijk inge-leid kan worden, en een stroomafwaartse afvoeruitlaat; een buitenste coaxiale leiding concentrisch met de genoemde centrale leiding en die een stroomopwaartse inlaat heeft 10 waardoor een tweede voedingsstroom afzonderlijk ingeleid kan worden, en een convergerend tenminste ten dele afgeknot-kegel-vormig uitgangsmondstuk dat de genoemde buitenste leiding bij het stroomafwaartse einde van de brander beeindigt? waarin ( de genoemde centrale leiding met de stroomafwaartse afvoer- 15 uitlaat stroomopwaarts is teruggetrokken van het stroomafwaartse vlak van de brander over een afstand van twee of meer malen, bijvoorbeeld 3-10 malen, de minimale diameter van het genoemde stroomafwaartse uitgangsmondstuk van de buitenste leiding om een voor-mengzone te verschaffen; en middelen voor 20 het radiaal op afstand van elkaar brengen van de genoemde centrale en buitenste leidingen om een coaxiale ringvormige door-gang te geven waardoor de genoemde tweede voedingsstroom afzonderlijk kan gaan gelijktijdig met de genoemde eerste voedingsstroom in de genoemde voor-mengzone waar een multifase-25 mengsel wordt gevormd voordat het wordt afgevoerd door het genoemde uitgangsmondstuk van de buitenste leiding.

I

Een andere nieuwe brander die in de onderhavige werkwijze kan worden gebruikt is aangegeven in fig. 3 van de tekening en omvat: een centrale leiding coaxiaal met de centrale 30 longitudinale as van de brander en met een stroomopwaartse inlaat waardoor een eerste voedingsstroom ingeleid kan worden en een cirkelvormige stroomafwaartse afvoeruitlaat, en de genoemde afvoeruitlaat van de centrale leiding is stroomop-* waarts teruggetrokken van het stroomafwaartse vlak van de bran-35 der over een afstand van 3-10 maal de minimale diameter van een stroomafwaarts uitgangsmondstuk van een buitenste leiding die verder beschreven zal worden om een voor-mengzone te ver- v '"% schaffen omvattende 2-5 .cylindrisch gevormde voor-mengkamers λ in serie en coaxiaal met de centrale longitudinale as van de Λ 8202327 \ 4f - 7 - genoemde brander? een. tussengelegen coaxiale leiding concen-trisch met de genoemde centrale leiding en met een stroomop-waartse inlaat waardoor een tweede voedingsstroom ingeleid kan worden, en een convergerend, tenminste gedeeltelijk afge-5 knot-kegelvormig gevormd stroomafwaarts uitgangsmondstuk dat de genoemde tussengelegen leiding beeindigd, en het uiteinde van het genoemde uitgangsmondstuk van de tussengelegen leiding is stroomopwaarts teruggetrokken van het stroomafwaartse vlak van de brander op een afstand van 1-5 maal de minimumdiameter 10 van het genoemde stroomafwaartse uitgangsmondstuk van de buitenste leiding? een buitenste coaxiale leiding concentrisch met de genoemde centrale en tussenliggende leidingen en met een stroomopwaartse inlaat. waardoor een derde voedingsstroom ( ingeleid kan worden, en. een convergerend tenminste ten dele 15 afgeknot-kegelvormig gevormd stroomafwaarts uitgangsmondstuk dat de genoemde tussenliggende leiding beeindigd, en het uiteinde van het genoemde uitgangsmondstuk van de tussenliggende leiding is stroomopwaarts teruggetrokken van het stroomafwaartse vlak van de brander over een afstand van 1-5 maal de 20 minimumdiameter van het genoemde stroomafwaartse uitgangsmondstuk van de buitenste leiding; een buitenste coaxiale leiding concentrisch met de genoemde centrale en tussenliggende leidingen en met een stroomopwaartse inlaat waardoor een derde voedingsstroom kan worden ingeleid, en een convergerend stroom-25 afwaarts uitgangsmondstuk dat de genoemde buitenste leiding . beeindigt en een afgeknot-kegelvormig gevormd achterste deel en een rechtcylindrisch gevormd voordeel bij het stroomafwaartse einde van de brander omvat; en middelen voor het ra-diaal op afstand van elkaar brengen van de genoemde centrale, 30 tussenliggende, en buitenste leidingen om tussenliggende en buitenste coaxiale ringvormige doorgangen te vormen, en de genoemde tussenliggende ringvormige doorgang is gelegen tussen > de buitendiameter van de centrale leiding en de binnendiameter van de tussenleiding en de doorgang is waardoor de genoemde 35 tweede voedingsstroom afzonderlijk kan passeren tegelijkertijd met de genoemde eerste voedingsstroom in een voor-mengzone waar een multifase mengsel van de genoemde eerste en tweede voedingsstromen wordt gevormd, en de genoemde buitenste ring-^ vormige doorgang is gelegen tussen de buitendiameter van de 8202327 Ί ι - 8 - genoemde tussenliggende leiding en de binnendiameter van de genoemde buitenleiding en is de doorgang waardoor de genoemde derde voedingsstroom afzonderlijk kan passeren tegelijkertijd met de genoemde eerste en tweede voedingsstromen en daarna 5 kan mengen met het genoemde multifase mengsel van de genoemde eerste en tweede voedingsstromen stroomopwaarts ten opzichte van het stroomafwaartse vlak van de brander. Na keuze kunnen de wanden van de genoemde tussenliggende leiding een groot aan-tal holtes of doorgangen bevatten in een groot aantal omtreks-10 ringen over zijn lengte om tenminste een deel van de genoemde derde voedingsstroom die in de genoemde buitenste ringvormige leiding stroomt in staat te stellen er door te passeren en te mengen met 6έη of meer van de andere materialen die tegelijk ( - met een lagere druk stromen door de andere doorlaten of voor- 15 mengzone van de brander. Eventueel kunnen blokkeermiddelen aangebiracht worden bij de stroomafwaartse uitlaat van de genoemde buitenste ringvormige doorgang voor gehele of gedeelte-lijke sluiting van de stroomafwaartse uitlaat van de genoemde buitenste ringvormige doorgang. De blokkeermiddelen kunnen een 20 ringvormige plaat omvatten die loodrecht geplaatst is op de centrale longitudinale as van de brander met of zonder een grote hoeveelheid holten van kleine diameter. De genoemde derde voedingsstroom kan een' temperatuurmoderator zijn gekozen uit de groep bestaande uit K^O, CO^f en mengsels daarvan. Ook kan 25 een in het proces teruggevoerd deel van gekoeld en gezuiverd produkt of een stroom van vrije-zuurstofbevattend gas de derde voedingsstroom omvatten.

In deze uitvoeringsvorm van de brander, zoals aangegeven in fig. 3, kunnen dus een groot aantal turbulente stromen 30 met grote druk en grote snelheid van de genoemde derde voedingsstroom door de wanden van de tussenliggende leiding gaan en in de ringvormige doorgang en voor-mengkamers op verschillende plaatsen langs hun lengte. Door deze middelen kan het verstui-ven van de brandstofvoedingsstroom en, eventueel, het mengen 35 met de oxydantstroom vergemakkelijkt worden. Bijvoorbeeld kan de derde voedingsstroom gevoerd worden door een groot aantal doorgangen of holten van kleine diameter, dat wil zeggen 0.32- \0.50 diameter die leiden in de genoemde ringvormige doorgang en voor-mengkamers.

8202327 i χ· - 9 -

In andere uitvoeringsvormen werd een brander van het ringvormige type zoals getoond en beschreven in het U.S. patent 3.874.592 gebruikt. Verder kunnen de centrale en/of ringvormige leidingen een groot aantal evenwijdige of schr'oef-5 lijnvormige buizen omvatten.

Richtpennen, vinnen, centreerschoepen, afstandstukken en andere gebruikelijke middelen worden gebruikt om de brander-leidingen symmetrisch ten opzichte van elkaar op afstand te houden en om hen in stabiele centrering te houden zonder belem-10 mering van de vrije stroming van de voedingsstromen in de centrale leiding en ringvormige doorgangen.

Het uitgangsmondstuk van de buitenste en/of tussenliggende leiding kan een afgeknot-kegelvormig achterste deel omvatten ( met een convergerende hoek in het traject van ongeveer 15°- 15 90° van de centrale longitudinale as van de brander. Het achterste deel kan zich ontwikkelen tot een normaal cylindrisch voordeel dat eindigt bij het stroomafwaartse oppervlak van de brander. Het cylindrische voordeel kan een hoogte hebben in het traject van ongeveer 0-1.5 maal zijn eigen diameter. In een 20 uitvoeringsvorm is het uitgangsmondstuk van de buitenste leiding in de vorm van of is ontwikkeld door een American Society of Mechanical Engineer's standaard lange-radiusmondstuk. Een verdere beschrijving van dit mondstuk is te vinden in "Thermodynamics Fluid Flow and Heat Transmission" door Huber 25 0. Croft, bladzijde 155, eerste druk, 1938 McGraw-Hill Book Company.

De brander kan aan de buitenkant gekoeld worden door middel van koelslangen die het buitenvat van de brander langs zijn lengte omgeven. Het stroomafwaartse einde van de brander 30 kan voorzien zijn van een doorboorde buitenvldkplaat waardoor een koelmiddel wordt gecirculeerd. Bijvoorbeeld kan een ringvormige koelkamer het stroomafwaartse uitgangsmondstuk van de buitenste leiding omgeven. De koelkamer en het uitgangsmondstuk van ,de buitenste leiding kunnen een enkel stuk vormen 35 van hittebestendig en slijtagebestendig materiaal zoals wol-fraamcarbide of siliciumcarbide. Ieder geschikt koelmiddel kan gebruikt worden, bijvoorbeeld water. Bij voorkeur kan het w, stroomafwaartse einde van de centrale leiding teruggetrokken

S

$ zijn stroomopwaarts van de ingang van de eerste voor-mengkamer

A

·· · ----- 8202327 i r - 10 - in de lijn. Bij voorkeur kan de terugplaatsing van het einde van de centrale leiding ten opzichte van de ingang van de eerste voor-mengkamer in het traject zijn van ongeveer 0.1-2.0 maal de diameter van de eerste voor-mengkamer.

5 In een uitvoeringsvorm zijn elk van de voor-mengkamers in de centrale leiding uitgezonderd de eerste, cylindrisch gevormd en omvatten een coaxiaal cylindrisch lichaamsdeel gevormd door een coaxiaal tenminste gedeeltelijk convergerend -uitlaatdeel. De eerste cylindrisch gevormde voor-mengkamer in 10 de centrale leiding omvat een normaal coaxiaal cylindrisch lichaamsdeel dat direct afvoert in de volgende in lijnliggende coaxiale cylindrisch gevormde voor-mengkamer. De convergerende uitlaatdelen van de genoemde voor-mengkamers kunnen gemaakt zijn uit wolfraamcarbide of siliciumcarbide voor vergrote 15 weerstand tegen slijtage.

De afmetingverhouding tussen opeenvolgende voor-mengkamers in de onderhavige branders kan op de volgende manier worden uitgedrukt: voor branders waarin de voor-mengkamers in de centrale leiding achtereenvolgens 1-5 zijn genummerd, 20 kan de verhouding van de diameter van elk een van de genoemde centrale kamers tot de diameter van de volgende centrale kamer in de lijn dat wil zeggen 0^02? D2:D3? D^iD^; of D4:Dg in het traject van ongeveer 0.2-1.2 zijn. De verhouding van de lengte van een centrale voor-mengkamer in de genoemde 25 centrale leiding tot de lengte van de volgende centrale voor-mengkamer in de leiding dat wil zeggen L^sl^; 1^:? L3:L4; of kan in het traject van ongeveer 0.1-1.0 zijn.

In de werking van de uitvoering van de brander die voor-mengkamers gebruikt, kunnen stroomregelingsmiddelen 30 worden gebruikt om de stroming van de voedingsstromen naar de doorgangen in de brander op.dezelfde manier te regelen zoals hiervoor is beschreven. De voedingsstromen die de brander binnenkomen en gezamenlijk en gelijktijdig er met verschillen-de snelheden doorgaan botsen en mengen zich met elkaar in de 35 eerste voor-mengkamers. De botsing van een reactiecomponent-stroom, zoals de vloeibare suspensie van vaste koolstofhouden-de brandstof in een vloeibaar medium, eventueel gemengd met ""V een temperatuurmoderator, met een andere reactiecomponent- \ i stroom, zoals een gasvormige stroom van vrije-zuurstofhoudend 1 8202327 * fr - 11 - gas, eventueel gemengd met een temperatuurmoderator van een grotere snelheid, doet de vloeibare suspensie uiteenvallen in een fijne versproeide vloeistof. Het dan gevormde multifase mengsel gaat dan door overblijvende voor-mengkamers waar extra 5 menging plaatsvindt. Wanneer het mengsel vrij passeert door -de brander volgens de uitvinding zonder versperringen ver-andert zijn snelheid vele malen. Bijvoorbeeld op verschillende punten in de brander kan de snelheid van het mengsel· varieren van ongeveer 20-600 ft. per sec. Wanneer het mengsel van een 10 voor-mengkamer naar de volgende stroomt zijn de snelheids-veranderingen in hoofdzaak het gevolg van veranderingen in diameter van de stromingsweg en de temperatuur van het mengsel.

Dit bevordert een grondige menging van de componenten. Door (v in het gebied van turbulente stroming te werken kan de menging 15 gemaximaliseerd worden. Verder vindt directe warmte-overdracht tussen de materialen plaats binnen de brander. Van 0-100 vol.%, bijvoorbeeld ongeveer 5-25 vol.% van de vloeistoffen in de voedingsstromen kunnen verdampt worden voordat de voedings-stromen de brander verlaten. Door middel van convergerende 20 uitlaatmondstukken kunnen de voedingsstromen direct versneld worden in de reactiezone van de vergasser door gedeeltelijke oxydatie.

Het verbranden van de brandbare materialen terwijl zij door de voor-mengzone van de brander passeren, kan voorkomen 25 worden door de multifasemengsels af te voeren bij het uitgangs-mondstuk van de buitenste leiding bij het uiteinde van de ' brander met een afvoersnelheid die groter is dan de voortplan- tingsnelheid van de vlam. Vlamsnelheden zijn een functie van factoren zoals samenstelling van het mengsel, temperatuur en 30 druk.Zij kunnen berekend worden volgens gebruikelijke methoden of experimenteel bepaald worden. Met voordeel vinden met be-hulp van de onderhavige brander de exotherme gedeeltelijke-oxydatiereacties plaats op voldoende afstand stroomafwaarts" van het branderbultenvlak om de brander tegen thermische 35 schade te beschermen.

Afhankelijk van factoren zoals de temperatuur, snel-^ heid, verblijftijd en samenstelling van de voedingsstromen; γ de gewenste mate van verdamping van vloeibare drager; de tem- j peratuur en hoeveelheid van terugvoergassen in de generator; ·* .....- -—.....

82 02 3 2 7 ΐ i - 12 - βη de gewenste levensduur van de brander; kunnen koelslangen al dan niet het buitenoppervlak van de brander langs zijn lengte omringen. Ora dergelijke redenen kan de brander al dan niet voorzien zijn van een ringvormige koelkamer aan het stroom-5 afwaartse einde.

Vloeibare koolwaterstofbrandstoffen en/of verpompbare suspensies van vaste koolstofhoudende brandstoffen met een gehalte aan droge vaste stoffen in het traject van ongeveer 30-75 gew.%, bijvoorbeeld ongeveer 40-70 gew.%, kunnen door 10 de inlaatdoorvoer van de brander volgens de uitvinding worden toegevoerd. Bijvoorbeeld kunnen brandstofstromen, al dan niet gemengd met de temperatuurraoderator dat wil zeggen H20, ge-voerd worden door de centrale leiding of door de ringvormige f ' doorgangen. De inlaattemperatmir van de vloeibare koolwaterstof 15 of de suspensie ligt in het traject van ongeveer in de buurt van 260°C, maar bij voorkeur beneden de verdampingstemperatuur van de vloeibare koolwaterstof bij de gegeven inlaatdruk in het traject van ongeveer 1-300 atmosfeer, zoals 5-250 atmosfeer, bij voorkeur ongeveer 10-100 atmosfeer. Tegelijkertijd wordt 20 vrije-zuurstofbevattend gas, al dan niet gemengd met de tempe-ratuurmoderator, door de overeenkomstige niet bezette doorgang in de brander gevoerd.

Dus, indien de voornaamste of eerste brandstof die door een centrale leiding van de brander of door de coaxiale ring-25 vormige doorgang van de brander stroomt, niet meer beschikbaar wordt en het gewenst is over te schakelen op een reserve of tweede brandstof, of het om de of andere reden gewenst is om over te schakelen van een eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof naar een tweede 30 vaste suspensie van koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof zonder het systeem stil te leggen of de druk af te laten, kan men als volgt te werk gaan: (1) het afzonderlijk bepalen van de stroomsnelheden van vier voedingsstromen 1-4 respectievelijk bestaande uit stoom, 35 reservebrandstof, voornaamste brandstof, en vrije-zuurstofbe-vattend gas, en het verschaffen van signalen s, m, a, en b respectievelijk overeenkomende met de werkelijke stroomsnel-r' heden van de voedingsstromen 1-4 naar een regeleenheid; (2) het vergelijken van de genoemde werkelijke stroom- 8202327 _ *κ % - 13 - met snelheid signalen s, m, a, en b respectievelijk met de hand of automatisch berekende en ingebrachte invoersignalen die de gewenste stroomsnelheid of bepaald punt voardat ogenblik voor elk van de vier voedingsstromen, en het verschaffen van 5 een overeenkomstig regelsignaal naar een stroomsnelheidregel-orgaan voor het regelen van de stroomsnelheid van elk van de voedingsstromen 1-4 in overeenstemming met het respectievelijke bepaalde punt van elk; (3) het toevoeren van een voedingsstroom van de genoemde 10 voornaamste brandstof in de reactiezone van een gasgenerator voor vrijstromende niet-katalytische gedeeltelijke oxydatie, door middel van een brander omvattende een centrale leiding die radiaal op afstand is van een concentrische coaxiale buiten-( ste leiding die een strooraafwaarts uitgangsmondstuk heeft en 15 het verschaffen van een coaxiale ringvormige doorgang daartussen en waarin de genoemde voedingsstroom van voornaamste brandstof wordt gevoerd door de centrale leiding van de brander of door de coaxiale ringvormige doorgang; (4) het gelijktijdig voeren van een afzonderlijke voe-20 dingsstroom van een vrije-zuurstofbevattend gas, al dan niet gemengd met een afzonderlijke stoomvoedingsstroomjdoor de niet bezette doorgang voor fluide in de genoemde brander; (5) het samenmengen van de genoemde reactiecomponent- * stromen uit (3) en (4) om een goed verdeeld mengsel te bereiden, 25 en het laten reageren van deze mengsels door gedeeltelijke oxydatie in de reactiezone van de genoemde gasgenerator bij een autogene temperatuur in het traject van ongeveer 1182-1926°C, een druk in het traject van ongeveer 1-300 atmosfeer, een \ atoomverhouding van zuurstof/koolstof in het traject van onge-30 veer 0.5-1.7, en een gewichtsverhouding ^O/brandstof in het traject van ongeveer 0-5.0, zoals ongeveer 0.1-3.0; (6) het vervangen in de genoemde centrale leiding of ringvormige doorlaat van de genoemde voedingsstroom van voornaamste brandstof door een vervangingsvoedingsstroom van re- 35 serve brandstof door het uit fase brengen van de doorlaat voor fluide waarin de genoemde stroom voornaamste brandstof omvattende de eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstof brandstof,stroomt, welke uit fasebren-ging geschiedt met een uniform afnemende stroomsnelheid die 8202327 i ί' .

r 14 - varieert van maximum tot 0 over een tijdsperiode in het tra-ject van ongeveer 1-3600 seconden; en het tegelijkertijd in . fase brengen van de genoemde stroom reservebrandstof omvat-tende tweede suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof 5 of koolwaterstofbrandstof in dezelfde fluide doorgang -bij . een uniform toenemende stroomsnelheid die varieert van 0 tot maximumsnelheid over dezelfde tijdsperiode en het mengen met het overblijvende deel van en het vervangen van het uit fase gebrachte deel van de genoemde stroom van eerste suspensie 10 van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof; en tegelijkertijd met of na de beeindiging van de genoemde vervanging van voedingsstromen; en tegelijkertijd met of volgende op (6); v- (7) het regelen van de stroomsnelheid van de voedings- 15 stroom van vrije-zuursto.fbevattend gas dat door de brander gaat, en indien nodig het inleiden van extra H20 in de reactie-zone ter regeling van de atoomverhouding van vrije-zuurstof/ koolstof en de gewichtsverhouding I^O/brandstof in de reactie-zone op de ontworpen omstandigheden bij de reactie van de 20 gedeeltelijke oxydatie.

Door middel van de onderhavige werkwijze kan de tempe-ratuur in de reactiezone vrijwel constant gehouden worden dat wil zeggen een variatie van minder dan + 37°C, en de gewichtsverhouding H^O/brandstof kan gehandhaafd worden in 25 het traject van ongeveer 0.1-3.0.

In de onderhavige middelen voor het regelen van de stro-ming wordt een met de hand of automatisch geregeld stroom-registreer-regeltoestel met zender of overbrenger gebruikt om signalen te verschaffen aan een stroomsnelheidregelorgaan 30 dat zich in elke voedingslijn bevindt. Voor suspensiebrandstof-voedingslijnen wordt een signaal van het stroomregistreer-regeltoestel verschaft naar een snelheidregeling voor een posi-tieve-verplaatsingspomp. Voor voedingslijnen voor vloeibare en gasvormige koolwaterstofbrandstof en voor oxydant voedings-35 lijnen wordt het signaal van het stroomregistreer-regeltoestel gegeven aan een stroomregelklep. Reagerend op dit signaal of die signalen, wordt de snelheid van deze pomp of die pompen Λ ^ gewijzigd, of alternatief wordt de opening in de genoemde ^ stroomregelklep of kleppen veranderd. Door deze middelen kan 8202327 , , i ϊ - 15 - de stroomsnelheid voor elke brandstofstroom die door de brander gaat, naar boven of naar beneden worden geregeld er vanafhangend of hij in of uit fase wordt gebracht.

De snelheid van de reactiecomponent^stroom door de 5 centrale leiding of ringvormige doorgang is in het traject van ongeveer 0.5-100, zoals 10-50 feet per seconde, bijvoorbeeld 2-20 feet per seconde bij het buitenvlak van de brander wanneer deze reactiecomponent>etroom een vloeibare koolwaterstof-brandstof of vloeibare suspensie van vaste koolstofhoudende 10 brandstof, of mengsels daarvan, is en in het traject van ongeveer 85 feet per seconde tot sonische snelheid, bijvoorbeeld 100-600 feet per seconde^wanneer deze reactiecomponent^stroom is een gasvormige koolwaterstofbrandstof of een vrije-zuurstof-w bevattend gas al dan niet gemengd met een temperatuurmoderator 15 of een temperatuurmodererend gas. De snelheid van een stroom van reactiecomponent^brandstof of een stroom van een mengsel van reactiecomponent-brandstoffen is groter dan de vlamvoort-plantingsshelheid voor die brandstof of dat brandstofmengsel.

De aanduiding vaste koolstofhoudende brandstoffen, 20 die hierin gebruikt zijn om geschikte vaste koolstofhoudende voedingsvoorraden te omschrijven, is bedoeld om verschillende materialen en mengsels daarvan te omvatten van de groep bestaan-de uit kool, cokes uit kool, houtskool uit kool, residu's van het vloeibaar maken van kool, petroleumcokes, deeltjesvor-25 mig koolroet, en vaste stoffen afgeleid van oliehoudende lei, teerzandsoorten, en pek. Alle typen kool kunnen worden gebruikt omvattende anthraciet, bitumineuze kool, sub-bitumi-neuze kool, en ligniet. De deeltjesvormige koolstof kan die zijn weIke verkregen. is als een bijprodukt van de onderhavige 30 gedeeltelijke-oxydatie werkwijze, of die welke verkregen is door het verbranden van fossiele brandstoffen. De tern vaste koolstofhoudende brandstof omvat per definitie ook stukken af-val, ontwaterd sanitair rioolslib, en half-vaste organische stoffen zoals asfalt, rubber en rubberachtige stoffen, omvat-35 tende rubber autobanden die tot de geschikte deeItjesgrootte zijn fijngemaakt of verpoederd. leder geschikt maalsysteem kan ' gebruikt worden om de vaste koolstofhoudende brandstoffen of \ mengsels daarvan tot de gewenste afmeting fijn te maken.

\ De vaste koolstofhoudende brandstoffen worden bij voor- 8202327 - 16 - 1 1

keur fijngemaakt tot een deeltjesgrootte zodat 100% van het materiaal door een ASTM E 11-70 zeefstandaard aanduiding 1.4 . mm (alternatief nr. 14) en tenminste 80% gaat door een ASTM

E 11-70 zeefstandaard aanduiding 425 ^ m (alternatief nr. 40).

5 Het vochtgehalte van de vaste koolstofhoudende brand- stofdeeltjes ligt in het traject van ongeveer 0-40 gew.%, zoals 2-20 gew.%.

De aanduiding vloeibare drager, zoals hierin gebruikt als het sispenderend medium can verpompbare suspensies van vaste 10 koolstofhoudende brandstoffen te bereiden^is bedoeld ver-schillende materialen te omvatten van de groep bestaande uit water, vloeibaar koolwaterstofmateriaal, en mengsels daarvan. Water is echter de bij voorkeur toegepaste drager voor de (, deeltjes van vaste koolstofhoudende brandstof. In een uitvoe- 15 ringsvorm is de vloeibare drager vloeibaar kooldioxyde. In een dergelijk geval kan de vloeibare suspensie 40-76 gew.% vaste koolstofhoudende brandstof bevatten en de rest is vloeibaar C02. De CC>2-vaste brandstof suspensie kan in de brander ingebracht worden met een temperatuur in het traject 20 van -55°C tpt 37°C afhankelijk van de druk.

De term vloeibaar koolwaterstof-^materiaal zoals hierin gebruikt om geschikte vloeibare dragers en brandstoffen te be-schrijven, is bedoeld verschillende vloeibare koolwaterstof-materialen te omvatten, zoals die gekozen uit de groep be-25 staande uit vloeibaar gemaakt petroleumgas, petroleumdestil-laten en residu’s, gasoline, nafta, kerosine, ruwe petroleum, asfalt, gasolie, residu-olie, teerzandolie en lei-olie, van kool afgeleide olie, aromatische koolwaterstoffen (zoals ben-zeen, tolueen, xyleenfracties), koolteer, cyclisch gasolie-30 van vloeibare-katalytische-kraakbewerking, furfural extract van cocospalm gasolie en mengsels daarvan.

De aanduiding vloeibaar koolwaterstofmateriaal zoals hierin gebruikt om geschikte vloeibare brandstoffen te beschrij-ven is ook bedoeld om verschillende zuurstofbevattende vloei-35 bare koolwaterstof organische materialen te omvatten, zoals die gekozen uit de groep bestaande uit koolhydraten, cellulose-materialen, aldehyden, organische zuren,"alkoholen, ketonen, geoxydeerde brandstof-olie, afvalvloeistoffen en bijprodukten van chemische werkwijzen voor de bereiding van geoxygeneerde 8202327 * * - 17 - koolwaterstof organische materialen, en mengsels daairvan.

Bijvoorbeeld omvat in een uitvoeringsvorm de voedings-stroom sen suspensie van vloeibaar koolwaterstof>-materiaal en vaste koolstofhoudende brandstof. H20 in vloeibare fase · 5 kan gemengd worden met de vloeibare koolwaterstofdrager, bijvoorbeeld als een emulsie. Een deel van het H20 dat wil zeggen ongeveer 0-25 gew.% van de totale hoeveelheid aanwezig H20_, kan als stoom gemengd met het vrije-zuurstofbevattende gas worden ingevoerd. De gewichtsverhouding van H20/brandstof kan 10 liggen in het traject van ongeveer 0-5, bijvoorbeeld ongeveer 0.1-3.

De aanduiding gasvormig koolwaterstofmateriaal zoals hierin gebruikt om geschikte gasvormige koolwaterstofbrand-( stoffen te oraschrijven is bedoeld een gasvormige voedirigsvoor- 15 raad in te sluiten van de groep bestaande uit ethaan, propaan, butaan; pentaan, methaan, aardgas, cokesoveru-gas, raffinaderij-gas, acetyleen^afvalgas, etheerr-afvalgas, en mengsels daarvan.

Tegelijkertijd met de brandstofstroom wordt een vrije-zuurstof bevattende gasstroom toegevoerd door middel 20 van een vrije doorgang of vrije doorgangen in de brander. Het vrije-zuurstofbevattende gas kan gevoerd worden door de cenra-le en/of ringvorroige leidingen bij een temperatuur in het traject van ongeveer in de buurt van 815°C, en bij voorkeur ^ Q * in het traject van ongeveer in de buurt van 113 C, voor met 25 zuurstof verrijkte lucht, en ongeveer 260°C tot 650°C voor lucht, en een druk in het traject van boven ongeveer 1-300 \ ' - \ atmosfeer, zoals 5-250 atmosfeer, bijvoorbeeld 10-100 atmos-feer. De atomen van vrije zuurstof plus atomen van organisch gebonden zuurstof in de vaste koolstofhoudende brandstof per 30 atoom koolstof in de vaste koolstofhoudende brandstof (O/C atoomverhouding) kan in het .traject liggen van 0.5-1.95. Met vrije-zuurstof bevattend gas in de reactiezone kan het brede traject van de genoemde O/C atoomverhouding ongeveer 0.5-1.7* zijn, zoals ongeveer 0.7-1.4. Meer'specifiek kan met luchtvoe-35 ding aan de reactiezone de genoemde O/C atoomverhouding ongeveer 0.7-1.6 zijn, zoals ongeveer 0.9-1.4.

DDe aanduiding vrije-zuurstofbevattend gas, zoals hierin gebruikt is bedoeld te omvatten lucht, met zuurstof verrijkte \ lucht, dat wil zeggen meer dan 21 mol % zuurstof, en vrijwel * 8202327 l r - ia - zuivere zuurstof, dat wil zeggen meer dan 95 mol % zuurstof, (de rest omvat N2 en edele gassen).

. Het vrije-zuurstof bevattende gas kan toegevoerd worden al dan niet gemengd met een temperatuur modererend gas. De 5 aanduiding temperatuur^-moderator of temperatuur modererend gas . zoals hierin is gebruikt, is bedoeld bij definitie in te slui-ten een vertegenwoordiger van de groep bestaande uit H20, C02, N2, een in het proces teruggeleid deel van de afgekoelde en gezuiverde uitlaatgasstroom van.de gasgenerator, 'en meng-10 sels daarvan. Wanneer extra stoom als een temperatuurmoderator wordt gebruikt kan de gehele hoeveelheid stoom door een doorgangsweg worden toegevoerd. Alternatief kan ongeveer 0-25 vol.% van de stoom worden gemengd met de stroom vrije-zuurstof-(... bevattend gas en door een doorgangsweg worden gevoerd, en de 15 rest van de stoom kan door de overblijvende doorgangsweg worden geleid.

De onderhavige enkelvoudige en multi-ring voor-meng-branders kan men doen werken met de voedingsstromen die door alternatieve doorgangen in de brander gaan. Typische manieren 20 van het doen werken zijn samengevat in Tabellen I-III hier-onder.

Tabel I geeft een lijst van de materialen die in de vergasser worden geleid door middel van de brander en hun ' overeenkomstige symbool. De vaste koolstofhoudende brandstof 25 (B), water (C), en vloeibaar koolwaterstofmateriaal (E) kunnen , met elkaar worden gemengd in verschillende combinaties stroom- opwaarts van de branderinlaat om een verpompbare suspensie te vormen die in de brander kan worden geleid en daarna gevoerd door een van de verschillende vrije-stroming doorgangen van de 30 brander zoals aangegeven in Tabel II vopr de enkelvoudige — ringvormige voor-mengbrander (zie fign. l en 2); en zoals ge- toond in Tabel III voor de dubbele ringvormige voor-mengbrander (zie fig. 3). Bijvoorbeeld laat de eerste ingang in Tabel II zien dat een verpompbare suspensiestroom omvattende vaste 35 koolstofhoudende brandstof (B) gemengd met water (C) door de teruggetrokken centrale leiding 15 van een enkelvoudige ringvormige voor-mengbrander dat wil zeggen fig. 1 en 2, kan worden gevoerd terwijl tegelijkertijd een stroom vrije-zuurstof-\ bevattend gas door ringvormige doorgang 17 kan worden gevoerd.

8202327 y 1 - 19-

Andere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zijn mogelijk naast die welke in Tabellen II en III zijn . aangegeven.

Met betrekking tot de werking van een uitvoering van 5 de brander met een dubbele ring, aangegeven in fig. 3, laat de tweede ingang van Tabel III 2ien dat vrije-zuurstofbevattend gas (A) door beide ringvormige doorgangen kan worden gevoerd.

In een dergelijk geval kan ieder lid van de volgende groep tegelijkertijd door een of beide ringvormige doorgangen 17 10 en 51 worden gevoerd: lucht, met zuurstof verrijkte lucht, en vrijwel zuivere zuurstof. Ook kan, zoals getoond in de zevende ingang van Tabel III, vi?ije-zuurstofbevattend gas (A) gemengd met stoom (D) (bijjvoorbeeld tot 25 vol.% van de totale hoeveelheid E^Q) door de centrale leiding 15 worden 15 gevoerd en de rest van het H^O als water (C) kan door de tussengelegen ring 17 als deel van de vloeibare drager voor de suspensie worden gevoerd.

Wanneer de vloeibare drager voor de suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof een vloeibaar koolwaterstof-20 materiaal is kan voortijdige verbranding in de brander worden vermeden door δδη of meer van de volgende maatregelen: (1) het houden van de brandstof benedenzijn zelf ontbrandings- temperatuur, k (2) het opnemen van water in de suspensie van vaste brandstof, 25 (3) het gebruik van lucht of met zuurstof verrijke lucht ' dat wil zeggen tot ongeveer 40 vol.% 0^, (4) het mengen van stoom met de lucht, (5) het gebruik van een dubbele ringvormige voor-mengbrander (fig. 3) waarin het uiteinde van het tussenliggende uit- 30 laatmondstuk een terugtrekking van ongeveer 0 heeft ten op-zichte van het oppervlak van de brander. In een dergelijk geval kan het vrije-zuurstof bevattende gas, zoals vrijwel zuivere zuurstof, afzonderlijk door de buitenste ringvormige doorlaat van de brander worden gevoerd en in de re-35 actiezone van de gasgenerator waar het reageert door ge-deeltelijke oxydatie met het multifase mengsel dat afge-voerd is uit de voor-mengzone van de brander en (6) het afvoeren van het multifasemengsel bij het uitgangs- % mondstuk bij het einde van de brander met een afvoersnelheid \ 40 die groter is dan de vlamvoortplantingssnelheid.

^ 8202327 I t - 20 -

TABEL I

Materiaal Symbool

* Vrije-zuurstof bevattend gas A

Vaste koolstofhoudendebrandstof B

5 Water C

Stoom D

Vloeibaar koolwaterstofmateriaal E

Temperatuur^-inodererend gas F '

TABEL II

10 V66r-mengbrander met enkele ring (zie figuren 1 en 2)

Centrale leiding 15 Ringvormige doorgang 17

B + C A

( , B + C + E A

B + C A + D

15 A B + C

A * B + C + E

A + D B+E

TABEL III

V66r-ntengbrander met dubbele ring (zie figuur 3) 20 Centrale leiding 15 Tussenliggende Buitenste ring _ ring 17_ 51_

A B + C A

B + C A A

B + C A F

25 A ’ B + C + E A

; A B + C+E A + D

D B + C + E A

A + D B + C+E A

B + C + E A A

30 B+C+E D A

B + C + E A D

A B + E A + D

A + D B + E A

A + D B+E A + D

35 D B+E A

A B + E D

B + E A + D A + D

B+E A A + D

B + E D A

40 B + E A D

A B+E F

F B + C A

A B + C F

E B + C A

45 B + C Ξ A

8202327 .> ^ - 21 -

Het brandergehsel volgens de uitvinding wordt in neer-waartse richting ingebracht door een inlaatpoort aan de top van een compacte, niet—gevulde niet-katalytische synthesegas-generator met vrije stroming die bekleed is met vuurvast mate-5 riaal, bijvoorbeeld zoals aangegeven in fig. 1. De brander strekt zich uit langs de centrale longitudinale as van de gasgenerator en het stroomafwaartse einde van de brander voert een multifase mengsel van brandstof, vrije-zuurstofbevattend gas, en een temperatuurmoderator direct in de reactiezone. ·„ 10 De relatieve verhoudingen van vaste of vaste en vloei- bare brandstof, water en zuurstof in de voedingsstroom naar de gasgenerator worden zorgvuldig geregeld om een groot deel van ^ de koolstof in de brandstof, bijvoorbeeld tot ongeveer 90 gew.% ' of meer, in kooloxyden om te zetten; en om een autogene reactie- 15 zonetemperatuur te handhaven in het traject van ongeveer 1182-1926°C, bij voorkeur in het traject van 1095-1540°C.

De verblijftijd in de reactiezone is in het traject van ongeveer 1-10 seconden, en bij voorkeur in het traject van ongeveer 2-8 seconden. Met vrijwel zuivere zuurstofvoeding voor 20 de gasgenerator kan de samenstelling van het uitlaatgas van de gasgenerator in mol % op droge basis als volgt zijn: H2 10-60, CO 20-60, C02 5-40, CH4 0.01-5, H2S+C0S 0-5, N2 0-5, en A 0-1.5. Met luchtvoeding naar de gasgenerator kan de samen-r stelling van het uitlaatgas van de generator in mol % op droge 25 basis ongeveer als volgt zijn: H2 2-20, CO 5-35, C02 5-25, ,: i CH^ 0-2, H2S+COS 0-3, N2 45-80, en Ar 0.5-1.5. Niet omgezette koolstof en as zijn aanwezig in de uitlaatgasstroom.

De warme gasvormige uitlaatstroom van de reactiezone van de generator van synthesegas wordt snel beneden de reactie-30 temperatuur afgekoeld tot een temperatuur in het traject van ongeveer 120-370°C door directe afschrikking in water, of door indirecte warmte-uitwisseling bijvoorbeeld met water om stoom in een gaskoeler te produceren. De gasstroom kan schoon-gemaakt en gezuiverd worden door gebruikelijke werkwijzen.

35 Een vollediger begrip van de uitvinding kan verkregen worden door verwijzing naar de begeleidende schematische teke-ning die de onderhavige uitvinding in detail laat zien. Of-schoon de tekening voorkeursuitvoeringen van de uitvinding \ illustreert, is deze niet bedoeld om de uitvinding te beperken · 8 2 0 2 3 2 7 c · - 22 - tot het beschreven speciale toestel of speciale materialen.

Verwijzende naar de fign. in de tekening is fig. 1 een schematische voorstelling van een uitvoeringsvorm van de uitvinding die regelingsmiddelen laat zien voor de continue 5 werking van een generator van synthesegas terwijl een brandstof uit fase wordt gebracht en tegelijkertijd een andere in fase wordt gebracht zonder de druk van de gasgenerator af te laten. Verder kunnen de regelingsmiddelen worden gebruikt voor snelle verandering van doorzetniveau's-boven of beneden het stroom-10 traject waarvoor de getoonde brander is ontworpen. Door deze middelen kunnen instellingen worden gegeven can de hoeveelheid ruw geproduceerd uitlaatgas te regelen, en te voorzien in een verandering in vraag naar het produktgas. Verder is een ander gebruik van het regelingssysteem het handhaven van de gewenste 15 samenstelling van het produktgas wanneer het mogelijk is dit te doen door instellingen van de stroomsnelheden van €dn of meer van de reactiecomponenf^stromen. Door het onderhavige stroomregelsysteem worden de stroomsnelheden voor alle van de reactiecomponentstromen dus afzonderlijk en onafhankelijk 20 geregeld zodat de temperatuur en de gewichtsverhouding van H20 tot brandstof in de reactiezone worden gehandhaafd op ontworpen omstandigheden en binnen gewenste werktrajecten voor de brandstof die tot reactie wordt gebracht. Indien nodig kan de atoom- , verhouding van vrije-zuurstof tot koolstof in de brandstof 25 in de reactiezone ook binnen ontwerpomstandigheden worden gere-t v geld.

Terwijl het regelsysteem dat in fig. 1 is aangegeven in het bijzonder ontworpen is voor de combinatie van voedings-voorraden omvattende een suspensie van een vaste koolstof-30 houdende brandstof in een vloeibare koolwaterstofbrandstof, kan het systeem door eenvoudige wijzigingen in de middelen voor het veranderen van de stroomsnelheid van de brandstofstroom zoals hieronder beschreven. worden gebruikt ter regeling van andere combinaties van suspensies van vaste koolstofhoudende brandstof, 35 en vloeibare, of gasvormige koolwaterstofbrandstoffen. In fig.l is brander 1 gemonteerd in een centrale, van flenzen voorziene inlaat 30 die gelegen is in het bovenste deel van een gebrui-kelijke, met vuurvast materiaal beklede, vrije-stroomsynthesegas-generator 41 volgens de centrale longitudinale as. De reactie- 8202327 -* Λ - 23 - componentstromen komen door het stroomopwaartse einde van brarlder 1 binnen, gaan er in neerwaartse richting doorheen, en worden afgevoerd door het stroomafwaartse einde 42. Brander 1 is zo ontworpen dat de vereiste Systeemproduktie voor werking 5 in bestendige toestand kan worden behaald of zelfs overtroffen door een bepaalde hoeveelheid wanneer de stroomsnelheid door alle doorgange&aximaal is. Het regelsysteem kan de stroomsnelheid van of meer van de voedingsstromen in leidingen l8l, 161, 43 en 63 onafhankelijk veranderen. Door deze middelen wordt 10 de temperatuur in de reactiezone 31 op de gewenste werktempe-ratuur gehandhaafd. Verder kan de gewichtsverhouding H20 tot brandstof, en indien nodig de atoomverhouding van vrije-zuur-stof tot koolstof in de brandstof in de reactiezone op ontwerp-omstandigheden worden gehandhaafd.

15 De werking van de werkwijze en het regelsysteem dat in fig. I is aangegeven, volgt. Ter illustratie kan de voornaamste brandstof bijvoorbeeld een suspensie van een vaste koolstofhou-dende brandstof zijn, dat wil zeggen kool-water of kool-olie-suspensie in leiding 43. De reserve brandstof is een vloeibare 20 koolwaterstof brandstof dat wil zeggen residu olie in leiding 161. Als de voornaamste brandstof kan natuurlijk elke vloeibare of gasvormige koolwaterstofbrandstof worden gekozen.

' In de onderhavige werkwijze worden de overblijvende porties van de voornaamste vloeistofstrooxn die uit leiding 50 25 kornt^ in leiding 14 gemengd met de reserve vloeistofstroom die in leiding 167 is gebracht. H20 kan gemengd zijn met de brandstof fen in leidingen 161 en 43 of het vrije-zuurstofbevattende gas in leiding 63. Ook kan, zoals aangegeven in fig. 1, ten-minste een deel, dat wil zeggen 10-100 vol.% van het H20 als de 30 temperatuurmoderator worden verschaft, bijvoorbeeld stoom. Aldus kan, zoals aangegeven in fig. 1, stoom in leiding 187 in leiding 18 worden gemengd met het vrije-zuurstofbevattende gas dat in leiding 70 stroomt. Door dit schema kunnen geregelde hoeveel-heden stoom worden ingebracht en gemengd met de strobevrije-35 zuurstofbevattend gas en/of brandstof stroomopwaarts van de brander. Kleppen 183, 163, 77, en 65 kunnen met de hand of auto-matisch in werking worden gesteld om een geheel open stand tot V een volledig gesloten stand te verkrijgen. De matenwaarin elke klep geopend of gesloten kan worden is ook regelbaar. De suspen- 8202327 - 24 - sie voedingsstroom in leiding 43 wordt in de reactiezone 31 van synthesegasgenerator 41 gepompd door middel van positie-ve-verplaatsingspomp 45 voorzien van snelheidsregeling 46, leiding 47, stroommeter en omzetter 48, leiding 49, klep 77, 5 leidingen 50 en 14, en inlaat 8 van brander 1. De stroomsnel-heid van' de suspensie door leiding 43 wordt geregeld door de snelheid van de positieve-verplaatsingspomp 45. Om de suspensie die door leiding 43 stroomt^ buitenfase te brengen, wordt deze snelheid continu verminderd van maximum, tot nul over,een 10 periode in het traject van ongeveer 1-3600 seconden, zoals onge-veer 60-1800 seconden, bijvoorbeeld ongeveer 300-1000 seconden. Stroomregistreertoestel-regelorgaan met overbrenger 51 omvat een microcomputer die geprogrammeerd is met de gewenste tijd tegenover afnemende stroomsnelheidcurve. De grootte van de 15 suspensie^stroom in leiding 47 wordt gemeten en een signaal a wordt versehaft door stroomoverbrenger 48 overeenkomende met de stroomsnelheid' van de suspensie in leiding 43. Stroomregi-streertoestel-regelorgaan 51 ontvangt. signaal a, vergelijkt het met een signaal dat de gewenste stroomsnelheid op dat 20 ogenblik voorstelt, en verschaft een overeenkomstig regelings-signaal aan snelheidregelorgaan 46 om de snelheid van pomp 45 benedenwaarts te regelen zodat de suspensielading die in' leiding 49 stroomt een gegeven verminderde stroomsnelheid opneemt voor dat ogenblik in de periode van het uit fase brengen. De nieuwe 25 suspensiesnelheid wordt gemeten en de cyclus wordt herhaald. v .~j Door deze middelen worden herhaalde regelingen aan de stroom snelheid gedaan en de suspensie die in leiding 50 stroomt wordt uit fase gebracht.

Tegelijkertijd met het uit fase brengen van de voornaam-30 ste suspensiebrandstof die in leiding 43 stroomt, wordt de reserve vloeibare koolwaterstofbrandstof die in leiding 161 stroomt gedurende dezeIfde periode in fase gebracht. Stroom-registreertoestel-regelorgaan met overbrenger 171 omvat een microcomputer die geprogrammeerd is met de gewenste tijd tegen 35 toenemende stroomsnelheidcurve. De oliestroomsnelheid in leiding 161 wordt gemeten en een signaal m wordt door stroomoverbrenger 165 verschaft in overeenstemming met de stroomsnel-v j? heid van de olie in leiding 161. Stroomregistreertoestel-regel- % orgaan 171 ontvangt signaal m, vergelijkt het met een signaal \ \ 8202327 - 25 - dat de gewenste stroomsnelheid opdat ogenblik voorstelt en verschaft een overeenkomend regelingssignaal aan klep 163 om . wijder te openen zodat de olielading in leiding 166 een gegeven vergrote stroomsnelheid vocrdat ogenblik aanneemt in de periode 5 voor het in fase brengen. De nieuwe oliesnelheid wordt gemeten en de cyclus wordt herhaald. Door deze middelen kunnen herhaal-de regelingen voor de stroomsnelheden van de voornaamste en reservebrandstoffen uitgevoerd worden zodat de olie die in leiding 167 stroomt iri leiding 14 gevoerd kan worden in een 10 hoeveelheid die een compensatie is voor de verminderde hoeveelheid suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof die 'in leiding 50 stroomt.

^.v, dedurende of volgende op de periode dat de suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof van leiding 43 buitenfase 15 wordt gebracht en dat het deel van de reserve vloeibare kool-waterstofbrandstof uit leiding 161 in fase wordt gebracht, kan de gewichtsverhouding van H^O tot brandstof in de reactiezone geregeld worden op ontwerpomstandigheden of vrijewel constant gehouden worden dat wil zeggen minder dan + 10% variatie, door 20 vergroting of vermindering van de stroomsnelheid van de tempe-ratuurmoderator. Dienovereenkomstig kan in het onderhavige voorbeeld, tegelijk met het uit fase brengen van de kool-water-suspensie een extra hoeveelheid H20 uit een uitwendige bron in fase worden gebracht gedurende dezeIfde tijdsperiode. Dus 25 wordt in fig. 1 een deel van de stoom in leiding 181 door lei- f.Jj ding 187 gevoerd en in leiding 18 gebracht waar het zich mengt met het vrije-zuurstofbevattende gas uit leiding 70. Stroomre-gistreertoestel-regelorgaan met overbrenger 191 omvat een microcomputer die geprogrammeerd is met de gewenste tijd tegenover 30 tcenemende stroomsnelheidcurve.

De snelheid van de stoomstroming in leiding 181 wordt gemeten en een signaal s wordt verschaft door stroomoverbrenger 185 in overeenstemming met de stroomsnelheid van de stoom in' leiding 181. Stroomregistreertoestel-regelorgaan 191 ontvangt 35 een signaal s, vergelijkt het met een signaal dat de gewenste stroomsnelheid op dat ogenblik voorstelt en verschaft een over-eenkomend regelingssignaal aan klep 183 om wijder te openen zodat de stoomlading in leiding 186 een gegeven vergrote stroom- % snelheid voor dat ogenblik aanneemt in de periode voor het in t*.

I 8202327

L

- 26 - fase brengen. De nieuwe stoomsnelheid wordt gemeten en de cyclus wordt herhaald. Door deze middelen worden herhaalde regelingen van de snelheid van de stroom stoom uitgevoerd en de stoom die in leiding 187 stroomt wordt in leiding 18 overgebracht in een 5 hoeveelheid die de gewichtsverhouding van 1^0 tot brandstof in de reactiezone bij ontworpen omstandigheden zal handhaven, bijvoorbeeld vrijwel constant. In een andere uitvoeringsvorm wordt de gewichtsverhouding H^O/brandstof in de reactiezone omhoog of omlaag geregeld door de stoomsnelheid zoals hierboven 10 is beschreven te regelen om een gewenste temperatuur in de reactiezone en een gewenste samenstelling van het produkt te verkrijgen.

Tegeli jkertijd met of na het uit fase brengen van de ^ voornaamste brandstof, het in fase brengen van de reserve- 15 brandstof, en eventueel met of zonder het in of uit fase brengen van de stoom afhankelijk van de aard van de brandstoffen, kan het vrije-zuurstofbevattende gas omhoog of omlaag worden inge-steld. Door deze middelen kan de temperatuur in de reactiezone geregeld worden tot ontwerpomstandigheden, of vrijwel constant 20 gehouden worden dat wil zeggen minder dan + 95°C variatie.

Dus wordt in het onderhavige voorbeeld in fig. 1 een deel van -het vrije-zuurstofbevattende gas in leiding 63 door leiding 70 gevoerd en gebracht in leiding 18 waar het zich mengt met de stoom, indiencfeze aanwezig is, van leiding 187 zoals hiervoor 25 is beschreven. Stroomregelorgaan 74 wordt geprogrammeerd metde ^/- gewenste tijd tegenover stroomsnelheidcurve. De periode van re- geling is dezelfde als die voor de brandstof en stoomstromen.

De regeling bij de zuurstofstroomsnelheid kan omhoog of omlaag zijn afhankelijk van de aard van de brandstofstromen en de 30 toevoeging van stoom, indien deze al plaatsvindt. In het onderhavige voorbeeld zal de zuurstofsnelheid worden vergroot om te voldoen aan de extra vereisten voor de gedeeltelijke oxydatie van een vloeibare koolwaterstof in vergelijking met een vaste koolstofhoudende brandstof.

35 De snelheid van vrije-zuurstofbevattend gas in leiding - 63 wordt gemeten en een signaal b wordt verschaft door stroom- fA\ overbrenger 67 overeenkomende met de stroomsnelheid van het vrije- \ . '

Tv zuurstofbevattende gas in leiding 63. Stroomregistreer-regel- orgaan met overbrenger 74 omvat een microcomputer die een signaal i 1 8202327 - 27 - b ontvangt, vergelijkt het met een signaal dat een gewenste stroomsnelheid voor dat ogenblik voorstelt, en verschaft een overeenkomstig regelingssignaal aan klep 65 om wijder te openen zodat de lading vrije-zuurstofbevattend gas in leiding 68 een 5 gegeven vergrote stroomsnelheid vocardat ogenblik aanneemt in de periode van het in fase brengen. De nieuwe snelheid van het vrije-zuurstofbevattende gas wordt gemeten en de cyclus wordt herhaald. Door deze middelen worden herhaalde regelingen van de snelheid van zuurstofstroming verricht en het vrije-zuur-10 stofbevattende gas dat in leiding 70 stroomt wordt in leiding 18 gebracht in een hoeveelheid die de temperatuur in de reactiezone bij ontwerpomstandigheden of vrijwel constant zal handhaven. In een uitvoeringsvorm waarin de in fig. 3 getoonde brander wordt gebruikt, wordt een deel van de temperatuurmoderator, 15 bijvoorbeeld stoom in leiding 187, door de inlaat 13 van de brander ingebracht.

In een andere uitvoeringsvorm wordt de snelheid van het vrije-zuurstofbevattende gas op en neer geregeld om een gewensce temperatuur in de reactiezone en een gewenste samen-20 stelling van het produktgas te verkrijgen. Alternatief kan door de hiervoor beschreven middelen de atoomverhouding van zuur-stof tot koolstof in de reactiezone worden geregeld op ontwerpomstandigheden dat wil zeggen in het traiect van ongeveer 0.5-1.7.

25 De hiervoor aangegeven tijd tegenover stroomsnelheid- curven voor programmering van gebruikelijke stroomregistreer-toestel-regelorganen 191, 171, 51, en 74 kunnen door gebruikelijke berekeningen bepaald worden gebaseerd op warmte-en gewichtsbalansen voor het gehele systeem.

30 In een andere uitvoeringsvorm kunnen de parameters voor de genoemde berekeningen en anderen door gebruikelijke detectors worden gemeten en de daarop reagerende signalen kunnen toegevoegd worden aan een algemeen regelsystoem 40.

De invoer naar regelsysteem 40 kan met de hand bestuurd zijn 35 of kan een signaal zijn van een computer, analysator, of sensor. Regelorgaan 40 omvat conventionele circuits en componenten voor het verschaffen of omzetten van signalen dat wil zeggen pneuma-j tisch of elektronisch om de genoemde snelheidsregelingen en kleppen te doen werken.

8 8202327 i t • - 28 -

In regelorgaan 40 worden de met de computer berekende waarden of de met de hand ingebrachte bepaalde punten voor de gewenste stroomsnelheden op specifieke momenten voor de ver-schillende stromen vergeleken respectievelijk met de signalen 5 a, m, s en b. Bijvoorbeeld kan, beantwoorderi aan signaal a, regelorgaan 40 automatisch pompsnelheidregelorgaan 46 regelen door het zenden van signaal cnstroomregistreertoestel-regelor-gaan 51. Ook kan signaal c direct worden toegevoerd aan snel- heicUregelorgaan 46. In een andere uitvoeringsvorm kan bijvoor- 1 · ' > :· 10 beeld stroomregistreertoestel-regelorgaan 51 een signaal ont- -¾ vangen van stroomoverbrenger 48 en signaal c van regelorgaan 40 en het signaal voor de snelheidsregeling voor de werking van. snelheidsregelorgaan 46 berekenen. In nog een andere uit-voeringsvorm kan de stroming van de voedingsstroom gestopt 15 worden door een signaal i van regelorgaan 40 naar klep 77.

Een op een dergelijke manier kan, beantwoorderd aan signaal m^ regelorgaan 40 automatisch klep 163 voor vloeibare koolwater-stofbrandstof regelen door het zenden van signaal b naar stroom-registreertoestel-regelorgaan 191.

20 Eveneens kan op een dergelijke manier, beantwoordend aan signaal b, .regelorgaan 40 automatisch klep 65 voor vrije-zuurstofbevattend gas regelen door het zenden van signaal j naar stroomregistreertoestel-regelorgaan 74.

«

Twee geschikte branders die te gebruiken zijn in de 25 onderhavige werkwijze en het regelingssysteem zijn getoond in , ~. fign. 1-3. Overeenkomstige delen van de brander die in fig. 1 en 2 is getoond, hebben hetzelfde referentienummer.

Brander 1 is in grot^ detail · getoond in fig. 2 en omvat in hoofdzaak een onbelemmerde binnenste coaxiale terugge-30 trokken centrale leiding 15 en een buitenste concentrische coaxiale leiding 16 die in lengterichting om de binnenste centrale leiding 15 is aangebracht. Schijfvormige flens 10 is bevestigd aan het buitenoppervlak van de buitenste coaxiale leiding 16 en ondersteunt brander 1 in'een vertikale longitudinale 35 richting. De centrale longitudinale assen van brander 1 en ver-gasser 41 zijn coaxiaal. Afstandsstukken 18 verschaffen een ringvormige doorgang 17 met vrije stroming tussen de buitendia-;r-:\ met.er v^n centrale cylindrische leiding 15 en de binnendiameter van buitenste cylindrische leiding 16. De uitgangsopening aan het 8202327 - 29 > * stroomafwaartse einde van centrale leiding 15 is bij voorkeur recht, cirkelvormig in dwarsdoorsnede, en loodrecht op de Xon-gitudinale as van de brander. Ook kan uitlaatopening 20 conver-gerend of divergerend zijn. Buitenste leiding 16 eindigt bij 5 het stroomafwaartse einde van de brander met een convergerend mondstuk 21. Een vertikale dwarsdoorsnede van uitgangsmondstuk 21 kan afgeknot-kegelvormig zijn gevormd, die al dan niet in . een rechte cylinder kan opgaan. Bij voorkeur omvat, zoals aan-gegeven in fig. 2, mondstuk 21 voor weerstand tegen slijtage 10 een afgeknot-kegelvormig achterste deel 22 dat zich ontwikkelt tot een recht cylindrisch voordeel 23 dat eindigt bij het stroomafwaartse buitenoppervlak 6 van de brander. Het cylindri-sche uitgangsdeel zal toestaan: (1) extra levensduur van de brander als gevolg van een groter oppervlak dat beschikbaar is 15 voor slijtage, en (2) de vervaardiging van een keramisch of vuurvast inzetstuk of een gehele koelkamer van een thermisch-en slijtagebestendig materiaal dat wil zeggen wolfraam of siliciumcarbide om beschadiging te voorkomen en om de levensduur van de brander te verlengen.

20 De hoogte van het voorste cylindrische deel 23 van uit- laatmondstuk 21 is in het traject van ongeveer 0-1.5, bijvoor-beeld 0.1-1.0 maal, zijn eigen diameter dat wil zeggen de mini-mumdiameter van convergerend mondstuk 21. De diameter van uit-gangsopening 20 van centrale leiding 15 is in het traject van 25 ongeveer 0.2-1.5, bijvoorbeeld 0.5-0.8 maal de minimumdiameter . van convergerend mondstuk 21.

Het stroomafwaartse einde van de brander kan al dan niet worden gekoeld. Bij voorkeur omrinSt'zoals in fig. 2 is getoond, coaxiale ringvormige koelkamer 2 uitgangsopening bij het 30 branderuiteinde. Door water te laten gaan door het doorboorde deel 24 van koelkamer 2 kan voorkomen worden dat het uiteinde van brander 1 wordt oververhit. Eventueel kan om dergelijke redenen buitenste leiding 16 koel gehouden worden door het laten gaan van water door windingen'4 die het buitenoppervlak 35 van buitenste leiding 16 langs zijn lengte omringen. Geschikte convergerende hoeken voor opening 21 zijn in het traject van ongeveer 15° tot 90° van de centrale longitudinale as van de \\ brander. Het stroomafwaartse einde van uitgangsopening 20 van centrale leiding 15 is aanzienlijk stroomopwaarts teruggetrokken 8202327 if r - 30 - van buitenoppervlak 6 van brander 1 over een afstand van twee of meer maal de minimumdiameter van convergerend uitlaatmondstuk . 21. Bijvoorbeeld kan de terugplaatsing van einde 20 van centrale leiding 15 van het branderoppervlak 6 in het traject zijn van 5 ongeveer 3-10 maal de minimumdiameter van convergerend uitlaatmondstuk 21. De ruimte tussen het einde 20 van centrale leiding 15 en branderoppervlak 16 vormt de onbelemmerde voor-mengzone.

In de werking van brander 1 kan de reactiecomponentstroom, zie Tabel II hierboven, brander 1 binnenkomen door inlaat 9 10 van fig. 1 en direct passeren van het stroomopwaartse deel naar beneden door vrije-stromingscentrale leiding 15, door uitlaat-opening 20 en in voor-mengzone 25, zoals aangegeven in fig. 2. ζρ Dekplaat 11 sluit het bovenste einde van ringvormige doorgang 1.7 af. Met stroomopwaartse inlaateinde 9 van centrale leiding 15 15 is gekoppeld aan een voedingslijn en het stroomafwaartse einde gaat door dekplaat 11 en is daarmede verbonden. Tegelijk kan de andere reactiecomponentstroom brander 1 binnenkomen door i inlaat 8 en direct passeren van het stroomopwaartse deel 30 van buitenste leiding 16 in neerwaartse richting door vrije-20 stroming ringvormige doorlaat 17 en in voor-mengzone 25 waar innige menging' van de twee reactiecamponentstromen plaatsvindt. Inlaat 8 kan al dan niet tangentieel ten opzichte van de buitenste leiding 16 zijn. Verder vindt directe warmte-uitwisseling plaats tussen de twee reactiecomponent stromen in de voor-meng-25 zone 25. De temperatuur in de voor-mengzone wordt geregeld l ,7 zodat een geregelde hoeveelheid van de vloeibare drager zonder verbranding verdampt kan worden dat wil zeggen van 0-100 vol.% bijvoorbeeld ongeveer 2-80 vol.%. Temperatuurregeling in de voor-mengzone kan worden uitgevoerd door het regelen van fak-30 toren zoals verblijftijd en warmte-inhoud van de binnenkomende stromen, en hoeveelheid uitwendige koeling zoals door slangen 4, indien deze al aanwezig zijn. Voor-mengzone 25 is vrijwel vrij van enige belemmering voor de vrije stroming van de materialen die daardoorheen gaan.

35 In in fign. 1 en 2 aangegeven brander worden stromen van verschillende materialen die naar beneden stromen door co-axiaal teruggetrokken centrale leiding 15 en tegelijkertijd neerwaarts door ringvormige doorgang 17, achtereenvolgens samen-gemengd in tandem voor-mengkamers 25 en 40'. Terwijl de voor- 8202327 > Λ - 31 - mengzone in deze uitvoeringsvarm is aangegeven als bevattende . twee afzonderlijke coaxiale voor-mengkamers 25 en 40' in serie, kan de voor-mengzone voor andere uitvoeringsvormen van de onder-havige uitvinding werkelijk een of meer, zoals 2-5 coaxiale 5 voor-mengkamers omvatten. Bijvoorbeeld zijn drie voor-mengkamers 25, 40', en 41 aanwezig in de uitvoeringsvorm van de brander die in fig. 3 is aangegeven. Elke voor-mengkamer in fign.. i, 2 en 3, omvat uitgezonderd voor de eerste kamer in de 11jn, een coaxiaal cylindrisch lichaamsdeel 45 gevolgd door een coaxiaal 10 tenminste ten dele convergerend uitlaatdeel 22 of 46 in fig. 3 dat zich eventueel mag ontwikkelen tot een rechtcylindrisch deel 23 of 49, respectievelijk. Eventueel kunnen dergelijke uitlaten p>, gemaakt worden uit een tegen warmte en slijtage bestendig ma- teriaal dat wil zeggen silicium of wolfraamcarbide, zoals hier-15 voor beschreven. In de uitvoeringsvormen met verscheidene voor-mengkamers kan de eerste voor-mengkamer in de lijn een recht coaxiaal cylindrisch lichaamsdeel 47 hebben, dat afvoert door een cirkelvormige opening 39 direct in de volgende in lijn zijnde coaxiale voor-mengkamer 40'. Bij voorkeur zet het meng-20 sel dat een voor-mengkamer verlaatjUit in de volgende opeenvol-gende voor-mengkamer. Wanneer het mengsel versneld en uitgezet is door een uiteindelijk uitgangsmondstuk bij de uitgang van de brander in de verbrandingskamer, heeft dit een stabieler en efficienter verbrandingspatroon tot resultaat. De temperatuur, 25 druk en snelheidstrajecten voor de materiaalstromen die door de \ verschillende doorgangen van de brander gaan,zijn in hoofdzaak dezelfde als die welke hiervoor zijn besproken. De inlaat naar de eerste voor-mengkamer 25 kan een convergerende inlaat 48 hebben zoals getoond in figs. 1, 2 en 3.

30 Fig. 3 is een vertikale doorsnede van een uitvoerings vorm van de teruggetrokken centrale doorgang 15 voor-mengbrander soortgelijk aan brander 1, zoals aangegeven in fig. 2, maar gewijzigd om twee coaxiale ringvormige doorgangen te geven dat wil zeggen tussenliggende ringvormige doorgang 17 en buitenste 35 ringvormige doorgang 51. Verder omvat de voor-mengzone drie achtereenvolgende coaxiale voor-mengkamers 25, 40' en 41 voor vrije doorstroming. Door afstandstukken 18 kunnen concentrische V coaxiale buitenste leiding 52, teruggetrokken coaxiale tussen liggende leiding 53, en teruggetrokken coaxiale centrale leiding 8202327 Λ ► - 32 - 15 radiaal van elkaar worden gescheiden ter verschaffing van de genoemde afzonderlijke ringvormige doorgangen en voor-meng-kamers met vrijwel geen belemmering voor de vrije stroming van materialen daardoor. Het stroomafwaartse uiteinde 20 van centrale 5 leiding 15 is stroomopwaarts teruggetrokkem van het buitenopper-vlak 6 van de brander met een afstand in het traject van twee of meer, bijvoorbeeld 3-10 maal de minimumdiameter van de convergerende uitlaatopening 21. Het stroomafwaartse uiteinde 54 van de tussenliggende leiding 53 is stroomopwaarts terugge-10 trokken van buitenoppervlak 6 van de brander over een afstand ' in het traject van 0-12, bijvoorbeeld 1-5 maal de miniumdiameter van convergerende uitlaatopening 21.

Centrale leiding 15 en ringvcrmige. doorgangen 17 en 51 0 van de brander in fig. 3 zijn stroomopwaarts respectievelijk 15 verbonden met afzonderlijke inlaten op een manier gelijk aan die welke in fig. 2 is aangegeven. Aldus is het stroomopwaartse inlaateinde 9 van inlaatbuis 9 van centrale leiding 15 met een voedingslijn gekoppeld en het stroomafwaartse einde gaat door dekplaat .12 en is daaraan afgedicht. Dekplaat 12 dekt de boven-20 ste einde van ringvormige doorgangen 51 en 17 af.Tegelijkertijd kunnen de andere voedingsstromen brander 1 binnenkomen door middel van stroomopwaartse inlaat 8 die in ringvormige doorgang 17 leidt, en stroomopwaartse inlaat 13 die in ringvormige door- t gang 51 leidt. Eventueel kan een ringvormige schijf 56, met 25 of zonder verscheidene holten 57 van kleine diameter, het stroomafwaartse einde van ringvormige doorgang 51 afsluiten.

; 1

Inlaten 8 en 13 kunnen al dan niet tangentiaal zijn ten dpzichte van coaxiale tussenliggende leiding 53 en buiten&te leiding 52, respectievelijk* Het uiteinde van de brander kan worden gekoeld 30 door water te laten gaan door het van holten voorziene deel 24 van ringvormige koelkamer 2 die coaxiaal is met de centrale longitudinale as van de brander aan het stroomafwaartse einde op de manier zoals getoond is. Alternatief kan koelkamer 2 worden weggelaten. Koelslangen 4 kunnen de brander over zijn 35 lengte omringen.

In de werking van de uitvoeringsvorm van de brander die in fig. 3 is aangegeven, zullen de voedingsstromen die tegelijker-tijd en met verschillende snelheden neerwaarts zullen passeren % door centrale leiding 15 en tussenliggende ringvormige doorgang \ \ 8202327 + * -33- 17 botsen en zich met elkaar vermengen in de eerste vocr-mengkamer 25. De botsing van een reactiecomponent stroom, zoals de vloeibare suspensie van vaste koolstofhoudende brand- » stof in een vloeibaar medium^met een andere reactiecomponent-5 stroom, zoals een gasvormige stroom van een vrije-zuurstofbe-vattend gas, stoom, of temperatuurmoderator met een grotere snelheid veroorzaakt dat de vloeibare suspensie uiteenvalt in een fijne verstoven vloeistof. Het multifase mengsel komt dan in de tweede voor-mengkamer 40' voor extra menging. Na het ver-10 laten van kamer 40’ door middel van convergerend uitgangsmond-stuk 46 en cirkelvormige opening 54 bij het stroomafwaartse uiteinde van kamer 40', komt het multifase mengsel in de derde voor-mengkamer 41. De derde voedingsstroom komt de brander stroomopwaarts binnen door een afzonderlijke inlaat 13, en 15 gaat naar beneden door ringvormige doorgang 51. Eventueel kan tenminste een deel van de derde voedingsstroom in ringvormige doorgang 51 worden gemengd met de andere voedingsstromen in ringvormige doorgang 17 en voor-mengkamer 25, 40', en 41 door gepasseerd te zijn door verscheidene ringen van doorgangen van 20 kleine diameter of holten 60, 61, 62 en 57 gelegen in de wand . van tussenliggende leiding 53 en ringvormige schijf 56. Wanneer de terugstelling van opening 54 bij het uiteinde van tussenliggende leiding 53 van buitenoppervlak 6 van de brander groter is dan nul, bijvoorbeeld in het traject van ongeveer 1.0-5 raaal 25 de minimumdiameter van uitgangsopening 21, dan kan de derde 1,, - voedingsstroom zich met de eerste en tweede voedingsstromen mengen in voor-mengkamer 41 om een multifase mengsel te berei-den. Verder kunnen er in een dergelijke uitvoeringsvorm twee of meer, bijvoorbeeld 2-5 cylindrische coaxiale voor-mengkamers 30 in serie zijn. Het multifase mengsel passeert door convergerend mondstuk 21 aan het stroomafwaartse uiteinde van de brander in de reactiezone van de gasgenerator.

In de uitvoeringsvorm van de brander die in fig. 3 ' is aangegeven, met een terugstelling van opening 54 van onge-35 veer nul, zal de derde voedingsstroom die door de buitenste ringvormige doorgang 51 passeert^in kontakt komen en zich mengen met het multifase mengsel van de andere twee voedingsstromen van de voor-mengzone stroomafwaarts van buitenoppervlak 6 van % de brander, bijvoorbeeld ongeveer 1-24 inches. Verder kunnen er * 1 8202327 i » - 34 - in een dergelijke uitvoeringsvorm een of meer, bijvoorbeeld 2-5 cylindrische coaxiale voor-mengkamers in serie zijn. Bijvoorbeeld kan de strode vrije-zuurstofbevattend gas gevoerd wor-den door centrale leiding 15 of tussenliggende doorgang 17 5 en de brandstofvoedingsstroom kan door de andere doorgang worden geleid dat wil zeggen de centrale leiding of tussenliggende doorgang welke dan ook vrij is. Tegelijkertijd kan een stroom temperatuurmoderator door de buitenste ringvormige doorgang 51 worden gevoerd.

10 Verwezen zal nu worden naar fign. 4 en-5 van de tekeningen.

Gedurende de werking van de gasgenerator door gedeeltelijke oxydatie, kan het nodig zijn de produktie van uitstromend gas snel te verlagen tot ongeveer 1/8 tot 3/4 van de fabrieksont- f >.

werpproduktie, zonder de brander te vervangen. Verwisseling 15 van de brander vereist een kostbare stilleggingsperiode met als gevolg daarvan vertraging. In gecombineerde cycluswerking voor energie-ontwikkeling is een duurzame brander vereist die minimum druk^vermindering heeft en waarmede doorvoerniveau's snel kunnen worden verwisseld - naar boven en naar beneden^-20 zonder op te offeren aan stabiele werking en efficiency.

Verder moet de brander kunnen werken met een verscheidenheid van vloeibare, vaste, en gasvormige brandstoffen, en mengsels daarvan. Verbrandingsonstabiliteit en slechte efficiency kun- i nen optreden wanneer branders van het bekende type worden ge-25 bruikt voor de vergassing van vloeibare-fase-suspensies van , vaste koolstofhoudende brandstoffen. Verder kunnen voedings- stromen slecht gemengd zijn en kunnen vaste brandstofdeeltjes door de vergasser passeren zonder met voldoende hoe-veelheden zuurstof in aanraking te komen. Niet gereageerd 30 heb'bende zuurstof in de reactiezone kan dan met het produktgas reageren.

Deze en andere problemen worden vermeden door een nieuwe uit twee secties bestaande brander die wordt gebruikt in de onderhavige werkwijze>en omvat: een centrale leiding, 35 welke centrale leiding aan het stroomopwaartse einde is geslo-ten en een stroomafwaartse cirkelvormige uitlaatopening heeft aan het uitlaateinde van de brander; een buitenste leiding .----, die coaxiaal en concentrisch is met de genoemde centrale lei- i ΐ¥·. ding en een ringvormige doorgang daartussen vormt, welke buiten- i 8202327 4 + - 35 - ste leiding en ringvormige doorgang aan het stroomopwaartse einde zijn gesloten en een stroomafwaartse ringvormige uitlaat-opening hebben aan het uiteinde van de brander; een centrale bundel evenwijdige of schroeflijnvormige buizen met open einden 5 die door het gesloten einde van de genoemde centrale leiding gaan en een gasdichte. afdichting daarmede vormen; middelen voor het ondersteunen van de genoemde centrale bundel evenwijdige of schroeflijnvormige buizen zodat de buitenoppervlakken van de genoemde centrale bundel van evenwijdige of schroeflijnvormige 10 buizen verscheidene doorgangen binnen de genoemde centrale leiding vormt; stroomopwaartse inlaatmiddelen omvattende een verdeelstuk voor het splitsen en inleiden van een eerste re-actiecomponent voedingsstroom in de stroomopwaartse einden van de genoemde centrale bundel evenwijdige of schroeflijnvormige 15 buizen; en waarin de stroomafwaartse einden waardoor de genoemde eerste voedingsstroom wordt afgevoerd opwaarts van de brander zijn teruggetrokken over een afstand van 0-12, bijvoorbeeld 3-10 maal de minimumdiameter van de uitlaatopening van de centrale leiding bij het uiteinde van de brander; stroomopwaartse 20 inlaatmiddelen voor het inleiden van een tweede reactiecompo-nentvoedingsstxoom in de genoemde centrale leiding en naar beneden door de genoemde verscheidene doorgangen binnen de genoemde centrale leiding; een ringvormige bundel van evenvJajdige i of schroeflijnvormige buizen met open einden die door het geslo-25 ten einde van de genoemde ringvormige doorgang gaan en daar een gasdichte afdichting mede vormen, zodat de uitwendige opper- > t /.

' vlakken van de genoemde ringvormige bundel van evenwijdige of en schroeflijnvormige buizen verscheidene doorgangen vorm binnen de genoemde ringvormige doorgang; stroomopwaartse inlaatmiddelen 30 omvattende een verdeelstuk voor het splitsen en inleiden van een derde reactiecomponent voedingsstroom in het stroomopwaartse einde van de genoemde ringvormige bundel evenwijdige afschroef-lijnvormige buizen, en waarin de stroomopwaartse buiseinden -waardoor de genoemde derde reactiecomponent voedingsstroom 35 wordt afgevoerd, stroomopwaarts van het branderbuitenvlak zijn teruggetrokken over een afstand van 0-12, bijvoorbeeld 3-10 maal de minimumbreedte van het ringvormige uitlaatmondstuk bij ) het uiteinde van de brander; middelen voor het ondersteunen van de genoemde ringvormige bundel van evenwijdige of schroef- ί 8202327 t ( - 36 - lijnvormige buizen met het betrekking tot de binnenwand van de genoemde ringvormige dcorgang en tot elkaar zodat de buiten-oppervlakken van de genoemde bundel van evenwijdige of schroef-lijnvormige buizen verscheidene doorgangen binnen de genoemde 5 ringvormige doorgang vorraen; en stroomopwaartse inlaatmiddelen voor het inbrengen van' een vierde reactiecomponent voedings-stroom in de genoemde ringvormige doorgang en in neerwaartse richting door de genoemde verscheidene doorgangen binnen de genoemde ringvormige doorgang, 10 Met voordeel kunnen door middel van de onderhavige brander drie stromingsreeksen door de brander worden verkregen door het gebruik van ££n of beide groepen buizen en hun omrin-^ gende leidingen. Produktieniveau's kunnen snel worden veranderd - omhoog en omlaag - zonder stabiele werking op te offeren.

15 In een uitvoeringsvorm van de hiervoor genoemde brander waarin de stroomafwaartse einden van de centrale en/of ringvormige bundels van evenwijdige of schroeflijnvormige buizen stroomopwaarts van het brandervlak zijn teruggetrokken, kan extra menging van de voedingsstromen worden verkregen door het 20 aanbrengen van tenminste een coaxiale cylindrisch gevormde voor-mengkamers in serie in de genoemde centrale leiding waarin de genoemde eerste en tweede voedingsstromen worden gemengd, en/of tenminste een coaxiale ringvormig gevormde voor-mengkamers i in serie in de genoemde ringvormige doorgang waarin de ge-25 noemde derde en vierde voedingsstromen worden gemengd.

r \_/ De brander kan voorzien zijn van verscheidene longitu- dinale gasleidingen evenwijdig aan de brandeixas en radiaal op afstand geplaatst tussen de genoemde centrale leiding en de genoemde ringvormige doorgang. Genoemde gasleidingen zijn 30 aan het stroomafwaartse einde nabij het uiteinde van de brander . afgesloten en zijn aan het stroomopwaartse einde met een gas-vormige voedingsstroom verbonden. Verscheidene voedingslijnen verbinden de genoemde gasleidingen met de genoemde voor-mengkamers in de genoemde centrale lei'ding en/of met de genoemde 35 ringvormige doorgang. Een gasvormige voedingsstroom, gekozen uit de groep bestaande uit stoam, vrije-zuurstofbevattend gas, C02, Ng, stookgas, een in het proces teruggeleid deel van het i produktgas, en mengsels daarvan, kan daardoor worden geleid door de genoemde longitudinale gasleiding en voedingslijnen 8202327 ·.* ·· - 37 - en in de genoemde voor-mengkamers ter verbetering van menging,het opbrekeiffevu lde doorgangen, of om een gasvormig bestanddeel . in te leiden dat de reactie die in de vergasser plaatsvindt, zal bernvloeden.

5 De brandstof kan gevoerd worden door zowel de centrale . en/of ringvormige bundel of bundels van buizen, of alternatief door de leiding of leidingen die de buizen in de centrale en/ of ringvormige delen van de brander omringen. Tegelijkertijd wordt het vrije-zuurstofbevattende gas geleid door de overeen-10 komstige niet bezette doorgang of doorgangen in de centrale en/of ringvormige delen van de brander. In een uitvoeringsvorm wordt een type brandstof door een deel van de brander geleid, (7} dat wil zeggen het centrale of ringvormige deel, terwijl een tweede type brandstof door het overblijvende deel van de brander 15 wordt geleid.

Bij voorkeur worden in de onderhavige uit twee secties bestaande brander de genoemde eerste en derde reactiecomponent voedingsstromen en de genoemde tweede eh vierde reactiecomponent voedingsstromen respectievelijk opgebouwd uit gesplitste 20 stromen van de brandstofstroom of stromen, en de gasvormige · oxydant stroom. Door deze middelen wordt brandstof door de centrale of ringvormige bundel buizen gevoerd, terwijl tegelijkertijd vrije-zuurstofbevattend gas door de overeenkomstige centrale en ringvormige leidingen wordt gevoerd. In een uit-25 voeringsvorm worden echter de eerste en vierde voedingsstromen a .

V en de tweede en derde voedingsstromen respectievelijk samenge- steld uit gesplitste stromen van de brandstofstroom of stromen, en de stroom gasvormige oxydant. Door deze middelen wordt brandstof geleid door de centrale bundel buizen en de ringvormige 30 leiding, terwijl tegelijkertijd vrije-zuurstofbevattend gas door de overeenkomstige centrale leiding en.ringvormige bundel buizen wordt gevoerd.

0

Voorzien wordt in stroomregelmiddelen in de .onderhavige werkwijze voor het regelen van de invoering van de genoemde 35 reactiecomponentvoedingsstramen in de brander. Verder worden middelen verschaft voor het verwisselen van brandstoffen zonder de gasgenerator stil te leggen of de druk ervan af te laten.

Wanneer de voornaamste brandstof door de buizen of omringende doorgangen in de centrale en/of ringvormige delen 8202327 Λ *..

- 38 - van de brander stroomt, volgen hierna voorkeursuitvoerings-vormen van de onderhavige werkwijze voor het vervangen van de voornaamste brandstof door de reserve brandstof: (1) het vervangen van de voornaamste brandstof door de 5 reserve brandstof kan tegelijkertijd plaatsvinden in de cen- trale en/of ringvormige delen van de brander.

(2) alternatief kan de vervanging van de voornaamste brandstof door de reserve brandstof opeenvolgend plaatsvinden, en eerst in een van de delen van de brander. Dit wordt dan ge- 10 volgd door de vervanging van de brandstoffen in het overblij-vende deel van de brander.

Wanneer een stroom van de voornaamste brandstof door een deel van de brander stroomt en het andere deel ongebruikt C ~ *4 is, dan kan eerst een stroom van de reserve brandstof in het 15 niet gebruikte deel van de brander worden ingevoerd. De voornaamste· brandstof kan worden afgesloten in het deel waarin hij stroomt met de verwante stroom vcije-zuurstofbevattend gas met of zonder menging met een temperatuuri'itiodererend gas. De voornaamste brandstofstroom kan worden afgesloten tegelijk 20 met of na de inleiding van de stroom reserve brandstof. In een dergelijk geval, nadat de reserve brandstof de voornaamste brandstof vervangt, is slechts een deel van de uit twee delen bestaande brander in gebruik. Alternatief kan de voornaamste t brandstof ook vervangen worden in het deel waarin hij oorspron-25 kelijk stroomde^door een stroom van de genoemde tweede vaste— ' ' koolstofhoudende brandstofsuspensie of koolwaterstofbrandstof.

In een dergelijk geval zijn nadat de reserve brandstof de voornaamste brandstof vervangt, beide delen van de brander in gebruik.

30 In de bovengenoemde schema's kunnen de voornaamste en/ of reserve brandstoffen al dan niet gemengd zijn met H20.

Regelingen worden gemaakt voor de vrije-zuurstofbevattende gas-stroom met of zonder menging met een temperatuur modererend gas dat stroomt in de buizen of omringende doorlaten die verwant 35 zijn aan de overeenkomstige omringende doorlaten of buizen waarin de brandstofstroom stroomt en indien nodig wordt extra H20 in de reactiezone geleid om de gewichtsverhouding van het H_0 tot brandstof en de temperatuur in de reactiezone op ont- ^ 2 j werpomstandigheden te houden. Bijvoorbeeld kan de temperatuur 8202327 P * - 39 - in de reactiezone vrijwel constant worden gehouden, dat wil zeggen minder dan + 95°C variatie; en de gewichtsverhouding . H20/brandstof in de reactiezone kan in het traject van ongeveer 0.2-3.0 worden gehandhaafd.

5 Indien dus de voornaamste of eerste brandstof die door een eerste of tweede vloeistofdoorgang in het centrale of eerste deel van de brander en/of door de derde of vierde vloeistof·*-doorgang in het ringvormige of tweede deel van de brander stroomt, niet beschikbaar wordt en het gewenst is om te schakelen op 10 een reserve of tweede brandstof, of het voor £dn of andere reden gewenst is om te schakelen van een eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof naar een (’•.λ tweede suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof, kan men als volgt te werk gaan: 15 (1) het voeren van een eerste reactiecomponentstroom van de eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof al dan niet gemengd met E^O door de eerste of tweede vloeistofdoorlaat^middelen in het centrale of eerste gedeelte van de genoemde brander, en/of het tegelijker-20 tijd laten passeren van een tweede reactiecomponentstroom van de genoemde eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof al dan niet gemengd met I^O door de derde of vierde vloeistcf^doorlaten in het ringvormige of tweede deel van de genoemde brander; 25 (2) het gelijktijdig laten.gaan van een afzonderlijke reactiecomponentstroom van vrij-zuurstofbevattend gas al dan niet gemengd met een temperatuur nodererend gas door de niet gebruikte vloeistofdoorgang in elk van de centrale en/of ringvormige delen van de genoemde brander die verbonden zijn met de 30 genoemde vloeistofdoorgang waardoor de genoemde stroom of stro-men van eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof al dan niet gemengd met E^O, passeren; (3) het samenmengen van de genoemde reactiecomponent-stromen van (1) en (2) om een goed-verdeeld mengsel te produceren, 35 en het laten reageren van deze mengsels door gedeeltelijke oxydatie in de reactiezone van de genoemde gasgenerator bij een autogene temperatuur in het traject van ongeveer 925°-1926°c, A een druk in het traject van ongeveer 1-300 atmosfeer, een atoom- verhouding van zuurstof/koolstof in het traject van ongeveer 8202327 ι v - 40 - 0.5-1.7, en een gewichtsverhouding ^O/brandstof in het tra-ject van ongeveer 0-5.0; (4) het uit fase brengen van de vloeistofdoorgang waarin in het genoemde centrale en/of ringvormige deel of · 5 delen de genoemde stroom of stromen van eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof al dan niet gemengd met stroomt, welke uit-fase brenging - geschiedt met een uniform afnemende stroomsnelheid die varieert van maximum tot 0 over een tijdsperiode in het traject van 10 ongeveer 1-3600 seconden; en het tegelijkertijd in fase brehgen van de genoemde stroom of stromen van tweede suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof, £>, al of niet gemengd met I^O, in dezelfde vloeistof-'doorgangs- middelen met een uniform toenemende stroomsnelheid die varieert 15 van 0 tot maximumsnelheid gedurende dezelfde tijdsperiode en het mengen met het overblijvende deel van en het vervangen van het uit fase gebrachte deel van de genoemde stroom van eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof met of zonder menging met H^O^dat daarin stroomt, 20 en (5) het regelen van de temperatuur en de gewichtsverhouding I^O/brandstof in de reactiezone op ontwerpomstandigheden door het regelen van de stroomsnelheid of stroomsnelheden van de reactiecomponentstroom of stromen van vrije-zuurstof-25 bevattend gas met of zonder menging met een temperatuur mode-V ... rerend gas dat door de brander gaat, en het indien nodig inbrengen van extra E^O in de reactiezone.

Bijvoorbeeld kan door middel van de onderhavige werk-wijze de temperatuur in de reactiezone vrijwel constant gehouden 30 worden dat wil zeggen een variatie van minder dan + 95°C, en de gewichtsverhouding H20/brandstof kan gehandhaafd worden in het traject van ongeveer 0.2-3.0.

In de onderhavige stroomregelingsmiddelen is een met de hand of automatisch geregeld vloeistofregelorgaan in elke 35 voedingslijn geplaatst. Voor suspensiebrandstof^-voedingslijnen wordt een signaal van het regelorgaan overgebracht naar een snelheidsregeling voor een pomp met positieve verplaatsing.

\Voor vloeibare en gasvormige koolwaterstofbrandstof voedings- lijnen en voor oxydant voedingslijnen wordt het signaal van het 8202327

lr I

- 41 - regelorgaan naar een stroomregelklep overgebracht. Beantwoordend aan het genoemde signaal of de genoemde signalen, wordt de snelheid van de genoemde pomp of pompen gewijzigd, of alterna-tief wordt de opening in de genoemde stroomregelklep of kleppen Sgewijzigd. Door deze middelen kan de stroomsnelheid voor de stromen brandstof en/of oxydant die door de brander gaan^omhoog of omlaag worden geregeld, bijvoorbeeld tot ongeveer 50% van de ontwerpomstandigheden. Alternatief kan een stroomregelklep in elk van de voedingsstromen worden ingebracht voor het starten lOof stoppen van de stroming van de voedingsstromen naar de centrale leading en/of de ringvormige doorgang en naar hun respectievelijke buizeru'bundels. Door deze middelen kunnen drie ζ. n stromingsreeksen door de brander worden verkregen. Verder kunnen beiden van deze stroomregelschema1s gecombineerd worden.

15 Door middel van de onderhavige brander wordt een groot volume'van de eerste react!ecomponentstroom gesplitst in ver-scheidene afzonderlijke stromen van reactiecomponent vloeistof of gas die door de centrale bundel schroeflijnvormige of even-wijzige buizen stroomt. bit laat de inleiding toe van de tweede 20stroom van reactiecomponenten die tegelijkertijd door de centrale leading in de tussenruimten en/of doorgangen die de centrale bundel van schroeflijnvormige of evenwijdige buizen omringen, passeren. Op een soortgelijke manier wordt een groot volume van de derde reactiecomponentstroom gesplitst in verscheidene 25afzonderlijke stromen reactiecomponent-'Vloeistof of gas dat door , de ringvormige bundel van schroeflijnvormige of evenwijdige buizen stroomt. De vierde stroom reactiecomponenten die tege-lijkertijd do vormige bundel schroeflijnvormige of evenwijdige buizen om-30ringen.Des te groter het aantal buizen in een bundel is, des te beter is de verdeling van een reactiecomponent in de andere reactiecomponent. De menging van de reactiecomponent^-stromen die plaatsvindt stroomafwaarts van de einden van de buizen -wordt vergemakkelijkt door deze vefbeterde verdeling. Een der-35gelijke efficiente menging van de voedingsstromen vergemakkelijkt een meer uniforme gedeeltelijke oxydatie van de brandstof ; om H2 en CO te produceren. De verbrandingsefficiency van de a werkwijze is dus vergroot.

| Door middel van de onderhavige uitvinding doet men I 8202327 '

Ji l - 42 - reacties voortgaan in plaatselijke gebieden waar er minder gelegenheid is voor het oververhitten van de brandstof met een onvoldoende toevoer van zuurstof met als resultaat de vorming van roet. De hoeveelheid niet-omgezette fijnverdeelde 5 koolstof bereid bij een gegeven zuurstof tot koolstofatoom-verhouding in de voeding kan aanzienlijk verminderd worden. Verder wordt "oververbranding" van de brandstof om kooldioxide te bereiden aanzienlijk verminderd. De onderhavige brander is bij voorkeur gemaakt van hitte-en corrosiebestendige metaal-10 legeringen.

De snelheid van de reactiecomponent-'Stroom door de centrale en ringvormige bundel buizen, of alternatief door de Ρ'λ centrale leiding of ringvormige doorgang die de genoemde buizen omringt, is in het traject van ongeveer 5-100, bijvoorbeeld 15 10-50 feet per seconde aan het buitenoppervlak van de brander wanneer de genoemde reactiecomponent-'Stroom een vloeibare koolwaterstofbrandstof of vloeibare suspensie van vaste koolstof houdende brandstof, of mengsels daa;van, is en in het traject van ongeveer 150 feet per seconde tot de geluidssnelheid, 20 bijvoorbeeld 200-500 feet per seconde wanneer de genoemde reactiecomponent-'Stroom een gasvormige koolwaterstofbrandstof of een vrije-zuurstofbevattend gas>al dan niet gemengd met een temperatuurmoderator, is. De snelheid van een stroom reactie-component^brandstof of een stroom van een mengsel van reactie-25 component^brandstoffen is groter dan de vlamvoorttlantings- */**."-* V.. . snelheid voor die brandstof of dat brandstofmengsel.

De centrale bundel buizen kan een aantal buizen hebben in het traject van 1-200 of meer, zoals ongeveer 2-180, bijvoorbeeld ongeveer 4-48. De ringvormige bundel buizen kan een aan-30 tal buizen hebben in het traject van ongeveer 1-600, of meer, zoals ongeveer 2-580, bijvoorbeeld ongeveer 8-108. Er kunnen 1-7 of meer concentrische ringen van buizen in de centrale en/of ringvormige bundels zijn.

De verhouding van het totale buisdwarsdoorsnede opper-35 vlak (basis inwe-dige diameter) voor de ringvormige bundel buizen (T ) tot het totale buisdwarsdoorsnede oppervlak (basis ϋ *inwendig diameter) voor de centrale bundel buizen (Tc) kan in IT het traject van ongeveer 2-8 zijn. Op een dergelijke manier \ kan de verhouding van het ringvormige tussenruimte dwarsdoor- 1 8202327 - 43 - fc rf snede oppervlak (1^) dat de ringvormige bundel buizen omringt, tot het centrale tussenruimte dwarsdoorsnede oppervlak (1^,) dat de centrale bundel buizen omringt, in het traject van onge-veer 2-8 zijn.

5 De binnendiameter van de buizen in elke bundel kan varie- ren van ongeveer 1/16 tot 2 inches in diameter. De lengte van de buizen in de centrale en ringvormige bundels en hun af-standen zijn zodanig dat zij de uitwendige reactiecomponent-stroom in staat steilen gelijkmatig in de tussenruimten tussen 10 de buizen te stromen. Bijvoorbeeld kan de lengte van de buizen of de hoogte van de slangen in elke buizen^bundel varieren van ongeveer 1/2 tot 36 inches of langer en bij voorkeur van onge-(./, veer 4-12 inches, waarbij grotere lengten vereist zijn wanneer het aantal buizen en de totale afmeting van de brander toeneemt.

15 Bij voorkeur moet de verhouding van de lengte tot binnendiameter van de buizen tenminste 8 zijn. Bij voorkeur moeten de binnendiameter en de lengte van elke buis dezelfde zijn voor * alle buizen in de centrale bundel of de ringvormige bundel.

Door deze middelen kan gelijke stroming verkregen worden door 20 alle buizen.

Richtpennen, vinnen, centreerschoepen, afstandsstukken en andere gebruikelijke middelen worden gebruikt voor het sym-metrisch op afstand brengen van de buizen en leidingen ten op-zichte van elkaar en om hen stabiel in lijn te houden zonder 25 belemmering van de vrije stroming van de voedingsstromen in de centrale en ringvormige tussenruimtezones.

De stroomafwaartse uitlaateinden van de verscheidene ringvormige en centrale bundels evenwijdige buizen eindigen in hetzelfde v.lak loodrecht op de longitudinale centrale as 30 van de brander. In een uitvoeringsvorm met gebruik van voor-mengkamers, die verder beschreven zullen worden, zijn de einden van de centrale en/of ringvormige bundel buizen stroom-opwaarts teruggetrokken ten opzichte van het brander buitenviak ter verschaffing van aanzienlijke menging van de reactiecomponen-35 ten en verdamping van het suspensiemedium voorafgaande aan het afvoeren.

De centrale uitgangsopening van de leiding en/of de ringvormige uitgangsopening kunnen convergerende delen hebben.

de l Bijvoorbeeld kan uitgangsopening van de centrale leiding een I 8202327 2 *.

- 44 - afgeknot-kegelvormig achterste deel omvatten dat een converge-rende hoek heeft in het traject van ongeveer 15°-90° van de . centrale longitudinale as van de brander. Het achterste deel kan zich ontwikkelen in een normaal cylindrisch voordeel 5 dat eindigt bij het stroomafwaartse buitenvlak van de brander. Het cyiindrische voordeel kan een hoogte hebben in het traject van ongeveer 0-1.5 maal zijn eigen diameter.

In een uitvoeringsvorm omvat de eerste stroomafwaartse leidinguitlaat een convergerend afgeknot-kegelvormig .achter-10 deel dat zich ontwikkelt in een divergerend afgeknot-kegel-vormig voordeel dat eindigt bij het stroomafwaartse uiteinde van de brander. De convergerende en divergerende hoeken zijn C in het traject van ongeveer 15°-90° met de centrale longitudi nale as van de brander.

15 Op een dergelijke wijze kan de genoemde ringvormige uitlaatopening een ontwikkeld convergerend afgeknot-kegel- i vormig gevormd ringvormig achterdeel omvatten dat een convergerende hoek heeft in het traject van ongeveer 15°-90° van de centrale as van het afgeknot-kegelvormige deel/ weIke genoemde 20 centrale as evenwijdig is met de centrale longitudinale as van de brander. Het achterste deel kan overgaan in een ontwikkeld normaal cylindrisch ringvormig voordeel dat eindigt bij het stroomafwaartse buitenvlak van de brander. Het cyiindrische voorste deel kan een hoogte hebben in het traject van ongeveer 25 0-1.5 maal zijn eigen breedte.

In een uitvoeringsvorm zijn de uitgangsopening van de centrale leiding en/of de ringvormige uitgangsopening in de vorm van of is ontwikkeld door een American Society of Mechanical Engineer's standaard lange-radiusmondstuk. Een 30 verdere beschrijving van het genoemde mondstuk is te vinden in "Thermodynamics Fluid Flow and Heat Transmission" door Huber 0. Croft, bladzijde 155, eerste druk, 1938 McGraw-Hill Book » «*

Company.

De brander kan aan de buitenzijde gekoeld worden door 35 middel van koelslangen die het buitenste vat van de brander langs zijn lengte omringen. Bijvoorbeeld kan een ringvormige koelkamer de ringvormige uitlaatopening en/of de uitlaatopening vp; van de centrale leiding omringen. De koelkamer, uitlaatopening -· van de centrale leiding en/of de ringvormige uitlaatopening 8202 3 2 7 - 45 - " - kunnen een enkel stuk vormen van hitte-en slijtagebestendig materiaal, zoals wolfraamcarbide of siliciumcarbide. Ieder geschikt koelmiddel kan gebruikt worden, bijvoorbeeld water.

In een uitvoeringsvorm van de onderhavige brander 5 worden verscheidene straalstromen met hoge druk 'en grote snelheid van een gasvormig materiaal gevoerd in de centrale leiding en/of ringvormige doorgang op verschillende plaatsen langs hun lengte. Door deze middelen kan de verstuiving van de brandstof- „ * voedingsstroom en, eventueel het mengen daarvan met de oxydant- 10 stroom, vergemakkelijkt worden. Bijvoorbeeld kan het gasvormige materiaal gevoerd worden door verscheidene doorgangen of holten van geringe diameter dat wil zeggen ongeveer 0.32-0.50 ζ ;·, diameter, die in de genoemde centrale leiding en/of ringvormige doorgang leiden.

15 Het gasvormig materiaal kan gekozen worden uit de groep bestaande uit stocm, vrije-zuurstofbevattend gas, CC^, N2, stookgas, een in het proces teruggevoerd deel van het produktgas, 'en mengsels daarvan. Het gasvormige materiaal kan in de brander worden geleid met een temperatuur in het traject 20 van ongeveer de omgevingstemperatuur tot 825°C en een snelheid in het traject van ongeveer 30.5 meter per seconde tot de geluidssnelheid. De druk van het gasvormige materiaal kan liggen in het traject van ongeveer 5.3-315 kg/cm en is groter dan de druk van de andere voedingsstromen die door de brander 25 gaan.

^ . De afvoersnelheid van het materiaal dat door de cen trale uitgangsopening wordt afgevoerd is in het traject van ongeveer 0.5-1.5 maal, en bij voorkeur hetzelfde als, de uitlaat-snelheid van het materiaal dat wordt uitgelaten door de ring-30 vormige uitlaatopening. De stromen die de twee uitlaatopeningen verlaten>mengen zich samen en verstuiving kan plaatsvinden onmiddellijk stroomafwaarts van het buitenvlak van de brander.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt.' extra menging van de reactiecomponentstromen uitgevoerd in 35 tenminste een, bijvoorbeeld 2-5 coaxiale cylindrisch gevormde voor-mengkamers in serie in de centrale leiding en/of tenminste een, bijvoorbeeld 2-5 ringvormig gevormde voor-mengkamers in serie in de ringvormige doorgang. In een dergelijk geval £·. - zijn de stroomafwaartse /einden van de centrale bundel schroef- 8202327

i V

- 46 - lijnvormige of evenwijdige banden stroomopwaarts teruggetrok-ken van het buitenvak de brander over een afstand van 0-12, zoals ongeveer 2 of meer, bijvoorbeeld 3-10 maal de minimum diameter van de cirkelvormige uitlaatopening en/of zijn de 5 stroomafwaartse einden van de ringvormige bundel schroeflijn-vormige of evenwijdige’buizen stroomopwaarts teruggetrokken van het buitenvlak van de brander over een afstand van 0-12, zoals ongeveer 2 of meer, bijvoorbeeld ongeveer 3-10 maal de minimumbreedte van de ringvormige uitlaatopening. Bij.voor-10 keur zijn de stroomafwaartse einden van de centrale en ringvormige bundels schroeflijnvormige of evenwijdige buizen stroomopwaarts teruggetrokken van de ingang van de eerste voor-/·:>. mengkamer in de lijn. Bijvoorbeeld kan de terugplaatsing van de einden van de buizen vanaf de ingang tot de eerste voor-15 mengkamer in het traject zijn van ongeveer 0.1-2.0 maal de diameter van de eerste voor-mengkamer.

In een uitvoeringsvorm zijn elk van de voor-mengkamers in de centrale leiding uitgezonderd de eerste, cylindrisch ge-vormd en omvatten een coaxiaal cylindrisch lichaamsdeel ge-20 vormd door een coaxiaal, tenminste ten dele convergerend uit-laatdeel. De eerste cylindrisch gevormde voor-mengkamer in de centrale leiding omvat een normaal coaxiaal cylindrisch lichaamsdeel dat direct afvoert in de in lijn volgende coaxiale cylindrisch gevormde voor-mengkamer. Elke voor-mengkamer in 25 de ringvormige leiding, uitgezonderd de eerste, is ringvormig r gevormd en omvat een coaxiaal ontwikkeld convergerend afge- v.

knot-kegelvormig gevormd ringvormig uitlaatdeel. De eerste ringvormig gevormde voor-mengkamer omvat een coaxiaal ontwikkeld normaal cylindrisch ringvormig lichaamsdeel dat direct 30 afvoert in de in lijn volgende coaxiale ringvormig gevormde voor-mengkamer. De convergerende uitlaatdelen van de genoemde vcor-mengkamers kunnen vervaardigd zijn uit wolfraamcarbide of siliciumcarbide voor vergrote slij.tageweerstand.

De afmetingverhouding tussen achtereenvolgende voor-35 mengkamers in de onderhavige branders kan op de volgende ma-nier worden uitgedrukt: voor branders waarin de voor-mengka-mers in de centrale leiding achtereenvolgens 1-5 zijn genummerd • en/of de voor-mengkamers in de ringvormige leiding 6-10 zijn genummerd, dan kan de verhouding van de diameter van elk een 8202327

«· A

- 47 - van de genoemde centrale kamers tot de diameter van de volgen-de centrale kamer in de lijn dat wil zeggen D ;D2; D2:D3; D3:D4; of :D^ in het traject van ongeveer 0.2-1.2 liggen.

De verhouding van de lengte van elk een van de centrale voor-5 mengkamers in de genoemde centrale leiding tot de lengte van de volgende centrale mengkamer in de leiding dat wil zeggen L1:L2; L2:L3; L3:L47 of kan in het traject van ongeveer 0.1-1.0 zijn. De verhouding van de ringvormige breedte van elk van de genoemde ringvormige voor-mengkamers tot de breedte van 10 de volgende ringvormige kamer in de lijn dat wil zeggen Wg:W7; W^iWgj Wg:W^7 of W^:W^q kan in het gebied van ongeveer 0.1-1.2 liggen. De verhouding van de lengte van elk een van de ring-( · vormige voor-mengkamers in de genoemde ringvormige doorgang tot de lengte van de volgende ringvormige voor-mengkamer in 15 de lijn, dat wil zeggen L^iLg; LgiL^r of kan in het gebied van ongeveer 0.1-1.0 liggen.

In de meeste andere opzichten zijn de bouw van deze voor-menguitvoeringsvorm van de brander, omvattende de buizen, doorgangen, openingen, met water gekoelde voorvlakplaat en 20 koelslangen, stralen met grote druk en hoge snelheid van een gasvormig materiaal dat de genoemde centrale en/of ringvormige voor-mengkamers binnenkomt, en stroomregelingsmiddelen vrijwel hetzelfde als hiervoor is beschreven. Verder zijn de trajecten van temperatuur, druk en snelheid voor de stromen van materia-,... 25 len die door de verschillende doorgangen van de brander gaan, v ^ vrijwel dezelfde als die welke hiervoor zijn besproken.

In de werking van de uitvoeringsvorm van de brander die voor-mengkamers gebruikt, kunnen stroomregelingsmiddelen worden gebruikt om de stroming van de vier voedingsstromen 30 naar de buizen en doorgangen in de brander te regelen on dezelfde manier zoals hiervoor is beschreven. De voedingsstromen die de brander binnenkomen en gelijktijdig er doorheen gaan met verschillende snelheden botsen en mengen zich met elkaar’ in de eerste voor-mengkamers. De botsing van een reactiecompo-35 nentstroom, zoals de vloeibare suspensie van vaste koolstof-houdende brandstof in een vloeibaar medium, eventueel gemengd met een temperatuurmoderator, met een andere reactiecomponent-9l· stroom, zoals een gasvormige stroom van een vrije-zuurstofbe- vattend gas, eventueel gemengd met een temperatuurmoderator, 8202327 - 48 - I t van een grotere snelheid, veroorzaakt dat de vloeibare suspensie uiteenvalt tot een fijne verstoven vloeistof. Het bereide multi-fase mengsel gaat dan achtereenvolgens door de overblijvende voor-mengkamers waar extra menging plaatsvindt. Daar het mengsel 5 vrij door de onderhavige onbelemmerde brander passeert veran-dert zijn snelheid vele malen. Bijvoorbeeld kan op verschillende punten in de brander de snelheid van het mengsel varieren van ongeveer 6-180 meter per seconde. Wanneer het mengsel van een voor-mengkamer naar de volgende stroomt^zijn de veranderingen 10 in snelheid voornamelijk het resultaat van veranderingen in de diameter van het stromingspad en de hoeveelheid en tempera-tuur van het mengsel. Dit bevordert een grondige menging van “ ·, de componenten. Door in het gebied van turbulente stroming te werken kan de menging worden gemaximaliseerd. Verder vindt 15 binnen de brander directe warmte-uitwisseling tussen de mate-rialen plaats. Van 0-100 vol.%, bijvoorbeeld ongeveer 5-25 vol.% van de vloeistoffen in de voedingstromen kunnen verdampt zijn voordat de voedingsstromen de brander verlaten. Door middel van convergerende uitlaatopeningen kunnen de voedings-20 stromen versneld worden direct in de reactiezone van de ver-gasser voor gedeeltelijke oxydatie.

Het verbranden van de brandbare stoffen terwijl zij door de voor-mengzone van de brander passeren kan voorkomen worden door de multifase mengsels af te voeren bij de centrale 25 en ringvormige uitlaatopeningen bij het uiteinde van de brander <· v ,. met een uitlaatsnelheid die groter is dan de voortplantings-snelheid van de vlam. Vlamsnelheden zijn een functie van fac-toren zoals samenstelling van het mengsel, temperatuur en druk. Zij kunnen door gebruikelijke methoden worden berekend 30 of experimenteel worden bepaald. De verhouding van de uitlaatsnelheid voor het multifase mengsel dat door de centrale uitlaat-opening wordt afgevoerd tot het multifase mengsel dat door de ringvormige uitlaatopening wordt afgevoerd kan in het traject' zijn van ongeveer 0.5-1.5, zoals 1.6.

35 Afhankelijk van faktoren zoals de temperatuur, snel heid, verblijftijd en samenstelling van de voedingsstromen: de gewenste hoeveelheid verdamping van de vloeibare drager; de temperatuur en hoeveelheid in het proces terug te voeren \ gassen in de generator; en de gewenste levensduur van de brander \ 8202327 f Λ - 49 - kunnen slangen het buitenvat van de brander langs zijn lengte al dan niet omringen. Om dergelijke redenen kan de brander al dan niet zijn voorzien van een ringvormige koelkamer bij het stroomafwaartse einde.

5 De multifase mengsels die gelijktijdig vertrekken van de centrale opening en/of de ringvormige opening bij het stroomafwaartse uiteinde van de brander mengen zich met elkaar stroomafwaarts van het buitenvlak van de brander.

Met voordeel vinden door middel van de onderhavige 10 brander de exotherme gedeeltelijke-oxydatie-reacties plaats op een voldoende afstand stroomafwaarts van het brandervlak om de brander te beschermen tegen thermische schade.

^ . Vloeibare koolwaterstofbrandstoffen en/of verpompbare suspensies van vaste koolstofhoudende brandstoffen die een 15 gehalte aan droge stoffen hebben in het traject van ongeveer 30-75 gew.%, bijvoorbeeld ongeveer 40-70 gew.%j,kunnen door de inlaatdoorgangen van de onderhavige brander worden gevoerd. Bijvoorbeeld kunnen“de brandstofstromen door de centrale en/ of ringvormige bundel buizen worden gevoerd. De inlaattempe-20 ratuur van de vloeibare koolwaterstofbrandstof of de suspensie ligt in het traject van ongeveer omgevingstemperatuur^otm^.l3r C bij voorkeur beneden de verdampingstemperatuur van de vloeibare koolwaterstof bij de gegeven inlaatdruk in het traject van ongeveer 1-300 atmosfeer, zoals 5-250 atmosfeer, bijvoorbeeld 25 ongeveer 10-100 atmosfeer.

{ ., De term vaste koolstofhoudende brandstoffen, zoals die hierin is gebruikt om geschikte vaste koolstofhoudende voe-dingsvoorraden te beschrijven, is bedoeld verschillende mate-rialen en mengselsdaarvan te omvatten van de groep bestaande 30 uit kool, cokes uit kool^verkoold produkt uit kool, residu's van het vloeibaar maken van kool, petroleumcokes, fijnverdeeld koolstofroet, en vaste stoffen afgeleid van oliehoudende lei-steen, teerzand, en pek. Alle typen kool kunnen worden cfe- * bruikt omvattende anthraciet, bitumineuze kool, sub-bitumi-35 neuze kool, en ligniet. De fijnverdeelde kool kan die zijn »j.

welke is verkregen als een bijprodukt van de onderhavige ge-

Odeeltelijke-oxydatiewerkwijze, of die is verkregen door het verbranden van fossiele brandstoffen. De term vaste koolstof-^ houdende brandstof omvat per definitie ook stukken vuilnis, i J 8202327 •r * - 50 - ontwaterd sanitair rioolslib, en half-vaste organische materia-len zoals asfalt, rubber en rubberachtige materialen,omvat-tende rubber autobanden die fijngemaakt of verpoederd kunnen zijn tot de geschikte deeltjesafmeting. Ieder geschikt maalsy-5 steem kan worden gebruikt om de vaste koolstofhoudende brandstof of mengsels daarvan tot de gewenste afmeting om te zetten.

De vaste koolstofhoudende brandstoffen worden bij voorkeur fijngemaakt tot een zodanige deeltjesgrootte dat 100% van het materiaal gaat door een zeef ASTM. E 11-70 Sieve 10 Designation Standard 1.4 mm (Alternatief No. 14) en tenminste 80% gaat door een zeef ASTM E 11-70 Sieve Designation Standard 425yt*m (alternatief No. 40).

(^'j Het vochtgehalte van de deeltjes van de vaste kool stofhoudende brandstof ligt in het traject van ongeveer 0-40 15 gew.%, zoals 2-20 gew.%.

De aanduiding vloeibare drager zoals hierin is gebruikt als het suspenderende medium om de verpompbare suspensies van vaste koolstofhoudende brandstoffen te produceren, is bedoeld verschillende materialen te omvatten van de groep be-20 staande uit water, vloeibaar koolwaterstofmateriaal, en mengsels daarvan. Water is echter de bij voorkeur toegepaste drager voor de deeltjes van de vaste koolstofhoudende brandstof. In een uitvoeringsvorm is de vloeibare drager vloeibaar kooldioxyde. , In een dergelijk geval kan de vloeibare suspensie 40-70 gew.% v-.. 25 vaste koolstofhoudende brandstof bevatten en de rest is vloei- baar CC^. De CC^-vaste brandstofsuspensie kan in de brander worden geleid met een temperatuur in het traject van ongeveer -55°C-38°C afhankelijk van de druk.

De aanduiding vloeibaar koolwaterstofmateriaal zoals 30 hierin wordt gebruikt om geschikte vloeibare dragers en brandstoffen te omschrijven is bedoeld verschillende vloeibare kool-waterstofmaterialen te omvatten, zoals die gekozen uit de groep bestaande uit vloeibaar gemaakt petroleumgas, petroleum-destillaten residu's, benzine, nafta, kerosine, ruwe petroleum, 35 asfalt, gasolie, residu-olie, teerzandolie en leisteenolie, van kool afgeleide olie, aromatische koolwaterstoffen (zoals :. A benzeen, tolueen, xyleenfracties) , koolteer, cyclusgasolie van vloeibare-katalytische-kraakbewerking, furfuralextract van t cokesovemgasolie en mengsels daarvan.

8202327 \ i. Jt - 51 -

De aanduiding vloeibaar koolwaterstofmateriaal zoals hierin is gebruikt om geschikte vloeibare brandstoffen te be-schrijven is ook bedoeld verschillende zuurstofbevattende vloeibare koolwaterstof organische materialen te bevatten, zoals 5 die gekozen uit de groep bestaande uit koolhydraten, cellulose-materialen, aldehyden, organische zuren, alcoholen, ketonen, . geoxydeerde brandstofolie, afvalvloeistoffen en bijprodukten van chemische werkwijzen voor de bereiding van geoxydeerde koolwaterstof organische materialen, en mengsels daarvan.

10 Bijvoorbeeld omvat de voedingsstroom in een uitvoe- ringsvorm een suspensie van vloeibaar koolwaterstofmateriaal en vaste koolstofhoudende brandstof. HjO in vloeibare fase ζ. \ kan met de vloeibare koolwaterstofdrager worden gemengd, bij voorbeeld als een emulsie. Een deel van het H20 dat wil zeggen 15 ongeveer 0-25 gew.% van de tot'ale aanwezige hoeveelheid Η2<0 kan als stoom gemengd met het vrije-zuurstofbevattende gas worden ingeleid. De gewichtsverhouding van H20/brandstof kan in het traject van 0-5, bijvoorbeeld ongeveer 0.1-3 liggen.

De aanduiding gasvormig koolwaterstofmateriaal zoals 20 hierin gebruikt om geschikte gasvormige koolwaterstofbrandstof-fen-te beschrijven is bedoeld een gasvormige voedingsvoorraad te omvatten van de groep bestaande uit ethaan, propaan, butaan, pentaan, methaan, natuurlijk gas, cokesovengas, raffinaderij- % gas, acetyleenafvalgas, ethyleenafvalgas, en mengsels daarvan.

25 Tegelijk met de brandstofstroom of brandstofstromen /r—· .

,· worden έέη of meer vrije-zuurstofbevattende gasstromen toege-voerd door middel van een vrije doorgang of vrije doorgangen in de brander. Het vrije-zuurstofbevattende gas kan gevoerd worden door de centrale en/of ringvormige secties bij een tem-30 peratuur in het traject van ongeveer omgevingstemperatuur tot 815°C, en bij voorkeur in het traject van ongeveer omgevingstemperatuur tot 150°C, voor met zuurstof verrijkte lucht, en ongeveer 260°C tot 650°C, voor lucht, en een druk in het traject van boven ongeveer 1-300 atmosfeer, zoals ongeveer 35 5-250 atmosfeer, bijvoorbeeld ongeveer 10-100 atmosfeer. De atomenjvrije-zuurstof plus atomen organisch gebonden zuurstof - in de vaste koolstofhoudende brandstof per atoom koolstof in de vaste koolstofhoudende brandstof (0/C atoomverhouding) kan < in het traject van 0.5-1.95 liggen. Met vrije-zuurstofbevattend λ 8202327 Γ ».

- 52 - gas in de reactiezone kan het brede traject van de genoemde 0/C atoomverhouding ongeveer 0.5-1.7, zoals ongeveer 0.7-1.4 zijn. Meer specifiek kan met luchtvoeding aan de reactiezone, de genoemde O/C atoomverhouding ongeveer 0.7-1.6, zoals ongeveer 5 0.9-1.4, zijn.

De aanduiding vrije-zuurstofbevattend gas, zoals hierin is gebruikt is bedoeld te omvatten lucht, met zuurstof verrijkte lucht, dat wil zeggen meer dan 21 mol % zuurstof, en vrijwel zuivere zuurstof, dat wil zeggen meer dan 95 mol % zuurstof, 10 (de rest omvat N2 en edele gassen).

Het vrije-zuurstofbevattende gas kan al dan niet gemengd met een temperatuur modererend gas worden toegevoerd. De aan-'. duiding temperatuur modererend gas zoals hierin is gebruikt is bedoeld per definitie te omvatten een lid van de groep be-15 staande uit sttom, C02, N2, een in het proces teruggevoerd deel van de afgekoelde en gezuiverde afvoergasstroom van de gasgenerator, enmengsels daarvan.

De onderhavige branders zoals aangegeven in fign. 3-4 kunnen werken met de voedingsstromen die gaan door alternatieve 20 doorgangen in de brander. Typische manieren van werking voor en na vervanging van brandstoffen zijn samengevat in Tabellen I en II hieronder.

Tabel I geeft een lijst van de materialen die in de vergasser worden iwgeleid door middel van de brander en hun 25 overeenkomstig symbool. De vaste koolstofhoudende brandstof (B), water (C), en vloeibaar koolwaterstofmateriaal (E) kunnen met elkaar gemengd worden in verschillende combinaties stroom-opwaarts ten opzichte van de branderinlaat om een verpompbare suspensie te geven die in de brander kan worden geleid en 30 daarna worden gevoerd door een van de verschillende vrije-stroomdoorgangen van de brander zoals aangegeven in Tabel II. Bijvoorbeeld laat de eerste kolom in Tabel II zien dat een verpompbare suspensiestroom omvattende vaste koolstofhoudende brandstof (B) gemengd met water (Cj‘ gevoerd kan worden door de 35 centrale en/of ringvormige bundel buizen in de brander dat wil zeggen fign. 1 en 2. Wanneer een brandstofstroom in de brander .-.N wordt ingeleid door middel van de centrale en/of bundels van :s buizen, wordt tegelijkertijd een overeenkomstige stroom^rije- zuurstofbevattend gas gevoerd door de verwante centrale leiding 8202327 - 53 - en/of ringvormige doorgang. Enige extra voorbeelden volgen: (1) afzonderlijke stromen vrije-zuurstofbevattend gas kunnen door de genoemde centrale en/of ringvormige bundels buizen worden gevoerd; en tegelijkertijd kunnen afzonderlijke 5 overeenkomstige stromen van een verpompbare suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof in een vloeibare drager of een kool-waterstofbrandstof door de verwante centrale leiding en/of ringvormige doorgang worden geleid.

(2) afzonderlijke stromen vrije-zuurstofbevattend gas 10 kunnen door de genoemde centrale leiding en de genoemde centrale doorgang worden gevoerd; terwijl tegelijkertijd een overeenkomstige stroom vloeibaar koolwaterstof materiaal door de verwante centrale en/of ringvormige bundels buizen wordt gevoerd; en tegelijkertijd kan een verpompbare suspensie van vaste koolstof- 15 houdende brandstof in een vloeibare drager door de niet bezette bundel van de genoemde buizen, indien aanwezig, worden gevoerd.

(3) afzonderlijke stromen vrije-zuurstofbevattend gas kunnen door de genoemde centrale en/of ringvormige bundels buizen worden gevoerd; terwijl tegelijkertijd een overeenkom- 20 stige stroom vloeibaar koolwaterstofmateriaal door de verwante centrale leiding en/of ringvormige leiding wordt gevoerd; en tegelijkertijd kan een verpompbare suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof in een vloeibare drager door de niet bezette » .

doorgang, indien aanwezig, worden gevoerd.

25 TABEL I

!> Materiaal Symbool

Vrije-zuurstofbevattend gas A

Vaste koolstofhoudende brandstof B

Water C

30 Stoom D

Vloeibaar koolwaterstof materiaal E

Temperatuur modererend gas F

Gasvormige koolwaterstofbrandstof G

8202327 I \

- 54 -TABEL II

Centrale Centrale Ringvormige Ringvormige • leiding bundel buizen doorgang bundel buizen

A B+C A B+C

5 A+D B+C A+D B+C

B+C · A . B+C A

. A B+C B+C A

B+C A A B+C

A B+C+E A B+C+E

10 B+C+E A+D B+C+E · A+D

A E A E

A+D B+E A+D ' B+E

B+E A+D B+E A+D

A+D E A B+C

15 E A E A

B+C A E A

/--, E A B+C A

A G A B+C

A G A+D E

20 A E+F A E+F

E+F A+D · E+F A+D

Andere manieren van uitvoering van de onderhavige werk-wijze zijn mogelijk behalve die welke in Tabel II zijn aange-geven.

25 Bijvoorbeeld kunnen tegelijkertijd straalstromen van een gasvormig materiaal in de centrale leiding en/of rxngvor-mige doorgang worden ingevoerd, zoals hiervoor is beschreven.

Wanneer έέη van de brandstofstromen een. vloeibare kool- waterstof is of de vloeibare drager voor de suspensie van vaste 30 koolstofhoudende brandstof een vloeibaar koolwaterstof materiaal f is kan voortijdige verbranding binnen de brander worden voor- komen door den of meer van de volgende maatregelen: (1) het houden van de brandstof onder zijn zelfonderbrandings-temperatuur/ 35 (2) het inbrengen van water in de suspensie van vaste brandstof, (3) het gebruik van lucht of met zuurstof verrijkte lucht dat wil zeggen tot ongeveer 40 vol % CL, .

(4) het mengen van stoom met de lucht, (5) het gebruik van ongeveer 0 terugtrekking van de einden van 40 de centrale of ringvormige bundels buizen van het buiten- .

vlak van de brander. In een dergelijk geval kan het vrije-zuurstofbevattende gas zoals vrijwel zuivere zuurstof, af-zonderlijk uit de brander worden afgevoerd zonder dat het eerst met de brandstofstroom in kontakt komt.

45 (6) het afvoeren van het multifase mengsel bij de centrale en ringvormige uitlaatopeningen bij het uiteinde van de brander met uitlaatsnelheden die groter zijn dan de snelheid van \ de voortplanting van de vlam.

De onderhavige branderkombinatie wordt neerwaarts inge-50 bracht door een topinlaat poort van een compacte, niet gepakte, 8202327

* A

- 55 - vrije stroming toelatende, niet katalytische met vuurvaste stof beklede synthesegas generator, zoals bijvoorbeeld getoond is in het U.S. octrooischrift 3.544.291. De brander strekt zich uit langs de centrale longitudinale as van de gasgenerator met 5 het stroomafwaartse einde direct uitlatend in de reactiezone.

De relatieve verhoudingen van de reactiecomponent voe- dingsstromen en eventueel temperatuurmoderator die in de gas- generator wordt geleid, worden zorgvuldig geregeld om een aan- zienlijk deel van de koolstof in de brandstof, bijvoorbeeld tot οκι to zotten 10 ongeveer 90 of meer gew.%, in kooloxyden; en om een autogene reactietemperatuurzone te handhaven in het traject van ongeveer 925°-1926°C, bijvvoorkeur in het traject van 1095°-1540°C. ζ. i De verblijftijd in de reactiezone ligt in het traject van ongeveer 1-10 seconden, en bij voorkeur in het traject van 15 ongeveer 2-8. Met vrijwel zuivere zuurstofvoeding aan de gasgenerator kan de samenstelling van het uitstromende gas uit de gas-generator in mol % op droge basis als volgt zijn: H2 10-60,

CO 20-60, C02 5-40, CE^ 0.01-5, H2S+COS 0-5, N2 0-5, en A

0-1.5. Met luchtvoeding voor de gasgenerator kan de samenstelling 20 van het uitgangsgas van de generator in mol % op droge basis ongeveer als volgt zijn: E2 2-30, CO 5-35, C02 5-25, CH4 0-2, H2S+C0S 0-3, N2 45-80, en 0.5-1.5. In de gasuitlaatstroom zijn niet omgezette koolstof en as aanwezig.

De warme gasvormige uitlaatstroom uit de reactiezone van 25 de synthesegas generator wordt snel beneden de reactietempera-L tuur afgekoeld tot een temperatuur in het traject van ongeveer 120°-370°C door directe snelle afkoeling in water, of door in-directe warmte-uitwisseling bijvoorbeeld met water om stoom in een gaskoeler t^roduceren.

30 Met voordeel kan in een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding de onderhavige uit twee secties bestaande brander als de voorverhitbrander worden gebruikt tijdens het op-starten van de vergasser, evengoed als de produktiebrander.

‘ 03Γ

Opstartingsprocedures worden daardoor vereenvoudigd, Vroeg werd 35 tijd verloren wanneer de voorverhitbrander door de produktiebrander werd vervangen, en de vergasser koelde af. Nu kan de vergasser op werktemperatuur worden gebracht en daarop worden gehouden door het gelijktijdig la ten gaan van een gasvormige of vloeibare koolwaterstofbrandstof dat wil zeggen stookgas, al dan 8202327 i * - 56 - niet gemengd met door de centrale en/of ringvormige bundel of bundels buizen en een vrije-zuurstofbe'vattend gas, bij voor-keur lucht, al dan niet gemengd met ^0, door de verwante centrale leiding en/of ringvormige doorgang. Alternatief kan de 5 gasvormige of vloeibare koolwaterstofbrandstof, dat wil zeg-gen stookgas al dan niet gemengd met E^O, worden gevoerd door de centrale leiding en/of ringvormige doorgang in de brander en de lucht, al dan niet gemengd met H^O, kan door de verwante centrale en/of ringvormige bundel of bundels buizen worden gevoerd. 10 Het stookgas en de lucht worden samengemengd om een goed ver-deeld mengsel te produceren. Verbranding van het mengsel door vrijwel volledige verbranding vindt dan plaats in de reactie-£ \ zone van de gasgenerator bij een temperatuur in het traject van ongeveer 1095-2480°C, zoals ongeveer 1095-1650°C en bij 15 een absolute druk in het traject van ongeveer 0.56-300 atmosfeer, en bij voorkeur 1· atmosfeer. De produkten van de volledige verbranding worden uit de reactiezone verwijderd. Bijvoorbeeld kunnen zij naar de atmosfeer worden afgelaten.

Door deze middelen wordt de reactiezone op de tempera-20 tuur verhit die vereist is voor ontsteking van de autothermische gedeeltelijke oxydatiereactie van de voornaamste brandstof ge-kozen uit de groep bestaande uit een verpompbare suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof, vloeibare of gasvormige koolwaterstofbrandstof, en mengsels daarvan met een vrije-zuurstof-25 bevattend gas en met of zonder een temperatuurmoderator. Bij-voorbeeld kan de zelfontstekingstemperatuur in het traject van ongeveer 1095-1480°C liggen. Op dit punt wordt het stookgas, al dan niet gemengd met 1^0, uit fase gebracht uit de buizen of leidingen waarin het stroomt in de centrale en/of ringvormige 30 sectie of secties van de genoemde uit twee secties bestaande brander met een uniform afnemende stroomsnelheid die varieert van maximumsnelheid tot 0 over een periode in het traject van ongeveer 1-3600 seconden, bijvoorbeeld ongeveer 60-1800 seconden. Tegelijkertijd wordt de voornaamste suspensie van vaste koolstof-35 houdende brandstof of vloeibare koolwaterstofbrandstof, al dan niet met H^O gemengd, in fase gebracht in de overblijvende portie van het genoemde stookgas en vervangt het uit fase gebrachte deel van het stookgas met een uniform toenemende stroomsnelheid die varieert van 0 tot maximum over dezelfde tijdsperiode.

8202327 4 1 - 57 -

Tegelijkertijd met de vervanging van de brandstof, of alternatief wanneer het stookgas volledig in de brander is vervangen door de.voornaamste brandstof, wordt het vrije-zuur-stofbevattende gas, dat wil zeggen lucht, al dan niet gemengd 5 met H^O/ uit fase gebracht met een uniform afnemende stroom-snelheid die varieert van maximum tot 0 over een periode in het traject van 1-3600 seconden, bijvoorbeeld ongeveer 60-1800 seconden. Tegelijkertijd wordt een ander vrije-zuurstofbevattend gas, dat wil zeggen aan zuurstofjrijk gas of vrijwel zuivere 10 zuurstof, voor de produktie van synthesegas in fase gebracht in dezelfde lijn om de lucht te vervangen met een uniform toe-nemende stroomsnelheid die varieert van 0-maximum over dezelfde £ ; tijdsperiode. Verder worden de stroomsnelheden van het vrije-zuurstofbevattende gas, al dan niet gemengd met H20, en indien 15 nodig de gewichtsverhouding H20/brandstof in de reactiezone zo geregeld om de temperatuur en de gewichtsverhouding H20/ brandstof in de reactiezone continu te handhaven op de ontwerp-omstandigheden voor de gedeeltelijke oxydatie van de genoemde voornaamste brandstof.

20 De gedeeltelijke oxydatie van de voornaamste brandstof vindt stroomafwaarts plaats in de reactiezone van de niet-kata-lytische, vrije stroming toelatende, gasgenerator bij ontwerp-omstandigheden wat een autogene temperatuur inhoudt in het tra-ject van ongeveer 925-1925°C, een druk in het traject van onge-25 veer 1-300 atmosfeer, en een atoomverhouding van zuurstof ( .. tot koolstof in het traject van ongeveer 0.5-1.7,. bijvoorbeeld 0.8-1.2, en een H20/brandstof gewichtsverhouding in het traject van ongeveer 0-5.0, zoals 0.1-3.

De warme gasvormige uitlaatstroom van de reactiezone 30 van de synthesegasgenerator wordt snel beneden de reactietem-peratuur afgekoeld tot een temperatuur in het traject van ongeveer 120°-370°C door directe snelle afkoeling in water, of door indirecte warmte-uitwisseling bijvoorbeeld met water om* stoom in een gaskoeler te produceren. De gasstroom kan volgens 35 gebruikelijke werkwijzen schoongemaakt en gezuiverd worden.

Een vollediger begrip van de uitvinding kan worden ver-kregen door verwijzing naar fign. 4 en 5 van de tekeningen die de onderhavige uitvinding in detail laten zien. Ofschoon de tekening voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding illustreert, 8202327 i * - 58 - is het niet de bedoeling de onderhavige uitvinding te beperken tot het beschreven bijzondere toestel of de beschreven materia*· len. Aan gelijke onderdelen in de uitvoeringsvormen van fign.

1-5 zijn dezelfde verwijzingscijfers gegeven.

5 Verwijzend naar fign. 4 en 5, is fig. 4 een schematische voorstelling van een uitvoeringsvorm van de uitvinding die regelmiddelen laat zien voor de continue werking van een syn-thesegas generator terwijl een brandstof uit fase wordt ge-bracht en tegelijkertijd een andere in fase wordt gebracht 10 zonder drukaflating. Verder kunnen de regelmiddelen worden ge-bruikt voor het snel veranderen van doorleidingsniveau's-boven of beneden het stroomniveau waarvoor de getoonde uit twee delen bestaande brander is ontworpen. Door deze middelen kunnen rege-lingen worden uitgevoerd om de hoeveelheid ruw geproduceerd uit-15 voergas te regelen, en te voorzien in een verandering in vraag voor het produktgas. Verder is een ander gebruik van het regel-systeem het handhaven van de gewenste samenstelling van het produktgas wanneer het mogelijk is dit te doen door regelingen van de stroomsnelheden van ££n of meer van de reactiecomponent-20 stromen. Aldus worden door het onderhavige stroomregelsysteem de stroomsnelheden voor alle reactiecomponentstromen afzonder-lijk en onafhankelijk geregeld zodat de temperatuur en gewichts-verhouding van H00 tot brandstof in de reactiezone op ontwerp- L· i omstandigheden worden gehandhaafd en binnen gewenste werktrajec-25 ten voor de brandstof die in de reactie wordt gebracht. Indien nodig kan de atoomverhouding van vrije-zuurstof tot koolstof in de brandstof in de reactiezone ook binnen ontwerpomstandig-heden worden geregeld.

Terwijl het in fig. 4 aangegeven regelsysteem in het bij-30 zonder ontworpen is voor de combinatie van voedingsvoorraden omvattende een suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof en een vloeibare koolwaterstofbrandstof, kan het systeem, door eenvoudige wijzigingen aan de middelen voor het veranderen ' van de stroomsnelheid van de stromen naar boven of beneden 35 op een manier die gelijk is aan die welke hieronder is beschreven, worden gebruikt voor het regelen van andere combinaties van suspensies van vaste koolstofhoudende brandstof, en vloeibare, of gasvormige koolwaterstofbrandstoffen.

Twee-sectiebrander 1 is gemonteerd in centrale, van een 8202327 % Λ - 59 - flens voorziene inlaat 30 gelegen in het bovenste deel van een gebruikelijke, met vuurvast materiaal beklede, vrije stroming toelatende, synthesegas generator 41 volgens de centrale longi-tudinale as. De reactiecomponent stromen komen het stroomop-5 waartse einde van brander 1 binnen, gaan er in neerwaartse rich-ting doorheen, en worden afgevoerd door het stroomafwaartse einde. Brander 1 is zo ontworpen dat de vereiste systeemproduk-tie voor stabiele-toestandwerking tot stand kan worden gebracht of zelfs door een speciale hoeveelheid kan worden overschreden 10 wanneer de stroomsnelheid door alle doorgangen in beide secties van de twee-sectie brander een maximum is. Het regelsysteem kan de stroomsnelheid van een of meer van de reactiecomponentstromen in leidingen 187, 190, 167, 170, 50, 60, 70 en 73 onafhankelijk vergroten of verkleinen. Door deze middelen wordt de temperatuur 15 in de reactiezone 31 op de gewenste werktemperatuur gehandhaafd. Verder’kan de gewichtsverhouding tot brandstof, en indien nodig de atoomverhouding van vrije zuurstof tot koolstof in de brandstof in de reactiezone op ontwerpomstandigheden worden gehandhaafd wanneer een of beide secties van de brander worden 20 gebruikt om de produktie van produktgas naar boven of naar bene-den te brengen.

Twee-sectie brander 1 omvat een centrale sectie en een concentrische ringvormige sectie. De centrale sectie omvat grotendeels: centrale cylindrische leiding 2 met een gesloten 25 stroomopwaarts einde en een open stroomafwaarts einde, centrale bundel evenwijdige buizen 3 longitudinaal ondersteeund in cen-trale doorgang 4 van centrale leiding 2 en met open stroomop-waartse einden die gaan door en afgedicht zijn in het gesloten stroomopwaartse einde van centrale leiding 2 en in verbinding 30 staan met centraal cylindrisch gevormd verdeelstuk 19, inlaat-voedingspijp 20 verbonden aan en in verbinding met centraal verdeelstuk 19, en inlaatvoedingspijp 25 verbonden aan en in verbinding met het gesloten stroomopwaartse einde van centra’le leiding 2. De ringvormige sectie omvat: buitenste cylindrische 35 concentrische leiding 5 die aan het stroomopwaartse einde gesloten is en aan het stroomafwaartse einde open is, ringvormige doorgang 6 tussen de buitendiameter van centrale leiding 2 en de binnendiameter van buitenste leiding 5 langs zijn lengte, ringvormige bundel evenwijdige buizen 7 in lengterichting onder- 8202327 1 » - 60 - steund in de genoemde ringvormige doorgang 6 en met open stroom-opwaartse einden die gaan door en afgedicht zijn in het afge-sloten stroomopwaartse einde van buitenleiding 5 en in ver-binding zijn met ringvormig verdeelstuk 28, inlaatvoedingspijp 5 29 verbonden aan en in verbinding met ringvormig verdeelstuk 2.8, en inlaatvoedingspijp 35 verbonden aan en in verbinding met het stroomopwaartse gesloten einde van buitenste leiding 5.

Terwijl de stroomafwaartse uiteinden van centrale bundel buizen 3 en ringvormige bundel buizen 7 in fig. 4 zijn 10 aangegeven in een vlak te liggen met het buitenvlak van brander 1, kunnen in andere uitvoeringsvormen van de twee-sectie brander de stroomafwaartse uiteinden van de centrale en/of ringvormige bundel of bundels buizen stroomopwaarts zijn terug-- ' getrokken om tenminste een voormengzone te verschaffen zoals 15 aangegeven in fig. 5.

Ofschoon de centrale bundel buizen 3 en ringvormige bundel buizen 7 in fig. 4 zijn aangegeven als evenwijdig aan elkaar en aan de branderas, kunnen in een andere uitvoerings-vorm van de twee-coTW'artiment brander die is getoond en beschre-20 ven in U.S. octrooi* dat wil zeggen fig. 5 daarvan, de centrale en/of ringvormige bundels buizen schroeflijnvormig zijn gevormd. Door deze middelen kunnen de wervelende reac-tiecomponent stromen die naar beneden gaan door de centrale i en/of ringvormige bundels schroeflijnvormige buizen; en af-25 zonderlijk naar beneden door de schroeflijnvormige doorgangen / aan de buitenzijde van de schroeflijnvormige bundels buizen met elkaar botsen zowel in de voormengzones of stroomafwaarts in de reactiezone en kunnen daardoor innig met elkaar worden gemengd. Het verbrandingsrendement van de brander wordt daar-30 door verbeterd.

In fig. 4 kan voor illustratie doeleinden de voor-naamste brandstof bijvoorbeeld een suspensie van vaste koolstof-houdende brandstof, dat wil zeggen een kool-watersuspensie/-in leiding 42 zijn. De reserve brandstof is een vloeibare kool-35 waterstofbrandstof, dat wil zeggen residu-olie in leiding 160. Natuurlijk kan voor de voornaamste brandstof iedere vloeibare of gasvormige koolwaterstofbrandstof of een kool-oliesuspensie worden gekozen. De afgemeten voedingsstroom van suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof in leiding 42 wordt in twee 8202327 - 61 - brandstofvoedingsstromen 43 en 44 gesplitst door afzonderlijke stroomregelmiddelen in elke leiding. Op een dergelijke wijze wordt . de afgemeten voedingsstroom van vloeibare koolwaterstofbrandstof in leiding 160 in twee brandstofvoedingsstromen 161 en 162 5 gesplitst door afzonderlijke stroomregelmiddelen in elke leiding. In de onderhavige werkwijze worden de overblijven-de delen van de voornaamste brandstofstroom of stromen die uit leiding 50 en/of leiding 60 uit fase zijn gebracht respectievelijk in leidingen 15 en/of 16 gemengd met de reservebrandstofstroom of 10 stromen die in leiding 167 en/of leiding 170 in fase worden gebracht.

Op een dergelijke manier wordt de afgemeten voedings-stroom van vrije-zuurstofbevattend gas in leiding 22 in twee voedingsstromen 63 en 64 gesplitst door afzonderlijke stroom-15 regelorganen in elke leiding.

H20 kan gemengd zijn met de brandstoffen in leidingen 160 en 42 of het vrije-zuurstofbevattende gas in leiding 62. Alternatief kan, zoals aangegeven in fig. 1, tenminste een deel, dat wil zeggen 10-100 vol % van het H20 als stoom worden ver-20 schaft. De stoom in leiding 180 wordt dus in twee voedingsstromen 181 en 182 gesplitst door afzonderlijke stroomregelmiddelen in elke leiding. Door deze middelen kan, zoals getoond in fig. 4, stoom in leiding of leidingen 187 en/of 190 bij voorkeur k worden gemengd respectievelijk in leiding of leidingen 18 en/of 25 17 met het vrije-zuurstofbevattende gas dat in een of beide (· secties van de brander stroomt. Op een dergelijke manier (niet getekend) kan stoom uit leiding of leidingen 187 en/of Ϊ90 respectievelijk worden toegevoerd aan de brandstof in leiding of leidingen 15 en/of 16. Door dit schema kunnen geregelde hoe-30 veelheden stoom geleid worden in en gemengd worden met de stroom of stromen vrije-zuurstofbevattend gas en/of brandstof stroomopwaarts van de brander.

De mate van stroming naar gewicht of volume vo<r dat -deel van de voeding die door elk van de voedingsleidingen naar 35 de brander stroomt is een functie van het branderontwerp. Bij-voorbeeld kunnen de afmetingen van de branderdoorgangen zodanig zijn dat een derde van de totale van de suspensie van vaste kool-stofhoudende brandstof die door leiding 42 stroomt plus de vloeibare koolwaterstofbrandstof die door leiding 160 stroomt, kan 8202327 ft . " - 62 - worden afgevoerd door centrale buizen bundel 3 met een gespe-cificeerd snelheidstraject. Tegelijkertijd kan het overblij-vende twee derde deel van de totale hoeveelheid suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof plus vloeibare koolwaterstof-5 brandstof worden afgevoerd door ringvormige buizen bundel 7 met een gespecificeerd snelheidstraject.

Kleppen 183, 184, 163, 164, 77, 76, 65 en 66 kunnen met de hand of automatisch in werking worden gesteld om een wijde open stand tot een volledig gesloten stand te verkrijgen.

10 De snelheden waarmee elke klep geopend of gesloten kan worden zijn ook regelbaar. In een uitvoeringsvorm die nog verder be- schreven zal worden kan men door specifieke kleppen te sluiten r;-.. de brander uitdraaien of segmenteren. De brander kan daardoor in werking worden gesteld in het centrale deel dat wil zeggen 15 centrale buizen 3 en ringvormige doorgang 4, of in de buitenste ringvormige sectie, dat wil zeggen ringvormige buizen 7 en en ringvormige doorgang 6, of met zowel de centrale ringvormige secties van de brander in gelijktijdige werking.

De werking van het systeem waarbij slechts het centrale 20 deel van de brander wordt gebruikt, zal het eerst beschreven worden. Het deel van de suspensie voedingsstroom in leiding 43 wordt in de reactiezone 31 van synthesegasgenerator 41 gepompt door middel van positieve-verplaatsingspomp 45 voor-zien van snelheidregeling 46, leiding 47, stroommeettoestel 25 en overbrenger 48, leiding 49, klep 77, leidingen 50 en 15, inlaat 20 van brander 1, centraal verdeelstuk 19, en centrale buizen bundel 3.

De stroomsnelheid van de suspensie door leiding 43 wordt geregeld door de.snelheid van de positieve-verplaat-30 singspomp 45. Om de suspensie die door leiding 43 stroomt uit fase te brengen wordt deze snelheid continu verminderd van maximum tot nul over een periode in het traject van ongeveer 1-3600 seconden, zoals ongeveer 60-1800 seconden, bijvoorbeeld 300-1000 seconden. Stroomregistreer-regelorgaan met overbrenger 35 51 omvat een microcomputer die geprogrammeerd is met de ge-wenste tijd tegenover afnemende stroomsnelheidcurve. De stroomsnelheid van de suspensie in leiding 47 wordt gemeten en een signaal a wordt door stroomoverbrenger 48 verschaft overeenko-mende met de stroomsnelheid van de suspensie in leiding 43.

8202327 -63- V *

Stroomregistreertoestel-regelorgaan 51 ontvangt een signaal a, vergelijkt het met een signaal dat de gewenste stroomsnelheid op dat ogenblik voorstelt, en verschaft een overeenkomstig instelsignaal aan snelheidsregeling 46 om de snelheid van pomp 5 45 lager in te stellen zodat de lading suspensie die in leiding 49 stroomt een gegeven verminderde stroomsnelheid aanneemt voor dat ogenblik in de periode van het uit fase brengen. De nieuwe suspensiesnelheid wordt gemeten en de cyclus wordt herhaald.

Door deze middelen worden herhaalde instellingen van de stroom-10 snelheid verricht en de in leiding 50 stromende suspensie wordt uit fase gebracht.

Tegelijkertijd met het uit fase brengen van het deel , van de voornaamste suspensie brandstof die in leiding 43 stroomt, wordt het deel van reserve vloeibare koolwaterstof-15 brandstof die in leiding 161 stroomt gedurende dezelfde tijds-periode in fase gebracht. Stroomregistreertoestel-regelorgaan met overbrenger 171 omvat een microcomputer die geprogrammeerd is met de gewenste tijd tegencver toenemende stroomsnelheid-curve. De snelheid van de oliestroom in leiding 171 wordt ge-20 meten en een signaal m wordt verschaft door stroomoverbrenger 165 overeenkomende met de stroomsnelheid van de olie in leiding 161. Stroomregistreertoestel-regelorgaan 71 ontvangt signaal m, vergelijkt het met een signaal dat de gewenste stroomsnelheid voor dat ogenblik voorstelt en verschaft een 25 overeenkomstig regelingssignaal aan klep 163 om wijder te ope-nen zodat de olielading in leiding 166 een gegeven vergrote stroomsnelheid voor dat ogenblik aanneemt in de periode van het in fase brengen. De nieuwe oliesnelheid wordt gemeten en de cyclus wordt herhaald. Door deze middelen kunnen herhaalde re-30 gelingen van de stroomsnelheden van de voornaamste en reserve-brandstoffen worden verricht zodat de olie die in leiding 167 stroomt in leiding 15 kan worden gebracht in een hoeveelheid die de verminderde hoeveelheid suspensie van vaste koolstof-* houdende brandstof die in leiding 50 stroomt, compenseert.

35 Gedurende of na de periode dat het deel van de voor naamste vaste koolstofhoudende suspensiebrandstof van leiding 43 uit fase is gebracht en het deel van de reserve vloeibare koolwaterstofbrandstof van leiding 161 in fase is gebracht, kan de gewichtsverhouding van temperatuurmoderator tot brandstof 8202327 ι ί - 64 - in de reactiezone worden geregeld bijvoorbeeld bij ontwerpom- standigheden, of vrijwel constant dat wil zeggen minder dan + 10% variatie, door het vergroten of verminderen van de stroom- snelheid van de temperatuurmoderator. Volgens het onderhavige 5 voorbeeld kan, tegelijkertijd met het uit fase brengen van de kool-watersuspensie een toegevoegde hoeveelheid I^O uit een externe bron in fase worden gebracht over dezelfde tijdsperiode.

In fig. 4 wordt aldus.een deel van de stoom in leiding 180 door leiding 181 gevoerd en wordt gebracht in leiding 18 waar 10 het zich mengt met het vrije-zuurstofbevattende gas van leiding 70. Stroomregistreertoestel-regelorgaan met overbrenger 191 omvat een microcomputer die geprogrammeerd is met de gewenste tijd tegen toenemende stroomsnelheid curve.

^...... De. stroomsnelheid van stoom in leiding 181 wordt geme- 15 ten en een signaal s wordt door stroomoverbrenger 185 verschaft overeenkomende met de stroomsnelheid van de stoom in leiding 181.

Stroomregistreertoestel-regelorgaan 191 ontvangt signaal s, het vergelijkt met een signaal dat de gewenste stroomsnelheid voor dat ogenblik voorstelt en verschaft een overeenkomstig regelings- 20 signaal aan klep 183 om wijder te openen zodat de lading stoom in leiding 186 een vergrote stroomsnelheid aanneemt voor dat ogenblik in de periode van het in fase brengen. De nieuwe stoomsnelheid wordt gemeten en de cyclus wordt herhaald. Door deze middelen worden herhaalde regelingen van de stroomsnelheid 25 van de stoom verricht en de stoom die in leiding 187 stroomt ^ ' wordt in leiding 18 in fase gebracht in een hoeveelheid die de gewichtsverhouding van E^O tot brandstof in de reactiezone zal handhaven op ontwerpomstandigheden.

In een andere uitvoeringsvorm wordt de gewichtsverhou- 30 ding I^O/brandstof in de reactiezone naar boven of naar beneden geregeld door het regelen van de stoomsnelheid zoals hiervoor beschreven ter verkrijging van een gewenste temperatuur in de zone reactie en een gewenste samenstelling van het produktgas.

Tegelijkertijd met of na het uit fase brengen van de 35 voornaamste brandstof, het in fase brengen van de reserve brandstof, en eventueel met of zonder het in of uit fase brengen

Dvan de stoom afhankelijk van de aard van de brandstoffen, kan het vrije-zuurstofbevattende gas naar boven of naar beneden \ geregeld worden om de temperatuur in de reactiezone te regelen ' 8202327 - 65 - bijvoorbeeld bij ontwerpomstandigheden, of vrijwel constant dat wil zeggen minder dan + 95°C variatie. In het onderhavige voorbeeld in fig. 1 wordt aldus een deel van het vrije-zuurstof-bevattende gas in leiding 62 gevoerd door leiding 63 en wordt 5 in fase gebracht in leiding 18 waar het zich mengt met stoom, indien aanwezig, van'leiding 187 zoals hiervoor is beschreven. Stroomregelorgaan 74 is geprogrammeerd met de gewenste tijd tegenover stroomsnelheidcurve. De periode van regeling is de-zelfde als die voor de brandstof-en stoomstromen. De regeling 10 van de zuurstofstroomsnelheid kan naar boven of naar beneden zijn afhankelijk van de aard van de brandstofstromen en de toevoeging van stoom, indien aanwezig. In het onderhavige voor-beeld zal de stroomsnelheid van de zuurstof worden vergroot om te voldoen aan de extra vereisten voor de gedeeltelijke 15 oxydatie van een vloeibare koolwaterstof in vergelijking met een vaste koolstofhoudende brandstof.

De snelheid van het vrije-zuurstofbevattende gas in leiding 63 wordt gemeten en eensignaal b wordt door stroom-overbrenger 67 verschaft overseen komende met de stroomsnelheid . 20 van het vrije-zuurstofbevattende gas in leiding 63. Stroomre-gistreertoestel-regelorgaan met overbrenger 74 omvat een microcomputer die een signaal b ontvangt, vergelijkt het met een sig-naal dat de gewenste stroomsnelheid voor dat ogenblik voor- \ stelt, en verschaft een overeenkomstig regelsignaal aan klep 25 65 om wijder te openen zodat de lading vrije—zuurstofbevattend ζ gas in leiding 68 een gegeven vergrote stroomsnelheid voor dat ogenblik in de periode van het in fase brengen aanneemt. De nieuwe snelheid van het vrije-zuurstofbevattende gas wordt gemeten en de cyclus wordt herhaald. Door deze middelen worden 30 herhaalde regelingen van de zuurstofstroomsnelheid uitgevoerd en het vrije-zuurstofbevattende gas dat in leiding 70 stroomt, wordt in leiding 18 in fase gebracht in een hoeveelheid die de temperatuur in de reactiezone vrijwel constant zal houden.

In een andere uitvoeringsvorm wordt de snelheid van 35 het vrije-zuurstofbevattende gas op en neer geregeld ter ver-krijging van een gewenste temperatuur in de reactiezone en een gewenste samenstelling van het produktgas. Alternatief kan door de hiervoor beschreven middelen de atoomverhouding van zuur-\ stof tot koolstof in de reactiezone op ontwerpomstandigheden \ 8202327 * ? , - 66 - worden geregeld dat wil zeggen in het traject van ongeveer 0.5-1.7.

De werking van het systeem wanneer slechts de ringvor-mige sectie van de brander wordt gebruikt gelijkt op die welke 5 hiervoor is beschreven in verband met de centrale sectie van de brander. Het deel van de suspensievoedingsstroom in leiding 44 wordt in reactiezone 31 van synthesegasgenerator 41 gepompt door middel van positieve-verplaatsingspomp 55 voorzien van snelheidsregeling 56, leiding 57, stroommeetorgaan en over-10 brenger 58, leiding 59, klep 76, leidingen 60 en 16, inlaat 29 van brander 1, ringvormig verdeelstuk 28, en ringvormige buizen bundel 7.

De stroomsnelheid van de suspensie door leiding 44 wordt geregeld door de snelheid van positieve-verplaatsings-15 pomp 55. Om de suspensie die door leiding 44 stroomt uit fase te brengen, wordt deze snelheid continu verkleind van maximum tot nul over een periode in het traject van ongeveer 1-3600 seconden, zoals ongeveer 60-1800 seconden, bijvoorbeeld ongeveer 300-1000seconden. Stroomregistreertoestel-regelorgaan met 20 overbrenger 61 omvat een microcomputer die met de gewenste tijd tegenover'afnemende stroomsnelheidcurve is geprogrammeerd. De stroomsnelheid van de suspensie in leiding 57 wordt gemeten en een signaal d wordt door stroomoverbrenger 58 verschaft overeenkomende met de stroomsnelheid van de suspensie in lei-25 ding 44. Stroomregistreertoestel-regelorgaan 61 ontvangt signaal ’ v d, vergelijkt het met een signaal dat de gewenste snelheid op dat ogenblik voorstelt, en verschaft een overeenkomend rege-lingssignaal aan snelheidregelorgaan 56 om de snelheid van pomp 55 . lager te regelen zodat de lading suspensie die in leiding 30 59 stroomt een gegeven verminderde stroomsnelheid voor dat ogenblik in de periode van het uit fase brengen aanneemt. De nieuwe suspensiesnelheid wordt gemeten en de cyclus wordt her-haald. Door deze middelen worden herhaalde regelingen van de' stroomsnelheid uitgevoerd en de suspensie die in leiding 60 35 stroomt wordt uit fase gebracht.

Tegelijkertijd met het uit fase brengen van het deel .-., van de suspensie van de voornaamste brandstof die in leiding -- 44 stroomt, wordt het deel van de reserve vloeibare koolwater- • stofbrandstof die in leiding 162 stroomt in fase gebracht over j 8202327 - 67 - dezelfde tijdsperiode. Stroomregistreertoestel-regelorgaan met overbrenger 172 omvat een microcomputer die met de gewenste tijd tegenover toenemende stroomsnelheidcurve is geprogrammeerd. De stroomsnelheid van olie in leiding 162 wordt gemeten en een 5 signaal q wordt verschaft door stroomoverbrenger 168 overeenko-mende met de stroomsnelheid van de olie in leiding 162. Stroomregistreer toes tel-regelorgaan 172 ontvangt signaal q, vergelijkt het met een signaal dat de gewenste stroomsnelheid op dat ogen-blik voorstelt, en verschaft een overeenkomend regelsignaal 10 aan klep 164 om wijder te openen zodat de olielading in leiding 169 een gegeven vergrote stroomsnelheid voor dat ogenblik in de periode van het in fase brengen aanneemt. De nieuwe olie-/:: ·. snelheid wordt gemeten en de cyclus wordt herhaald. Door deze middelen worden herhaalde regelingen van de stroomsnelheden van 15 de voornaamste en reservebrandstoffen verricht zodat de olie die in leiding 170 stroomt in leiding 16 in fase kan worden ge-bracht in een hoeveelheid die de verminderde hoeveelheid sus-pensie van vaste koolstofhoudende brandstof die in leiding 60 stroomt compenseert. Gedurende of tijdens de periode dat 20 het deel van de suspensie van de voornaamste vaste koolstofhoudende brandstof van leiding 44 uit fase wordt gebracht en het deel van reserve vloeibare kdolwaterstofbrandstof uit leiding 162 in fase wordt gebracht kan de gewichtsverhouding van temperatuurmoderator tot brandstof in de reactiezone worden 25 geregeld bijvoorbeeld op ontwerpomstandigheden, of vrijwel / vconstant dat wil zeggen minder dan + 10% variatie door toenemende of afnemende stroomsnelheid van de temperatuurmoderator. Dienovereenkomstig kan in het onderhavige voorbeeld tegelijk met het uit fase brengen van de koo1-watersuspensie een toege-30 voegde hoeveelheid H^O van uitwendige bron in fase worden gebracht over dezelfde tijdsperiode. In fig. 4 wordt dus een deel van de stoom in leiding 180 door leiding 182 gevoerd en in leiding 17 in fase gebracht waar het zich mengt met het vrije-zuurstofbevattende gas uit leiding 73. Stroomregistreertoestel-35 regelorgaan met overbrenger 192 omvat een microcomputer die met de gewenste tijd tegenover toenemende stroomsnelheidcurve is geprogrammeerd.

De stroomsnelheid van de stoom in leiding 182 wordt gemeten en een signaal t wordt door stroomoverbrenger 188 verschaft 8202327 -68-- overeenkomende met de stroomsnelheid van de stoom in leiding 182. Stroomregistreertoestel-regelorgaan 192 ontvangt signaal t, vergelijkt het met een signaal dat de gewenste stroomsnelheid op dat ogenblik voorstelt, en verschaft een overeenkomstig 5 regelsignaal aan klep 184 om wijder te openen zodat de stoom-lading in leiding 189 in gegeven vergrote stroomsnelheid voor dat ogenblik in de periode van het in fase brengen aanneemt.

De nieuwe snelheid van de stoom wordt gemeten en de cvclus wordt herhaald. Door deze middelen worden herhaalde -regelin-10 gen van de stroomsnelheid van de stoom verricht en de stoom die in leiding 190 stroomt wordt in fase gebracht in leiding 17 in een hoeveelheid die de gewichtsverhouding van E^O tot ( brandstof in de reactiezone op ontwerpomstandigheden zal handhaven.

15 In een andere uitvoeringsvorm wordt de gewichtsverhou ding H20/brandstof in de reactiezone op en neer geregeld door het regelen van de stoomsnelheid zoals beschreven op de manier die hiervoor is aangegeven om een gewenste temperatuur in de ΖΟΠΘ reactie en een gewenste samenstelling van het produktgas te 20 verkrijgen.

Tegelijkertijd met of na het uit fase brengen van de voornaamste brandstof, het in fase brengen van de reserve- brands tof, en eventueel al dan niet met het in of uit fase brengen van de stoom afhankelijk van de aard van de brandstof, 25 kan het vrije-zuurstofbevattende gas naar boven of naar beneden worden geregeld om de temperatuur in de reactiezone te regelen bijvoorbeeld op ontwerpomstandigheden, of vrijwel constant dat wil zeggen minder dan + 95°C variatie. In het onderhavige voorbeeld, in fig. 1, wordt een deel van het vrije-zuurstof- « 30 bevattende gas in leiding 62 dus geleid door leiding 64 en in fase gebracht in leiding 17 waar het zich mengt met stoom, indien aanwezig, uit leiding 190 zoals hiervoor is beschreven.

•4

Het stroomregistreertoestel-regelorgaan met overbrenger 75 om-vat een microcomputer die met de gewenste tijd tegenover stroom-35 snelheidcurve is geprogrammeerd. De regelingsperiode is dezelfde als die voor de brandstof-en stooiq^stromen. De regeling van de jji zuurstofstroomsnelheid kan op en neer zijn afhankelijk van de aard van de brandstcf'stromen en de toevoeging van stoom, indien aanwezig. In het onderhavige voorbeeld zal de stroomsnel- 8202327 » t ' - 69 - heid van de zuurstof worden vergroot om te voldoen aan de extra vereisten voor de gedeeltelijke oxydatie van een vloeibare koolwaterstof in vergelijking met een vaste koolstofhoudende brandstof. De snelheid van vrije-zuurstofbevattend gas in'lei-5 ding 64 wordt gemeten en een signaal e wordt door stroomover-brenger 71 verschaft over-'eenkomende met de stroomsnelheid van het vrije-zuurstofbevattende gas in leiding 64. Stroomregi-streertoestel-regelorgaan 75 ontvangt signaal e, vergelijkt het met een signaal dat de gewenste stroomsnelheid voQr dat 10 ogenblik voorstelt, en verschaft een overeenkomend regelsig-naal aan klep 66 om wijder te openen zodat de lading^rije-zuurstofbevattend gas in leiding 72 een gegeven vergrote stroom-) snelheid voor dat ogenblik in de periode van het in fase bren- gen aanneemt. De nieuwe snelheid van het vrije-zuurstofbe-15 vattende gas wordt gemeten en de cyclus wordt herhaald. Door . deze middelen worden herhaalde regelingen van de stroomsnelheid van de zuurstof verricht en het vrije-zuurstofbevattende gas dat in leiding 73 stroomt wordt in fase gebracht in leiding 17 in een hoeveelheid die de temperatuur in de reactiezone 20 vrijwel constant zal handhaven.

In eenandereuitvoeringsvorm wordt de gassnelheid van het vrije-zuurstofbevattende gas naar boven of naar beneden geregeld om esn gewenste temperatuur in de reactiezone en een gewenste samenstelling van het produktgas te verkrijgen. Sub-25 sidiair kan door de hiervoorbeschreven middelen de atoomver- f v houding van zuurstof tot koolstof in de reactiezone op ont- werpomstandigheden worden geregeld dat wil zeggen in het tra-ject van ongeveer 0.5-1.7.

De hiervoorgenoemde tijd tegenover stroomsnelheid-30 curven voor het programmeren van stroomregelorganen 191, 192, 171, 172, 51, 61, 74 en 75 kunnen worden bepaald door gebruike-lijke berekeningen gebaseerd op warmte-en gewichtsbalansen voor het gehele systeem.

In andere uitvoeringsvorm kunnen de parameters voor 35 de genoemde berekeningen en anderen worden gemeten door gebrui-kelijke detectors en de daaraan beantwoordende signalen kunnen toegevoerd worden aan totaal regelorganen of computer 40. De inbreng naar stroomregelmiddelen 40 kan met de hand geschieden of met een signaal van een computer, analysator, of aftaster, 8202327 / - 70 - t t

Regelorganen 4Q omvatten gebruikelijke circuits en componenten voor het verschaffen van signalen dat wil zeggen pneumatische of elektronische om de genoemde snelheidregelorganen en kleppen te doen werken.

5 In regelorgaan 40 worden de met de computer berekende of met de hand ingebrachte bepaalde punten voor de gewenste stroomsnelheden op specifieke ogenblikken voor de verschillende stromen vergeleken met respectievelijk de signalen a, d; s, t; m, q; en b, e. Bijvoorbeeld kunnen, beantwoordend aan signaal 10 of signalen a en/of d, regelorganen 40 automatisch pompsnelheid-regelorgaan of organen 46 en/of 56 regelen door het zenden van signaal of signalen c en/of f respectievelijk naar stroomregi-£-, streertoestel-regelorgaan of regelorganen 51 en/of 61. Anders kan of kunnen signaal of signalen c en/of f direct worden 15 toegevoerd aan snelheidregelorgaan of organen 46 en/of 56 respectievelijk. Signalen i en/of g van regelorgaan 40 kunnen worden gebruikt om respectievelijk kleppen voor suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof 77 e'n/of 76 te sluiten. In een andere uitvoeringsvorm kan stroomregistreertoestel-regel-20 orgaan 51 signaal a van stroomoverbrenger 48 ontvangen en signaal c van regelorgaan 40 en het snelheidregelsignaal voor de werking van snelheidregeling 46 berekenen.

Op een dergelijke manier kan, beantwoordend aan sig-naal of signalen s en/of t, regelorgaan 40 automatisch stoom-25 klep of kleppen 183 en/of 184 regelen door het zenden van . signaal of signalen u en/of r respectievelijk naar stroomregi- streertoestel-regelorgaan of organen 191 en/of 192.

Op een dergelijke manier kan, beantwoordend aan signaal of signalen m en/of q, regelorgaan 40 automatisch klep 3Oof kleppen 163 en/of 164 voor vloeibare koolwaterstofbrandstof regelen door het zenden van signaal of signalen w en/of x respectievelijk naar stroomregistreertoestel-regelorgaan of organen 171 en/of 172.

Ook kan op een dergelijke rtianier, beantwoordend aan 35signaal of signalen b en/of e, regelorgaan 40 automatisch klep of kleppen 65 en/of 66 voor vrije-zuurstofbevattend gas regelen door het zenden van signaal of signalen j en/of h resoectieve-- lijk naar stroomregistreertoestel-regelorgaan of organen 74 en/ of 75.

8202327 V τ - 71 -

Fig. 5 is een vertikale longitudinale schematische voorstelling van een andere uitvoering.svorm van de onderhavige twee-sectie brander. Twee voor-mengkamers in serie liggen in a de centrale leiding in de centrale sectie en ook in de ringvor-5 mige doorgang in de ringvormige sectie. De einden van de centrale buizen bundel in de centrale sectie en de ringvormige buizen bundel in de ringvormige sectie zijn stroomopwaarts teruggetrokken van het voorvlak van de brander. In fig. 5 omvat brander 80 centrale leiding 81 die ten dele de wand 82 10 vormt tussen centrale doorgang 83 en coaxiale op radiale af-stand daarvan liggende ringvormige'doorgang 84, twee rijen van een centrale bundel van evenwijdige buizen 85 die longitudinal .

. ., gaan door het bovenste deel van de centrale doorgang 83 en die stroomopwaartse einden 86 hebben die door buisplaat 87 gaan 15 en een gasdichte hermetische sluiting daarmee vormen, en stroom-afwaartse einden 88 die stroomopwaarts zijn teruggetrokken van buitenvlak 89 bij het stroomafwaartse einde van brander 80, coaxiale concentrische op radiale afstand geplaatste buitenste leiding 90 die de genoemde ringvormige doorgang 84 langs zijn 20 lengte omringt, twee rijen van een ringvormige bundel evenwijdige buizen 85 die longitudinal gaan door ringvormige doorgang 84 met stroomopwaartse einden 96 die gaan door buisplaat 97 en die daarmede een gasdichte afdichting vormen en die stroomafwaartse einden 98 hebben die stroomopwaarts zijn teruggetrok-25 ken van buitenvlak 89, ringvormig verdeelstuk 100 in verbinding met de stroomopwaartse eindei96 van de genoemde ringvormige bundel buizen 95, verdeelstuk 101 dat cylindrisch kan zijn ge-vormd in verbinding met de boveneinden 86 van de genoemde centrale bundel buizen 85, inlaatmiddelen 102 voor het inleiden 30 van een eerste voedingsstroom in het genoemde centrale verdeelstuk 101, inlaatmiddelen 103 voor het inleiden van een tweede voedingsstroom in de genoemde centrale doorgang 83 en in de tussenruimten die de genoemde centrale bundel buizen 85 omringt, inlaatmiddelen 104 voor het inleiden van een derde voedings-35 stroom in het genoemde ringvormige verdeelstuk 100, inlaatmiddelen 105 voor het inleiden van een vierde voedingsstroom in de genoemde ringvormige doorlaat 84 en in de tussenruimten die de i centrale bundel buizen 95 omringen, koelslangen 106 die de buiten- diameter van buitenste leiding 80 langs zijn lengte omringen, en 8202327 X t - 72 .- van holten voorziene koelkamer 107 bij het stroomafwaartse uit-einde van de brander.

Schijfvormige centrale buis?laat87 sluit centrale « doorgang 83 beneden zijn stroomopwaartse einde af. Op een derge-5 lijke manier sluit ringvormige buisplaat 87 ringvormige door-gang 84 beneden zijn bovenste einde af. Conventionele middelen dat wil zeggen lassen, draaien, krimpen/ het voorzien van schroefdraad, walsen kunnen worden gebruikt om een druk-en gasdichte hermetische sluiting of verbinding te verschaffen 10 waarbij de centrale en ringvormige buizen bundels de respec-tievelijke buisplaten doordringen. Mechanische drukhulpstukken en koppelirtidde len kunnen ook worden gebruikt.

( .., Plaat 108 die schijfvormig kan zijn, sluit het bovenste einde van centrale leiding 81 af. De ruimte tussen plaat 108 15 en buisplaat 87 vormt het genoemde centrale verdeelstuk 101.

Door deze middelen kan bijvoorbeeld een deel van een eerste reactiecomponent voedingsstroom in voedingsleiding 102 ingeleid worden in centraal verdeelstuk 101 en daarna gesplitst worden in verscheidene stromen die door buisplaat 87 en de individuele 20 buizen van centrale bundel 85 gaan. Ringvormige schijf 119 sluit het boveneinde van ringvormige doorgang 84 af. De ruimte tussen ringvormige schijf 109 en ringvormige buisplaat 87 vormt ringvormig verdeelstuk 100. Gelijktijdig en samenlopend met de inleiding van de eerste reactiecomponent voedingsstroom, kan 25 de derde reactiecomponent voedingsstroom in voedingsleiding ' , 104 in ringvormig verdeelstuk 100 worden geleid, gesplitst in verscheidene stromen die passeren door buisplaat 97 en de individuele buizen in ringvormige bundel 95.

Wandarmenof buisafstancU-houders 115 houden de individuele 30 buizen in ringvormige bui's bundel 95 in een vaste evenwijdige niet aanrakende relatie ten opzichte van' elkaar, de binnenkant van buitenste leiding 90, en de buitendiameter van centrale leiding 81. Op een dergelijke manier houden wandarmen of buis- . afstandsstukken 116 de individuele buizen in centrale buizen 35 bundel 85 in een vaste evenwijdige niet aanrakende relatie ten opzichte van elkaar en de binnendiameter van centrale leiding o 81 ' Terwijl de in de uitvoeringsvorm in fig. 5 weergegeven \ voor-mengzones twee afzonderlijke coaxiale centrale voor-meng- * 8202327 V f - 73 - kamers 117 en 118 in serie in centrale leiding 83 omvatten, en twee afzonderlijke coaxiale ringvormige voor-mengkamers 119 en 120 in serie in ringvormige doorgang 84, kan de voor-mengzone van andere uitvoeringsvormen van de onderhavige uit-5 vinding in werkelijkheid 6βη of meer, zoals 2-5 coaxiale cen-- trale en/of ringvormige voor-mengkamers omvatten. Elke centrale voor-mengkamer, uitgezonderd voor de eerste kamer in de lijn, onrvat een coaxiaal cylindrisch lichaamsdeel 121 gevolgd door een coaxiaal tenminste ten dele convergerend afgeknot-10 kegelvormig uitlaatdeel 122 dat eventueel overgaa t in een nor-maal cylindrisch deel 123. Dit uitlaatdeel wordt in fig.. 5 weergegeven als een convergerend centraal mondstuk 124 dat ,·' . eindigt bij het stroomafwaartse buitenoppervlak van de brander.

Naar keuze kunnen mondstukken 124 en 133 die hierna zullen 15 worden beschreven, gemaakt zijn uit een warmte-en slijtagebe-stendig materiaal dat wil zeggen siliciumcarbide of wolfraam-carbide.

De eerste centrale voor-mengkamer in de lijn kan een recht coaxiaal cylindrisch lichaamsdeel 125 hebben dat afvoert 20 door cirkelvormige opening 126 direct in de in lijn volgende centrale coaxiale voor-mengkamer 118. Bij voorkeur is de in-laat van de eerste centrale voor-mengkamer 117 een deel van een convergerende afgeknot-kegelvormig gevormde sectie 127.

Elk van de coaxiale ringvormig gevormde voor-mengkamers 25 120 uitgezonderd de eerste ringvormige kamer 119, omvat een f coaxiaal ontwikkeld normaal cylindrisch ringvormig lichaamsdeel 130 gevormd door een coaxiaal ontwikkeld tenminste ten dele convergerend afgeknot-kegelvormig gevormd ringvormig uitlaatdeel 131, dat eventueel kan overgaan in een coaxiaal ontwikkeld 30 normaal cylindrisch ringvormig deel 132. Dit uitlaatdeel is in fig. 5 aangegeven als een convergerend ringvormig uitlaat- t mondstuk 133 dat eindigt bij het stroomafwaartse oppervlak van de brander. De eerste coaxiale ringvormig gevormde voor-mengkamer 119 omvat een coaxiaal ontwikkeld normaal cylindrisch 35 ringvormig lichaamsdeel 134 dat door ringvormige opening 135 afvoert in de in lijn volgende coaxiale ringvormig gevormde voor-mengkamer 120. Bij voorkeur omvat de inlaat naar de eerste ringvormige voor-mengkamer 119 een deel van een coaxiaal ont-% wikkelde convergerende afgeknot-kegelvormig gevormde sectie 136.

1 8202327 ( i - 74 -

Doorboorde voorvlakplaat 107 omvat een voorste deel 137 bij het uiterste einde van de brander, dat plat of gebogen kan zijn, en dat een coaxiale centrale ringvormig gevormde koelkamer 138 bevat die het uitgangsmondstuk 124 van de centrale 5 leiding omringt en/of een coaxiale/ radiaal op afstand geplaatste ringvormig gevormde koelkamer 139 die het genoemde ringvormige uitlaatmondstuk 133 bij het uiteinde van de brander omgeeft. De koelkamer kan verbonden worden met het anders platte brander-uiteinde zoals aangegeven in fig. 4, of kan een verlenging 10 zijn van de centrale en buitenste leidingen. Koud koelwater in leiding 140 komt de ringvormig gevormde koelkamer 139 binnen, verdeelt zich door middel van stootplaten en stroomt ongeveer 180°/ en wordt afgevoerd door een uitlaat aan de overzijde die met buitenspiralen 106 is verbonden. Koelwater 15 wordt in de centrale ringvormige koelkamer 138 ingeleid door middel' van leiding 145 die verbonden is met leiding 146 die zich longitudinaal naar beneden uitstrekt door wand 82 in centrale leiding 81. Het koelwater verdeelt zich door middel van stootplaten, stroomt ongeveer 180° rondom centraal koel-20 kanaal 138, en wordt afgevoerd door een tegenoverliggende coaxiale longitudinale doorgang (niet getekend) gelijkend op doorgang 146 maar op een andere plaats in wand 82.

Naar keuze kan een gasvormige voedingsstroom gekozen uit de groep bestaande uit stoom, vrije-zuurstofbevattend gas, 25 C02, N2, stookgas, teruggevoerd deel van produktgas, en mengsels daarvan, ingeleid worden in tenminste een van de centrale en/of ringvormige voor-mengkamers door middel van tenminste een inlaatbuis 149 die. verbonden is met tenminste een longitudinale doorgang 147 in wand 82 van centrale leiding 81, en 30 tenminste een aftakdoorgang 148 die longitudinale doorgang 147 met de genoemde voor-mengkamers verbindt.

Terwijl de centrale bundel buizen 85 en de ringvormige bundel buizen 95 in fig. 5 zo zijn getekend dat zij verschei-dene evenwijdige buizen omvatten, 'kunnen in een andere uit-35 voeringsvorm van de brander afgebeeld in fig. 5 van octrooi-aanvrage Serial No. 212.054 ingediend in het U.S. Patent and Trademark Office op 3 december 1980e§an^?aags?er's openbaar-gemaakte Franse octrooiaanvrage no. 8027516, en die hierin 1 door verwijzing zijn opgenomen, de centrale en ringvormige I 8202327 r * - 75 - buizen bundels schroeflijnvormig zijn gevormd,

Ofschoon wijzigingen en variaties van de uitvinding kunnen worden uitgevoerd zonder buiten de geest en omvang daar- van te komen, moeten slechts zulke begrenzingen worden opgelegd d.e 5 als in de begeleideri conclusies zijn aangegeven.

✓ (.

\ f l 8202327

Claims

1. Werkwijze voor het bereiden van gasvormige mengsels . omvattende H2, CO, CO2, meegevoerde deeltjesvormige koolstof, en tenminste een materlaal van de groep bestaande uit Η2<3, Njr 5 H2S, COS, CH4, Ar, en as, in een vrije-Stroming toelatende gasgenerator voor niet-katalytische gedeeltelijke oxydatie, omvattende het gebruik van een brander met een of twee secties voorzien van tenminste een eerste flu¥deleiding of groep van leidingen om een eerste fluidedoorgang of doorganen te ver-10 schaffen, en tenminste een verwante zich radiaal op afstand bevindende tweede f lu'ldeleiding die de eerste fltfideleiding of groep van leidingen omringt om tenminste een ringvormige (. tweede fluidedoorgang daartussen te verschaffen en die hetzij een centrale of een centrale en ringvormige uitlaatopening 15 bij het uiteinde van de. brander heeft, en het overschakelen van een reactiecomponent--voedingsstroom naar een ander^zonder stilleggiymg of drukaflating van het systeem, welke werkwijze is gekenmerkt door de combinatie van de trappen van: (1) het laten passeren van een eerste reactiecomponent-20 stroom van eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof, al dan niet gemengd met een tempe-ratuurmoderator door tenminste een van de genoemde eerste of tweede fluidedoorgangen; (2) het tegelijkertijd laten passeren van een afzonder-25 lijke reactiecomponent-stroom van vrije-zuurstofbevattend ^gas, al dan niet gemengd met een temperatuurimodererend gas, door de ongebruikte doorgang of doorgangen in de genoemde brander die in verband staan met een doorgang waardoor de genoemde eerste reactiecomponent-'Stroom in (1) stroomt: 30 (3). het samenmengen van de genoemde reactiecomponent- stromen uit (1) en (2) om een goed verdeeld mengsel te vormen, en het laten reageren van het genoemde mengsel door gedeeltelijke oxydatie in de reactiezone van de genoemde gasgenerator bij een autogene temperatuur in het traject van ongeveer 925°-35 1925°C, een druk in het traject van 1-300 atmosfeer, een atoom-verhouding van zuurstof/koolstof in het traject van ongeveer 0.5-1.7, en een gewichtsverhouding H20/brandstof in het traject '--·;* van ongeveer 0-5.0; (4) het uit fase brengen van de fluidedoorgang of 8202327 . -3F- ' doorgangen waarin in de genoemde brander de genoemde 'stroom van eerste suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof, al dan niet gemengd met een temperatuur-moderator, stroomt, welke uit-fase brenging geschiedt met een 5 uniform afnemende stroomsnelheid die varieert van maximum tot nul over een tijdsperiode in het traject van ongeveer 1-3600 seconden; en het tegelijkertijd in fase brengen van de genoemde stroom van tweede suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof, al dan niet gemengd met tempe-10 ratuurmoderator, in dezelfde fluldedoorgang in de genoemde brander met een uniform toenemende stroomsnelheid die varieert van nul tot maximumsnelheid over dezelfde tijdsperiode, en ζ · het mengen van de in fase gebrachte stroom met het overblijvende deel van de genoemde stroom van eerste suspensie van vaste 15 koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof,· al dan niet gemengd met een temperatuurmoderator, die daarin stroomt; en (5) het regelen van de stroomsnelheid van de reactie-componentstroom van vrije-zuurstofbevattend gas, al dan niet 20 gemengd met een temperatuurmoderator, die door de brander gaat en indien nodig het inleiden van extra H20 in de reactiezone, voor het instellen van de atoomverhouding van vrije-zuurstof/ koolstof en de gewichtsverhouding H20/brandstof in de reactie- i zone op ontwerpomstandigheden voor de gedeeltelijke-oxydatie-25 reactie.

(, 2. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat in trap (5) de temperatuur in de reactiezone vrijwel constant wordt gehouden en de gewichtsverhouding H20/brandstof in het traject van ongeveer 0.1-3.0 wordt gehandhaafd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1. of conclusie 2, ge kenmerkt doordat de genoemde koolwaterstofbrandstof een ver-pompbare suspensie is van een vaste koolstofhoudende brandstof in een vloeibare drager van de grpep bestaande uit water, vloeibare koolwaterstofbrandstof, en mengsels daarvan.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, gekenmerkt doordat de genoemde vaste koolstofhoudende brandstof wordt gekozen uit de groep bestaande uit kool, ligniet, cokes uit kool, verkoold t) produkt uit kool, residu's van het vloeibaar maken van kool, deeltjesvormige kool, petroleumcokes, vaste stoffen afgeleid 8202327 -78 - * t ‘ van oliehoudende leisteen, teerzand en pek, geconcentreerd rioolslib, stukken vuilnis, rubber, en mengsels daarvan.

5. Werkwijze volgens ££n van de conclusies 1-4, gekenmerkt doordat de genoemde brander een sectie bevat met de eerste 5 flu’ideleiding stroomopwaarts teruggetrokken ten opzichte van het voorvlak van de brander over een afstand van ongeveer 3-10 maal de minimumdiameter van de centrale uitgangsopening bij het uiteinde van de brander om een voor-mengzone te ver-schaffen.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, gekenmerkt doordat de genoemde voor-mengzone 2-5 cylindrisch gevormde voor-meng-kamers in serie omvat.

(". ·. 7. Werkwijze volgens een van conclusies 1-4, qeken- merkt doordat de genoemde brander twee secties omvat met de 15 eerste fluidegroep van leidingen in de eerste sectie omvattende een bundel evenwijdige buizen waarvan de stroomafwaartse uit-einden stroomopwaarts zijn teruggetrokken van het voorvlak van de brander over een afstand van ongeveer 0-12 maal de minimumdiameter van de centrale uitgangsopening bij het uiteinde 20 van de brander, en de eerste fluidegroep van leidingen in de tweede sectie .een ringvormige bundel evenwijdige buizen omvat waarvan de stroomafwaartse uiteinden stroomopwaarts zijn teruggetrokken ten opzichte van het voorvlak van de brander over \ een afstand van ongeveer 0-12 maal de minimumbreedte van. het 25 ringvormige uitgangsmondstuk bij het uiteinde van de brander.

. . - 8. Een systeem voor het regelen van de inleiding van verscheidene reactiecomponentstromen in de reactiezone van een gasgenerator voor gedeeltelijke oxydatie, gekenmerkt door: een brander omvattende tenminste een eerste fluideleiding of 30 groep van leidingen om een eerste flu'idedoorgang of doorgangen en een tweede fluideleiding die elk van de genoemde eerste fluideleiding of groep van leidingen omringt, te verschaffen om een tweede flu'idedoorgang daartussen te bepalen; twee af-. zonderlijke branderinlaatleidingen- verbonden met elk van de ge-35 noemde eerste fluideleiding of leidingen en met elk van de genoemde tweede fluideleiding, respectievelijk; leidingorganen omvattende vier voedingsleidingen voor het verbinden van vier verschillende materiaalvoedingsstromen met de genoemde twee branderinlaatleidingen voor het inleiden van de genoemde voe- 8202327 -7$- * η dingstromen in de brander, waarbij een respectief paar van de genoemde voedingsleidingen verbonden is met elke branderinlaat-leidingen, welke brander de genoemde voedingsstromen of mengsels daarvan in de genoemde reactiezone afvoert; een afzonderlijk 5 stroomsnelheid aftastorgaan en een afzonderlijk stroomsnelheid-regelorgaan in elk van de genoemde voedingsleidingen voor het onafhankelijk aftasten van de stroomsnelheid voor elk materiaal dat door een bepaalde voedingslijn stroomt en een signaal ver-schaft dat overeenkomt met de werkelijke stroomsnelheid voor 10 die voedingsstroom; en een regelorgaan voor het ontvangen van de genoemde signalen van de genoemde .stroomsnelheid aftastmid-delen en voor het vergelijken van elk werkelijk stroomsnelheids-/ signaal met een met de hand of automatisch berekend en inge- bracht inbrengsignaal dat de gewenste stroomsnelheid of het 15 bepaalde punt op dat ogenblik voor iedere voedingsstroom voor-stelt en een overeenkomstig regelsignaal verschaft voor het afzonderlijk laten werken van het stroomsnelheieU-regelorgaan in die bepaalde voedingsleiding, en voor het onafhankelijk regelen van de stroomsnelheid voor elke voedingsstroom die de brander 20 op dat ogenblik binnenkomt zodat een voedingsstroom in elk paar voedingsstromen uit fase wordt gebracht met een uniform afnemende stroomsnelheid die varieert van maximum tot nul over een tijdsperiode in het traject van ongeveer 1-3600 seconden? en tegelijkertijd wordt een verschillende voedingsstroom in 25 dezelfde voedingsleiding in fase gebracht met een uniform toe-. nemende stroomsnelheid die varieert van nul tot de maximum- snelheid over dezelfde tijdsperiode.

9. Een regelsysteem volgens conclusie 8, gekenmerkt doordat de eerste voedingsstroom stoom omvat, de tweede voe- 30 dingsstroom een vloeibare of gasvormige koolwaterstofbrandstof omvat, de derde voedingsstroom een verpompbare suspensie van vaste koolstofhoudende brandstof omvat, en de vierde voedingsstroom een vrije-zuurstofbevattend gas omvat, en elk stroom-* snelheidregelorgaan voor het onafhankelijk regelen van de stroom-35 snelheid van de eerste, tweede, en vierde voedingsstromen een stroomregelklep is, en het stroomsnelheid-regelorgaan voor het *) onafhankelijk regelen van de stroomsnelheid van de derde voe dingsstroom een pomp is waarvan de snelheid wordt geregeld.

10. Werkwijze voor de bereiding van gasvormige mengsels 8202327 ♦ * -80 - omvattende H2, CO, C02 meegesleepte koolstofdeeltjes, en ten-minste een materiaal uit de groep bestaande uit H20, H2· H2S, COS, CH4, Ar, en as, in de vrije-stroming toelatende gasgenerator door niet-katalytische gedeeltelijke oxydatie, gekenmerkt 5 doordat voor het opstarten en het doen werken van de gasgenerator door het gebruiken van een twee-sectie brander met een centrale sectie en een ringvormige sectie met twee afzonderlijke fluide-doorgangen in elke sectie, en het overschakelen van een reactie-component voedingsstroom op een andere zonder het systeem stil 10 te leggen of de druk af te laten, de werkwijze de volgende trappen omvat: (1) het laten gaan van een eerste reactiecomponent-¢.: stroom van gasvormige of vloeibare koolwaterstofbrandstof, al dan niet gemengd met H20, door de eerste of tweede fluide-15 doorgang in de centrale sectie van de genoemde brander, en/of het tegelijkertijd laten gaan van een tweede reactiecomponent-stroom van gasvormige of vloeibare koolwaterstofbrandstof, al dan niet gemengd met H20, door de derde of vierde fluide-doorgang in de ringvormige sectie van de genoemde brander; 20 (2) het tegelijkertijd laten gaan van een afzonder- lijke reactiecomponentstroom van lucht, al dan niet gemengd met H2Q, door de niet bezette fluidedoorgang in elk van de centrale en/of ringvormige secties van de genoemde brander, « die in verbinding staat met de genoemde flufidedoorgangen waardoor 25 de genoemde stroom of stromen van eerste gasvormige of vloei-bare koolwaterstofbrandstof, al dan niet gemengd met H20, passeren; (3) het samenmengen van de genoemde reactiecomponent-stromen uit (1) en (2) om een goed-verdeeld mengsel te ver-30 krijgen, en het verbranden van de genoemde mengsels door vrij-wel volledige verbranding in de reactiezone van de genoemde gasgenerator bij een temperatuur in het traject van ongeveer 1095°-2480°C en een druk in het traject van ongeveer 0.5-300 atmosfeer? 35 (4) het uit fase brengen van de fluidedoorgang waarin in genoemde centrale en/of ringvormige sectie of secties de genoemde stroom of stromen van eerste gasvormige of vloeihare koolwaterstofbrandstof, al dan niet gemengd met H20, stroomt, \welke uit-fase brenging geschiedt met een uniform afnemende 8202327 * m -8t - stroomsnelheid die varieebt van maximum tot nul over een tijds-periode in het traject van ongeveer 1-3600 seconden; het tegelijkertijd in fase brengen van de genoemde stroom of stromen van de suspensie van de voornaamste vaste koolstofhoudende 5 brandstof of koolwaterstofbrandstof, al dan niet gemengd met H20, in dezelfde fluldedoorgang met een uniform toenemende stroomsnelheid die varieert van nul tot maxiniumsnelheid over dezelfde tijdsperiode en het mengen met het overblijvende deel van en het vervangen van het uit fase gebrachte deel .van de genoemde stroom van suspensie van eerste vaste koolstofhoudende brandstof of koolwaterstofbrandstof/ al dan niet gemengd met H20 , die daarin stroomt; het tegelijkertijd uit fase brengen (kiri van de fluldedoorgangen waarin in de genoemde centrale en/of ringvormige sectie of secties de genoemde stroom of stromen 15 van lucht, al dan niet gemengd met H20, stromen, welke uit- fase brenging geschiedt met een uniform afnemende stroomsnelheid die varieert van maximum tot nul over een tijdsperiode in het traject van ongeveer 1-3600 seconden; en het tegelijkertijd in fase brengen van een vervangingsstroom of stromen van vrije-20 zuurstofbevattend gas, al dan niet gemengd met H20, in dezelfde fluldedoorgang met een uniform toenemende stroomsnelheid die varieert van nul tot maximumsnelheid over dezelfde tijdsperiode en het mengen met het overblijvende deel van en het vervangen van het uit fase gebrachte deel van de genoemde stroom 25 lucht, al dan niet gemengd met Ho0, die daarin stroomt; en / ' z V· ' (5) het regelen van de stroomsnelheid of snelheden van de reactiecomponentstroom of stromen van vrije-zuurstofbe-vattend gas, al dan niet gemengd met H20, die door de brander gaan, en het indien nodig inleiden van extra in de reactie-30 zone voor het instellen van de vrije-zuurstof/koolstofatoom-verhouding en de gewichtsverhouding H20/brandstof in de reactiezone op ontwerpvoorwaarden voor gedeeltelijke oxydatie. \ £/ I 8202327