DE2520492B2

DE2520492B2 - Mischgas-erzeuger fuer feste brennstoffe

Info

Publication number: DE2520492B2
Application number: DE19752520492
Authority: DE
Inventors: Nikolaj Andreevitsch; Ananjev Leonid Semjonovitsch; Roox Ivar Haraldovitsch; Efimov Viktor Michailovitsch; Estonskaja SSR Kochtla-Jarwe Nasinin (Sowjetunion)
Original assignee: Nautschno-issledovatelskij Institut Slanzev; Slanzepererabatyvajuschtschij kombinat Kochtla-Jarve imeni V.l. Lenina; Estonskaja SSR, Kochtla-Jarwe; (Sowjetunion)
Priority date: 1975-05-07
Filing date: 1975-05-07
Publication date: 1978-02-02
Also published as: DE2520492A1; DE2520492C3

Description

Die Erfindung betrifft einen im Oberbegriff des Patentanspruches beschriebenen Gaserzeuger.

Ein solcher Gaserzeuger ist z. B. in der SU-PS 3 04 285 beschrieben.

Der bekannte Erzeuger ist aber mit dem Nachteil behaftet, daß die Strömungsgesschwindigkeit des zu verarbeitenden festen Brennstoffes über den Querschnitt des Querstrom-Entgasers ungleichmäßig ist: im Axialbereich ist die Geschwindigkeit viel höher als neben den Wänden des Gehäuses.

Die Ungleichmäßigkeit der Brennstoffgeschwindigkeit über den Querschnitt des Entgasers ist durch beengte Strömungsverhältnisse um die Wände des Gehäuses, Materialreibung an den Gehäusewänden und die geometrischen Umrisse des Entgasers und der Unterkanten der Vertikalroste bedingt.

Die Filiergeschwindigkeit des Heißgases durch eine Schicht festen Schüttgutes neben den Seitenwänden ist bekanntlich wegen des Wandeffektes viel höher als im restlichen Teil.

Diese Verteilung der Strömungsgeschwindigkeiten des zu verarbeitenden Brennstoffes und des Heißgases führt zu einer unrationellen Wärmeverteilung. Im mittleren Teil des Raumes wird der Brennstoff nicht vollständig verarbeitet, während der Brennstoff neben den Gehäusewänden überhitzt wird. Dadurch nehmen die Ofenleistung und der thermische Wirkungsgrad ab.

Es kann sich wegen Überhitzung des Brennstoffes an den Gehäusewänden ein Schlackenansatz ausbilden, der das Hängenbleiben des zu verarbeitenden Brennstoffes mit sich bringt, wodurch der gesamte technologische Prozeß gestört wird.

Dieser Nachteil ist auch anderen bekannten Tv'.ischgas-Erzeugern mit gleichem Verwendungszweck eigen.

Es ist Zweck der Erfindung, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischgas-Erzeuger für feste Brennstoffe zu schaffen, der eine gleichförmige Strömung des zu verarbeitenden festen Brennstoffes über den Querschnitt des Querstrom-Entgasers gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der untere, mittlere Teil (a) der Kante von zumindest einem Vertikalrost der Vertikalroste (2 bzw. 3) tiefer liegt als die an die Seitenwände des Schachtes (1) anschließenden Kantenteile (b).

Beim vorgeschlagenen Mischgaserzeuger für feste Brennstoffe werden durch den Geschwindigkeitsausgleich der Brennstoffströmung im Querschnitt des Entgasers bessere Wärme- und Stoffaustauschbedingungen zwischen dem Heißgas und dem zu verarbeitenden Brennstoff geschaffen, was eine Leistungssteigerung des Erzeugers, Verbesserung der Brennstoffverarbeitung und Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades mit sich bringt.

!0 Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den schematischen Schnitt eines erfindungsgemäßen Erzeugers;

Fig. 2 den Schnitt H-II nach F ig. 1;
F i g. 3 den Schnitt Ill-Ill nach Fig. 1;
F i g. 4 den Schnitt IV-IV nach Fig. 1;
Fig. 5 die schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsvariante des heißen Vertikalrostes des Erzeugers;

Fig. 6 die schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsvariante des kalten Vertikalrostes des Erzeugers;
F i g. 7 eine beispielsweise Geschwindigkeitskennlinie des zu verarbeitenden Brennstoffes im bekannten Gas-Erzeuger;

Fig.8 eine Anordnung der Materialböschungen an der Oberfläche des Vertikalrostes des Erzeugers.

Der Mischgas-Erzeuger für feste Brennstoffe besteht aus einem Gehäuse 1 (Fig. 1), in dessen oberem Teil zwei Vertikalroste angeordnet sind, von denen einer, der kürzere, der kalte Vertikalrost 3, aus hitzebeständigem Stahl besteht.

Die Vertikalroste 2 und 3 teilen den oberen Teil des Gehäuses 1 in drei Räume: Einen Raum zur Heißgasverteilung, der durch die Seitenwände des Gehäuses 1 und den heißen, längeren Vertikalrost 2 gebildet wird, einen Querstrom-Entgaser, der durch den heißen Vertikalrost 2, den kalten, kürzeren Vertikalrost 3 und die Seitenwände des Gehäuses 1 gebildet wird, und einen Mischgas-Sammelraum 6, der durch den kalten Vertikalrost 3 und die Seitenwände des Gehäuses 1 gebildet wird. Im unteren Teil des Gehäuses 1, unterhalb des Heißgasverteilungs-, des Entgaser- und des Mischgas-Sammelraumes 4,5 bzw. 6 befindet sich ein Vergasungsraum 7.

Der Mischgas-Sammelraum 6 ist mit einer Produktgasleitung 8 zur Ableitung von Dampfgasgemisch und der Vergasungsraum 7 mit einer Einrichtung 9 zur Zufuhr von Wind, bzw. Vergasungsmitteln, versehen. Im oberen Teil des Gehäuses 1 ist eine Einrichtung 10 zum Beschicken mit festem Brennstoff und im unteren Teil eine Einrichtung U zum Austragen von festem verbrauchtem Material bzw. Asche, vorgesehen. Der heiße Vertikalrost 2 (Fig. 3) ist an einem Gewölbe 12 befestigt und mit seitlichen Abschrägungen 13 versehen, die sich an das Gehäuse 1 anschließen. Der Kalte Vertikalrost 3 (F i g. 4) ist an den Wänden des Gehäuses 1 befestigt und ebenfalls mit Abschrägungen 14 versehen, die sich an das Gehäuse 1 anschließen. Eine günstige Konfiguration der Abschrägungen ist in der Zeichnung dargestellt. Sie kann aber, um eine fertigungsgerechte Konstruktion zu erreichen, geändert werden.

i,5 Die mittleren Teile der Kanten »a« (F i g. 3 und 4) des kalten und heißen Vertikalrostes 2 bzw. 3 liegen viel tiefer als die Kanten »tx< der Abschrägungen an den Flanken bzw. Seitenkanten der Vertikalroste 2 und 3, die

sich an die Seitenwände des Gehäuses 1 anschließen.

Mögliche Ausführungsbeispiele der Abschrägungen am heißen Vertikalrost 2 und am kalten Vertikalrost 3 zeigen Fig. 5 bzw. Fig.6. Die Abschrägungen 13 (Fig.3) des heißen Vertikalrostes 2 und die Abschrägungen 14 (Fig. 4) des kalten Vertikalrostes 3 dienen zumindest zum Ausgleich der Materialgeschwindigkeit über den Querschnitt oder günstigenfalls zu deren Steigerung entlang den Seitenwänden des Gehäuses. 1.

Der Erzeuger arbeitet wie folgt: Die erforderliche Leistung v.ird durch die Einrichtung 10 zum Beschicken mit festem Brennstoff und die Einrichtung 11 zum Austragen von Asche (Fig. 1) vorgegeben, die abgestimmt aufeinander wirken. Dabei bewegt sich der zu verarbeitende feste Brennstoff im Engaser 5 und im Vergasungsraum 7 von oben nach unten.

Die Einrichtung 9 zur Zufuhr von Wind in den Gaserzeuger führt den erforderlichen, durch dei Verarbeitungstechnik des festen Brennstoffs bedingten Wind, bzw. die erforderlichen Vergasungsmittel zu. Die während der Vergasung des zu verarbeitenden festen Brennstoffes im Vergasungsraum entwickelte Wärme wird mit dem Heißgas übertragen.

Das Heißgas strömt aus dem Vergasungsraum 7 in den Raum 4 zur Heißgasverteilung ein, passiert die öffnungen im heißen Vertikalrost 2, wird durch eine Schicht des zu verarbeitenden festen Brennstoffes im Entgaser 5 in Querrichtung gefiltert und gelangt über den kalten Vertikalrost 3 in den Mischgas-Sammelraum 6. Beim Filtern des Heißgases in Querrichtung durch die zu verarbeitende Festbrennstoffschicht findet zwischen ihnen ein Wärme- und Stoffaustausch statt, wodurch sich der organische Teil des Brennstoffes zersetzt. Die thermischen Zersetzungsprodukte des Brennstoffes gelangen als Dampf-Gas-Gemisch in den Mischgas-Sammelraum 6 und über die Produktgasleitung 8 zur Ableitung des Dampf-Gas-Gemisches zu einem (nicht dargestellten) Kondensationssystem.

Dabei wird durch die Abschrägungen 13 (Fig. 3) am heißen Vertikalrost 2 und die Abschrägungen 14 (Fig.4) am kalten Vertikalrost 3 die erforderliche Gleichmäßigkeit der Ausgarung durch die Strömungsgeschwindigkeit des zu verarbeitenden festen Brennstoffes über den Querschnitt des Entgasers 5 (Fig. 1) erreicht. '

Die Gehäuse der bekannten Gaserzeuger mit dem erwähnten Verwendungszweck sind aus Gründen der Festigkeit, der Fertigung beim Bau und der Materialeinsparung zylinderförmig ausgeführt, was den Hauptgrund für die ungleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit V des zu verarbeitenden festen Materials über den Querschnitt des Entgasers bildet (eine angenäherte Geschwindigkeitskennlinie für die Strömungsgeschwindigkeit V zeigt F i g. 7).

Erfindungsgemäß wird beim vorliegenden Gas-Erzeuger im Querstrom des Heißgases die Bewegungsgeschwindigkeit des zu verarbeitenden festen Brennstoffes im Entgaser 5 folgendermaßen erreicht.

Da die mittleren Teile der Kanten a (F ig. 3 und 4) des heißen und kalten Vertikalrostes 2 bzw. 3 viel tiefer als die Kanten b der Abschrägungen 13 und 14 an den Flanken der Vertikalroste 2 und 3 liegen, die sich an die Seilenwände des Gehäuses 1 anschließen, setzt die Ausströmung in den erweiterten Teil des Vergasungsraumes 7 vor allem an den Flanken der Vertikalroste 2 und 3 unter den Oberkanten b der Abschrägungen 13 und 14 hervor ein. Dabei zerfließt der zu verarbeitende feste Brennstoff nach allen möglichen Richtungen, darunter auch längs den Vertikalrosten 2 und 3, wodurch die Strömung des Brennstoffes unter den mittleren Teilen der Kanten α der Vertikalroste 2 und 3 hervor in Gebiete deren Überlagerung mit der natürlichen Brennstoffböschung abgebremst wird (F i g. 8 zeigt, daß der untere Teil der Kante des Vertikalrostes durch natürliche Böschung vollkommen überdeckt ist).

Die Strömungsgeschwindigkeit des zu verarbeitenden festen Brennstoffes kann also entweder im Querschnitt des Entgasers 5 ausgeglichen, oder im Vergleich zu dem restlichen Teil in den Wandbereichen des Gehäuses 1 erhöht werden, was auch an einem transparenten Modell tatsächlich erreicht wurde.

Mit erhöhter Geschwindigkeit der Materialbewegiing im Entgaser 5 an den Seitenwänden des Erzeugergehäuses 1 wird die Wärmebilanz zwischen dem Heißgas und dem zu verarbeitenden festen Brennstoff mit Rücksicht auf den Wandeffekt bei der Strömung des Heißgases im Wandgebiet auf die Norm gebracht, die die Verarbeitungsgüte des festen Brennstoffes erhöht und die Erzeugerleistung und den thermischen Wirkungsgrad des Vorganges steigert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Mischgas-Erzeuger für feste Brennstoffe mit einem runden Schacht, in dessen oberem Teil mittig zumindest zwei verschieden lange Vertikalroste angeordnet sind, die den Schacht in einen an die Brennstoffbeschickungsvorrichtung angeschlossenen Querstrom-Entgaser mit einem seitlich davon befindlichen längeren Heißgasverteilungs- und einem kürzeren Mischgas-Sammelraum mit angeschlossener Produktgasleitung unterteilen, unter denen sich der Vergasungsraum befindet, der mit Vergasungsmittelzuleitungen und unten mit einer Ascheaustragsvorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der untere, mittlere Teil (ü)der Kante von zumindest einem der Vertikalroste (2 bzw. 3) :iefer liegt als die an die Seiienwände des Schachtes (1) anschließenden Kantenteile (b).