DE1022737B - Einrichtung zur Erzeugung von Brenngasen durch Schwebevergasung feinzerteilter Brennstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung von Brenngasen durch Schwebevergasung feinzerteilter Brennstoffe mit Sauerstoff und gegebenenfalls Wasserdampf.

Unter Schwebevergasung ist im folgenden eine solche. Art der Vergasung feinzerteilter Brennstoffe verstanden, bei der der Brennstoff im Gemisch mit Sauerstoff in einen auf erhöhter Temperatur befindlichen Reaktion«raum eingeblasen wird, wobei sich die festen und die gas- bzw. dampfförmigen Reaktionsteilnehmer im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit und; in der gleichen Richtung durch den Reaktionsraum bewegen.

Unter Sauerstoff ist im folgenden sowohl reiner Sauerstoff als auch Luft mit erhöhtem Sauerstoffgehalt, insbesondere einem Sauerstoffgehalt von über 30 Volumprozent verstanden.

Es sind Einrichtungen zur Durchführung des vorstehend gekennzeichneten Vergasungsverfahrens bekannt, die aus auf hoher Temperatur befindlichen Reaktionsräumen bestehen, in welchen die Vergasung im wesentlichen erfolgt. Diese Reaktionsräume öffnen sich in einen gemeinsamen Gassammeiraum, aus dem das Nutzgas zusammen mit einem Teil der Vergasiungsrückstände in einen sich unmittelbar anschließenden Dampfkessel gelangt, in welchem die fühlbare Wärme des erzeugten Nutzgases zur Dampferzeugung ausgenutzt wird.

Die· Gassammeiräume der bekannten Einrichtungen dieser Art sind kugel- oder birnenförmig ausgebildet, wobei die Reaktionsräume in einer Äquatorialebene des Gassammeiraumes angeordnet sind, oder bestehen aus einem verhältnismäßig kurzen Zylinder, in dessen Stirnflächen die Reaktionsräume einmünden.

Obwohl derartig ausgebildete Gassammeiräume eine vollbefriedigende Arbeitsweise ermöglichen·, so sind sie nicht mehr als unbedingt günstig" zu betrachten, falls es sich um sehr große Gasleistungen je Gaserzeugereinheit handelt. Um nun trotzdem auch die erwiesenen Vorteile insbesondere eines zylindrischen Gassammeiraumes beizubehalten, ohne auf die Möglichkeit großer Gasleistungen je Gaserzeugereinheit verzichten zu müssen, schlägt die Erfindung vor, daß der Gassammelraum aus einem· langgestreckten, waagerecht angeordneten Rohr mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt besteht, auf dessen Mantelfläche die Reaktionsräume in zwei einander diametral gegenüberliegenden Reihen und innerhalb' dieser in Abständen voneinander angeordnet sind, wobei jedem Paar oder jeder Gruppe von Paaren von einander gegenüberliegenden Reaktionsräumen eine Dampfkesseleinrichtung und eine Aschenabzugsvotrrichtung zugeordnet sind, die sich an den rohrförmigen! Gassammelraum nach oben bzw. Einrichtung zur Erzeugung

von Brenngasen durch Schwebevergasung

feinzerteilter Brennstoffe

Anmelder:
Heinrich Koppers

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
Essen, Moltkestr. 29

Joseph Daniels, Essen,
ist als Erfinder genannt worden

nach unten anschließen und deren Achsen senkrecht zu der Längsachse des Gassammeiraumes und senkrecht zu der durch die Reaktionsraumachsen bestimmten Ebene stehen.

Ein wesentlicher Vorteil dter gemäß der Erfindung ausgebildetem Vergasungseinrichtung besteht darin, daß die Vergrößerung der Gasleistung einer solchen Anlage in. verhältnismäßig einfacher Weise dadurch möglich ist, daß man eine praktisch beliebige Anzahl von Vergasereinheiten, bestehend aus je einem Paar oder aus je einer Gruppe von Paaren, vom Vergasungsräumen, je einem entsprechenden Stück zylindrischem Gassammelraum und je einer Kesseleinrichtung, aneinanderreiht. Ein solcher Aufbau, einer Vergasungsanlage aus einer Anzahl von gleichen Grundelementen, wirkt sich bezüglich der Baukosten und des Platzbedarfes günstig aus.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung in perspektivischer Ansicht stark schematisiert dargestellt.

Der Gassammelraum. besteht aus einem langgestreckten, vorzugsweise waagerecht angeordneten zylindrischen Rohr 1, das mit feuerfestem Material ausgekleidet ist und gegebenenfalls mit einem Doppelmetallmantel versehen ist (nicht dargestellt), in welchem Wasserdampf, vorzugsweise Niederdruckwasserdampf, erzeugt werden kann. Auf diese Weise wird gleichzeitig die Wandtemperatur auf einem solchen Wert gehalten, daß eine Beschädigung der feuerfesten Auskleidung nicht eintritt. In diesen Gassammelraum münden von seiner Mantelfläche her zwei Reihen von Reaktionsräumen 2 und 3 ein, die einander paarweise gegenüberliegen und die vorzugsweise von dem jeweils benachbarten Reaktionsraum auf derselben Seite des Gassammeiraumes einen Ab-

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stand haben, der nicht wesentlich größer ist als der Durchmesser des Gassammeiraumes 1. Die Reaktionsräume 2, 3 sind als kegelig sich erweiternde, mit feuerfestem Material ausgekleidete Räume ausge·- bildet, die sich mit ihrer größeren Endfläche zum Gassammeiraum hin öffnen. In die kleinere Endfläche 4 werden, wie durch den Pfeil 3 angedeutet, die Reaktionsteilnehmer, nämlich Brennstoff, Sauerstoff und gegebenenfalls Wasserdampf, durch Düsen, deren Konstruktion in vorliegendem Zusammenhang ohne Bedeutung ist, eingeblasen. Innerhalb der Reaktionsräume'2, 3 lauft die Reaktion im wesentlichen ab, und die heißen Reaktionsprodukte gelangen dann in den Gassammeiraum 1. Die Vergasungsrückstände, soweit sie sich während der Vergasung verflüssigen und an den Wänden des Gassammelraumes nach unten ablaufen, gelangen durch jedem Reaktionsraumpaar zugeordnete Trichter 6 und anschließende Abzugsrohre 7 in Wasserbäder 8, in welchen sie erstarren und aus denen sie mittels einer hier nicht dargestellten Vorrichtung herausgeführt und auf eine Transportrinne¹9 gegeben werden, die die Vergasungsrückstande wegtransportiert. Der Abzugskegel 6, der gegebenenfalls einen wassergekühlten Mantel und in seinem Inneren Kratzervorrichtungen aufweisen kann, öffnet sich mit seiner großen Endfläche zu dem Gassammeiraum hin, wobei sein größter Durchmesser so bemessen ist, daß die Du>rchd^:ringungslmien benachbarter Abzugsöffnungen mit der Gassammelraumwandung einander berühren. Auf diese Weise wird verhindert, daß am Boden des Gassammelraumes waagerechte Flächen vorhanden sind, auf denen sich Vergasungsriickstände ablagern könnten. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Abzugsöffnungen entstehen jeweils nur einzelne Grate, von denen aus die Wandung steil in den Abzugstrichter abfällt. Die heißen Nutzgase strömen in eine jedem Paar von Reaktionsräumen 2, 3 oder jeder Gruppe von Paaren solcher Reaktionsräume zugeordnete Dampfkesseleinrichtung, die aus einem stehenden Strahhingskessel 10, einem waagerechten Zwischenkessel 11 und einem wiederum senkrechten Röhrenkes.sel aufgebraucht ist. In dem Strahlungskessel 10 wird die Temperatur des beispielsweise mit einer Temperatur von etwa 1300° aus dem Gassammeiraum austretenden Nutzgases, welches mit staubförmigen Vergasungsrückständen beladen ist, auf etwa 1000 bis 1100° abgesenkt. Dieser Strahlungskessel dient in erster Linie der Erzeugung von Niederdruckdampf, kann jedoch auch unter Umständen als Hochdruckkessel ausgebildet werden. Anschließend tritt das Nutzgas in den Zwischenkessel 11 ein, der aus einem im wesentlichen zylindrischen Doppelmantel besteht, in welchem Niederdruckdampf erzeugt wird. In diesem Zwischenkessel wird durch eine Verengung des Strömungsquerschnittes, die durch den in den Zwischenkessel von unten hineinragenden Staubtrichter 13 gebildet wird, eine starke Durchwirbelung des Nutzgases, verbunden mit einer Geschwindigkeitsänderung, erzeugt, wodurch es gelingt, die Temperatur des Nutzgases sowohl durch Strahlung als auch durch Konvektion auf einen Wert von etwa 700 bis 800° zu senken, d. h. auf einen Wert, bei dem die Vergasungsrückstände keine Neigung mehr haben, sich an Kessel und Wänden unter Bildung von Verkrustungen od. dgl. abzusetzen. Der sich an dem Staubtrichter 13 ansammelnde staubförmige Vergasungsrückstand kann aus diesem nach Öffnen von Verschlußeinrichtungen abgeführt werden. Anschließend gelangt das nunmehr auf eine Temperatur von etwa 700° abgekühlte Nutzgas, welches von einem wesentlichen Teil seines Staubes befreit ist, in den Hochdruckröhrenkessel 12, in welchem seine Temperatur auf etwa 370° abgesenkt wird. Das auf diese Weise abgekühlte Nutzgas verläßt den Röhrenkessel durch die Abzugsöffnung 14. Der in den einzelnen Kesselabschnitten anfallende Dampf kann den Dampfsammlern 15, 16 bzw. 17 entnommen werden.

Da die drei Kesselabschnitte infolge der verschiedenen Temperaturlage, auf der sie sich befinden, verschiedenartiger Wärmedehnung ausgesetzt sind, werden nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung die Kessel durch nachgiebige, jedoch gasdichte Dichtungselemente miteinander verbunden, wie sie andeutungsweise bei 18 und 19 dargestellt sind. Diese nachgiebigen Dichtungselemente können als drehbare Stopfbuchsen ausgebildet sein, die eine leichte Winkelverschiebung der Horizontalachse der Zwischenkessel gestatten. Zu diesem Zweck können die Verbindungsschrauben, welche die Flansche der nachgiebigen Dichtungselemente zusammenhalten', so ausgebildet sein, daß sie erst unter Zwischenschaltung von federnden Elementen eine kraftschlüssige Verbindung der einzelnen Teile des Dichtungselementes ergeben.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung von Brenngasen durch Schwebevergasung feinzerteilter Brennstoffe mit Sauerstoff und gegebenenfalls Wasserdampf, bestehend aus auf hoher Temperatur befindlichen Reaktionsräumen, in welchen die Vergasung im wesentlichen erfolgt, einem Gassammelraum, in den sich die Reaktionsräume öffnen, und einem sich an den Gassammeiraum anschließenden Dampfkessel zur Ausnutzung der fühlbaren Wärme des erzeugten Nutzgases, dadurch gekennzeichnet, daß der Gassammeiraum aus einem langgestreckten, waagerecht angeordneten Rohr mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt besteht, auf dessen Mantelfläche die Reaktionsräume in zwei einander diametral gegenüberliegenden Reihen und innerhalb dieser in Abständen von einander angeordnet sind, wobei jedem Paar oder jeder Gruppe von Paaren von einander gegenüberliegenden Reaktionsräumen eine Dampfkesseleinrichtung und eine Aschenabzugsvorrichtung zugeordnet sind, die sich an den rohrförmigen Gassammeiraum nach oben bzw. nach unten anschließen und deren Achsen senkrecht zu der Längsachse des Gassammelraumes und senkrecht zu der durch die Reaktionsraumachsen bestimmten Ebene stehen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Gassammelraum mit einem Wasserkühlmantel versehen ist, der der Erzeugung von Niederdruckwasserdampf dient.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aschenabzugsvorrichtung in Form eines sich zum Gassammeiraum hin öffnenden Kegels ausgebildet ist und einen solchen Durchmesser im Bereich des Gassammelraumes aufweist, daß die Durchdringungslinien benachbarter Abzugsvorrichtungen mit der Gassammelraumwand einander berühren.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Achsen benachbarter Reaktionsräume im

wesentlichen gleich dem Durchmesser des Gassam-melraumes ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche: 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfkesseleinrichtung aus einem sich an den Gassammelraum unmittelbar anschließenden, senkrecht nach oben ragenden Strahlungskessel, einem

sich daran anschließenden, im wesentlichen waagerecht angeordneten Zwischenkessel und einem sich an den Zwischenkessel senkrecht nach unten anschließenden Röhrenkessel besteht, wobei die drei Kessel zweckmäßig durch gasdichte, jedoch nachgiebige Dichtungselemente miteinander verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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