DD208818A5 - Schlackenabstichgaserzeuger - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schlackenabstichgaserzeuger, der aus einem Vergasungsbehaelter, Vorrichtungen zum Einfuellen von Kohle fuer die Vergasung, Einrichtungen zum Einleiten des Vergasungsmediums u.einem am Boden angebrachten Herd mit Abstichvorrichtung fuer die fluessige gekuehlte Schlacke besteht. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Schlackenabstichgaserzeugers mit verbesserter Herdanordnung. Der erfindungsgemaess Schlackenabstichgaserzeuger hat einen Herd aus einem runden massiven Gussstueck aus einem Metall mit hoher Waermeleitfaehigkeit wie Kupfer, der so geformt ist, dass er ueber einem Schlackenabstich einer Vergasungsanlage sitzt. Der Herd ist mit einem oder mehreren im Inneren befindlichen Kanaelen fuer die Zirkulation einer Kuehlmittelfluessigkeit versehen und hat eine obere Trichteroberflaeche mit einer Neigung von vorzugsweise zwischen 25 Grad und 45 Grad, wobei die fluessige Schlacke ueber die Trichteroberflaeche nach unten und innen zum Schlackenabstich fliesst. Die runde Ausfuehrung kann aus mindestens drei sektorfoermigen Gussteilen bestehen, die in situ in der Vergasungsanlage aneinander befestigt werden.

Description

244273 3 Berlin, den 4. 3. 83

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Sehlackenabetlchoaserzeuaer Anwendungsgebiet der Erfinduno

Die Erfindung betrifft eine Kohlevergasungeanlage und genauer gesagt Kohleschlackenabstichgaserzeugeranlagen in einer Ausführung, bei der Kohle oder ein anderer kohlenstoffhaltiger Brennstoff oben in einen kolonnenartigen Vergasungsbehälter eingefüllt und unter hohen Druck und hoher Temperatur mit Hilfe eines Gases, zum Beispiel Sauerstoff und Dampf, die durch Düsen in das Brennstoffbett eingeblasen werden, vergast wird. Die zurückbleibende Asche sammelt eich in Form von flüssiger Schlacke und von Eisen in dem Herd des Vergasungsbehälters, aue dem sie abgezogen wird (was gewöhnlich als Schlackenabstechen bezeichnet wird), und zwar nach unten durch einen SchlackenabstichauslaB oder eine Öffnung in dem Herd in Wasser, das sich in einem Behälter der Abschreckkemmer befindet. Gewöhnlich wird in dem Herd ein Schmelzbad von flüssiger Schlacke und Eisen aufrechterhalten, indem heiße Verbrennungeprodukte von einem unter der Schlackenabstichöffnung befindlichen Brenner in der Abstichöffnung nach oben geleitet werden, um dae Schmelzbad von Schlacke und Elsen im Herd zu unterhalten·, wobei das Abstechen von flüssiger Schlacke und Eisen durch Abstellen oder Reduzieren der Brennerleistung und Verringerung des Druckes in der Abschreckkammer und dem Vergaserbehälter eingeleitet wird.

Während des Betriebes eines solchen Schlackenabatichgaserzeugers sind der Schlackenabstich und der Herd aggressiver

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Erosion, Korrosion und thermischen Angriff durch die flüssige Schlacke und das Eisen ausgesetzt. Durch die hohe Temperatur und die Bewegung der Schlacke und des.Eisen« während der Schlackenabstich- und Schlackenretentionsvorgfinge sind die den Schlackenabstich umgebenden und den unmittelbaren Herdbereich bildenden Werkstoffe vor allem Erosion und thermischem Angriff ausgesetzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der CS-PS 1 569 297 wird ein Schlackenabstichgaserzeuger beschriebene in dem die Schlackenabstichöffnung zentral innerhalb des Vergaserherdes liegt, der ein entfernbares rundes Herdelement aufweist, das so angebracht ist, daß es über und um die Schlackenabstichöffnung paBt und aus einer festen Masse einss Materials mit hoher wärmeleitfähigkeit besteht und der einen inneren Kanal für die Zirkulation einer Kühlmittelflüssigkeit durch die Masse besitzt sowie einsn Einlaß und einen Auslaß, die den Kanal außerhalb der Masse verbinden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Schlackenabstichgaserzeugere.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Herdenordnung für einen Schlackenabstichgaserzeuger zur Verfügung zu stellen.

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Erfindungsgemäß besteht ein Schlackenabstichgaserzeuger aus einem Vergasungsbehälter, Vorrichtungen für das Einfüllen von Kohle oder anderem kohlenstoffhaltigem Brennstoff in den Behalter für die Vergasung, Einrichtungen für das Einleiten eines Vergasungsmediums in den Behälter, um die Vergasung des darin befindlichen Brennstoffes auszuführen, und einem am Boden des Behälters befindlichen Herd, der eine Abstichvorrichtung für flüssige gekühlte Schlacke mit einer Schlakkenabstichöffnung zur Entfernung von flüssiger Schlacke aus dem Behalter aufweist, wobei der Herd aus einem runden massiven Gußstück, vorzugsweise aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit^ besteht und so geformt ist, daß er über der Schlackenabstichvorrichtung sitzt und Vorrichtungen aufweist, die im Inneren einen oder mehrere Kanäle für die Zirkulation einer Kühlmittelflüssigkeit durch das Gußstück bilden, wobei das Gußstück auch mit einer oberen Trichteroberfläche mit einer Neigung von mindestens 10° zur Horizontalen versehen ist, und die flüssige Schlacke über die Trichteroberfläche nach unten und innen zur Schlackenabstichvorrichtung fließt.

Die Neigung der oberen Trichteroberfläche des runden Bauteiles liegt vorzugsweise zwischen 25° und 45° zur Horizontalen und sie hat im wesentlichen die gleiche Neigung wie eine obere Trichteroberfläche der Schlackenabstichvorrichtung.

Herkömmlich wird das runde Bauteil aus zahlreichen einzelnen Gußstücken hergestellt, die in situ aneinander befestigt werden.

Das runde Bauteil kann aus mindestens drei sektorförmigen

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GuBteilen bestehen, die in situ miteinander verbunden werden.

Das runde Bauteil kann such ein getrenntes rundes Teil aufweisen, das sich neben den Schlackenabstich befindet und in situ an den Rest des runden Bauteiles befestigt wird.

Die Erosionsbeständigkeit des runden Bauteiles und der Schlackenabstichvorrichtung ist von kritischen Gestaltungsfaktoren abhängig, zu denen unter anderem die Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Werkstoffes, die Form und Geometrie seiner Metallmasse, die Größe und Form der Öffnung sowie die Größe, Länge und Lage der Kühlmittelkanäle in bezug auf die den Wärmeangriff ausgesetzten Oberflächen gehören.

Die Menge und Fließgeschwindigkeit der Kühlmittelflüssigkeit ist ebenfalls ein wichtiger Faktor bei der Gestaltung des runden Bauteiles und der Schlackenabstichvorrichtung, da die ausgesetzten Oberflächen gut gekühlt werden müssen, um annehmbare Oberflächentemperaturen aufrechterhalten zu können, aber endererseits ist es wichtig, daß keine übermäßigenWSrmemengen von dem Herd entfernt werden. Praktisch bevorzugt man Fließgeschnindigkeiten der Kühlmittelflüssigkeit im Größenbereich von 20 bis 30 ft/«» um eine konstante Kanalwandungstemperatur zu erreichen.

Vorzugsweise werden die Schlackenabstichvorrichtung und das runde Bauteil aus Kupfer oder eine Kupferlegierung hergestellt.

Die obere Trichteroberfläche kann mit einer Schicht aus

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einem feuerfesten Material, zum Beispiel mindestens einer Schicht Schamottesteinen bedeckt werden.

Ausführungebeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert

In der beiliegenden Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine allgemeine Lengsschnittansicht eines Feetbett-Schlackenabstichgaserzeugers mit meiner erfindungsgemä&en Herdanordnung;

Flg. 2 eine Längsansicht einer in Fig. 1 gezeigten Herdanordnung, aber in einen gröBeren MaSstab;

Fig. 3 eine Teilschnittansicht auf der Linie HI-IH in Fig. 2.

in Fig. 1 weist der Vergaser eine feuerfest ausgekleidete unter Druck stehende Vergasungskammer 10 auf, in die Kohle oder ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff aus einem Vorratsbehälter 12 eingefüllt und durch einen drehbaren Verteiler 14 verteilt wird. Ein Vergasungsmediurc, zum Beispiel Sauerstoff und Dampf, wird durch Düsen Ib in das (nicht gezeigte) Brennstoffbett eingeblasen, um die Vergasung des Brennstoffes herbeizuführen. Bei Betrieb des Vergasers sammelt sich ein Vorrat an flüssiger Schlacke auf dem Boden von Kammer und wird periodisch durch eine Öffnung 18 in einem Schlakkenauslauf oder einer Schlackenabstichvorrichtung ZO in

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einen in einer Absohreckkammer 24 befindlichen Wasserbehälter 22 geleitet. In der sie schnell in einer turbulenten Wassermasse, die aus einem perforierten runden Ring 26 austritt, abgekühlt wird, bevor sie nach Betätigung eines Ventils 30 in Form einer dichten kleinkörnigen Fritte mit etwas eingeschlossenem Abschreckwasser in einen Vorratsbehälter befördert wird. Die Fritte wird aus den Vorratsbehälter 28 auf sich bewegende Förderbänder 32 abgegeben. Dae dem Abschreckring 26 durch einen Einlauf 34 zugeführte Wasser kann teilweise Wasser sein, das mit Hilfe einer Pumpe und Filtereinrichtung (nicht gezeigt) durch Auslaßöffnungen 36; 38 von der Abschreckkammer und dem Schlackenvorratsbehälter 24 bzw. 28 rezirkuliert wird. Erfindungsgemäß ist der Bereich dee Herdes, der den Schlackenabstich 20 umgibt, mit einem runden Herdbauteil 40 umgeben.

entsprechend Fig. 2 ist die Abschreckkammer 24 gasdicht an Boden der Vergasungskammer 10 durch Einfügen eines entfernbaren Sandwich-Flansch-Bauteiles 41 befestigt, das aus einer zylindrischen Stahlmuffe 42 mit einem an ihrem oberen Ende angeschweiBten runden Stahlblock 46 besteht. Die Schlackenabetichvorrichtung 20 wird mit Hilfe von (nicht gezeigten) Beizen von dem Block 46 gehalten. Kühlwasser wird mit Hilfe von durch den Block 46 verlaufenden Zulauf- und Ablaufrohren 52 ϊ 54 zu gewundenen Wasserwegen 51 geleitet, die sich in der Schlackenabstichvorrichtung 20 befinden.

Das runde Herdbauteil 40 ist so geformt, daß es innerhalb des Bodens der Vergasungskammer 10 über der Schlackenabstichvorrichtung 20 sitzt und in dieser Lage durch einen Me-

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tallstützring 55 gehalten wird« Die Zwischenräume zwischen dem runden Bauteil 40 und der Wandung 56 der Kammer 10 sowie zwischen dem Stützring 55 und der Wandung 56 der Kammer sind mit geschäumtem Aluminiumoxid-Füllstoffmaterlal 57 gefüllt. Das runde Bauteil 40 beeteht vorzugsweise aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, zum Beispiel Kupfer oder einer Kupferlegierung, des um ein Rohr aus Nickel-Chrom-Legierung zur Bildung von Kanälen 5B für die Zirkulation einer Kühlmittelflüssigkeit gegossen wurde.

Das runde Bauteil 40 ist mit einer oberen Trichteroberfläche 61 versehen, die sich nach unten und innen in einem Winkel von im wesentlichen 36 zur Horizontalen zur Schlackenabstichvorrichtung 20 hin zeigt. Wie aus Fig. 3 deutlich zu sehen ist, besteht das runde Bauteil 40 aus zwölf im weeentliohen sektorfönnigen Teilen 62, die um ein zentrales rundes Teil 63 herum aneinander befestigt sind. Oie innere Peripherie des runden Teiles 63, die eich an dessen unterstem Ende befindet, liegt auf dem obersten Ende der Trichteroberfläche 68 der Schlackenabstichvorrichtung 20 auf.

Im wesentlichen U-förmlge Kanäle 58. für die Kühlmittelflüssigkeit verlaufen durch jedes der sektorförmigen Teile 62 und sind in Reihe durch Zuleitungsrohre 64 an den äußeren Enden der Kanäle 58 verbündet und sind mit Zulauf- und Auslaufrohren 65 und 66 für die Zu- und Ableitung von Kühlmittelflüssigkeit versehen. Das zentrale runde Teil 63 ist mit einem spiralförmig gewundenen Kanal 67 für die Kühlmittelflüesigkeit versehen, die durch das Zulaufrohr 52 zugeführt und durch das Auslaufrohr 54 abgeführt wird.

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Die Neigung der oberen Trichteroberfläche 61 des runden Bauteiles 40 ist im wesentlichen der Neigung der oberen Trichteroberflache 66 der Schlackenabstichvorrichtung 20 gleich· Die Trichteroberfläche 61 des runden Bauteiles 40, die die durch das runde Teil 63 gebildete Oberfläche einschließt« kann mit mindestens einer Lage sektorförmiger Schamottesteine 69, vorzugsweise aus einen auf Siliconcarbid basierenden Material bedeckt sein (in strich-punktierten Linien gezeigt).

Es hat sich herausgestellt* daß durch die wirksame, durch das runde Bauteil 40 ermöglichte Kühlung dee Herdes nicht nur der Verschleiß des feuerfesten Materials 69 hinausgezögert wird, sondern die Anlage auch weiter arbeiten kanrv, wenn das feuerfeste Material erheblich abgenutzt ist. In diesen Fällen haben die praktischen Erfahrungen ergeben* daß eine Schicht erstarrter Schlacke auf der oberen Trichteroberfläche 61 gebildet wird, die das Kupfer oder die Kupferlegierung gegenüber dem Angriff von flüssigem Eisen schützt und daß durch das Kühlen diese Schicht unter allen normalen Betriebsbedingungen erhalten werden kann. Darüber ist es durch den verhältnismäßig spitzen Winkel der oberen Trichteroberflache 61-, die vorzugsweise eine Neigung von 25° bis 45° zur Horizontalen hat, möglich, flüssiges Eisen schnell durch die Schlackenabstichvorrichtung 20 zu befördern, die ebenfalle eine obere Trichteroberfläche 68 mit einer ähnlichen verhältnismäßig steilen Neigung besitzt«

Claims (9)

AP С 10 G/244 273 3 61 411 18 2U273 3 Erfindungsanspruch

1. Schlackenabstichgaserzeuger, bestehend aus einem Vergasungsbehälter, Vorrichtungen, zum Einfüllen von Kohle oder anderen kohlenstoffhaltigen Brennstoff in den Behälter für die Vergasung, Einrichtungen für das Einleiten eines Vergasungsmediums in den Behälter, um die Vergasung des darin befindlichen Brennstoffes auszuführen, und einem an Boden des Behälters angebrachten Herd, der eine Abstichvorrichtung für flüssige gekühlte Schlacke mit einer Schleckenabstichöffnung zur Entfernung flüssiger Schlacke aus den Sehälter besitzt, gekennzeichnet dadurch, daß der Herd (40) aus einem runden massiven Gußstück aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, das so geformt ist, daß es über der Schlackenabstichvorrichtung (20) sitzt und Vorrichtungen aufweist, die einen oder mehrere in Inneren gebildete Kanäle (58; 67) für die Zirkulation einer Kühlmittelflüssigkeit durch das Bauteil (40) darstellen, nobel das Bauteil (40) auch eine obere Trichteroberfläche (61) mit einer Neigung von mindestens 10° zur Horizontalen aufweist und über die Triohteroberflache (61) die flüssige Schlacke nach unten und innen zur Schlackenabetichvorrichtung (20) fließt,

2. Schlackenabstichgaserzeuger nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Neigung der oberen Trichteroberfläche (61) des runden Bauteiles (40) zwischen 25° und 45° zur Horizontalen beträgt.

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3. Schlackenabstichgaserzeuger nach Punkt 1 oder Punkt 2; gekennzeichnet dadurch, daß die Neigung der oberen Trichteroberfläche (60.) des runden Bauteiles (40) im wesentlichen die gleiche wie die einer oberen Trichteroberfläche (68) der Schlackenabstichvorrichtung (20) ist.

4. Schlackenabstichgaserzeuger nach einem der vorstehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß das runde Bauteil (40) aus einer Anzahl einzelner in situ aneinander befestigter Gußteile (62; 63) besteht.

5· Schlackenabstichgaserzeuger nach einem der vorstehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daS das runde Bauteil (40) aus mindestens drei sektorfÖnnlgen in situ aneinander befestigten Gußteilen (62) besteht.

6. Schlackenebstichgaserzeuger nach einem der vorstehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß das runde Bauteil (40) ein gesondertes neben der Schlackenabstichvorrichtung (20) befindliches und an den Rest des runden Bauteiles (40) in situ befestigtes rundes Teil (63) aufweist.

7» Schlackenabstichgaserzeuger nach einem der vorstehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, aus dem das runde Bauteil (40) besteht, um Kupfer oder eine Kupferlegierung handelt,

8. Schlackenabstichgaserzeuger nach einem der vorstehenden

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Punkte, gekennzeichnet dadurch« daß die obere Trichteroberfläche (61) des runden Bauteiles (40) mit einer Lage feuerfesten Materials beschichtet ist,

9· Schlackenabstichgaserzeuger nach einem der vorstehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die obere Trichteroberfläche (61) des runden Bauteiles (40) mit mindestens einer Lage Schamottesteinen bedeckt ist·

Hierzu__2LSeiten Zeichnungen