DE2554666B2 - Verfahren zum Betrieb eines Hochtemperatur-Vergasers - Google Patents
Verfahren zum Betrieb eines Hochtemperatur-VergasersInfo
- Publication number
- DE2554666B2 DE2554666B2 DE2554666A DE2554666A DE2554666B2 DE 2554666 B2 DE2554666 B2 DE 2554666B2 DE 2554666 A DE2554666 A DE 2554666A DE 2554666 A DE2554666 A DE 2554666A DE 2554666 B2 DE2554666 B2 DE 2554666B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cooling
- water
- pressure
- cooling system
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0041—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having parts touching each other or tubes assembled in panel form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/57—Gasification using molten salts or metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/74—Construction of shells or jackets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/74—Construction of shells or jackets
- C10J3/76—Water jackets; Steam boiler-jackets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/78—High-pressure apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0959—Oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0973—Water
- C10J2300/0976—Water as steam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
- C10J2300/1884—Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
- C10J2300/1892—Heat exchange between at least two process streams with one stream being water/steam
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/10—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing overheating, e.g. heat shields
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb eines Hochtemperatur-Vergasers für Kohle und
sonstige fossile Brennstoffe, insbesondere eines Kohle-Schlackenbadgenerators
mit einem Vergasungsraum, dem durch die Wandungen der staubförmige Brennstoff und das Vergasungsmittel zugeführt werden und der mit
einem Kühlmantel aus parallelen, senkrechten Rohren umgeben ist.
Bei der Vergasung derartiger Einsatzbrennstoffe wird mit Hilfe von Sauerstoff und Wasserdampf ein Rohgas
gewonnen. Dabei hängt die Zusammensetzung des Rohgases von der des Einsatzbrennstoffes, den Betriebsbedingungen
des gewählten Verfahrens und dem verwendeten Vergasungsmittel, ζ. B. Luft für die
Zuführung von Sauerstoff, ab. Das Rohgas enthält in unterschiedlichen Anteilen Kohlenmonoxid, Wasserstoff,
Methan, Kohlendioxid und unzersetzten Wasserdampf sowie unter anderem je nach Vergasungsmittel
höhere Anteile Stickstoff. Der in dem Einsatzbrennstoff meist enthaltene Schwefel findet sich zum größeren Teil
im Gas als Schwefelwasserstoff und auch als organische Schwefelverbindungen. Häufig läßt sich der Einsatzbrennstoff
nur dadurch in befriedigendem Maße vergasen, daß seine Beimengungen gleichfalls vergast
bzw. zu einer bestimmten chemischen Reaktion gebracht werden. Deshalb müssen manche Einsatsbrennstoffe
in Hochtemperatur-Vergasern vergast, d. h. bei hoher Betriebstemperatur vergast werden. Überdies
kann die hohe Betriebstemperatur zum Austragen
ίο flüssiger Schlacke und zur thermischen Spaltung
schwerer Kohlen-Wasserstoffe notwendig sein.
Die Erfindung betrifft einen Hochtemperatur-Vergaser, bei dem Temperaturen von 1500 bis 2200° benutzt
werden. Nur bei solchen Temperaturen und erhöhten Drücken von 20 bar und mehr ist ein wirtschaftlicher
Betrieb möglich. Um den hohen Betriebstemperaturen Rechnung zu tragen, bedarf es einer besonders
intensiven Kühlung. Wenn die Kühlrohre anfangs mit Stampfmasse verkleidet werden und beim Anfahren die
gebildete Schlacke sich auf der Stampfmasse niederschlägt und dadurch die Wärmeisolierung verstärkt
wird, so muß doch damit gerechnet werden, daß die Schlacke abplatzt, die Stampfmasse abgebaut wird und
die Kühlrohre freiliegen. Bei den hohen Temperaturen kann sich dann eine Wärmestromdichte von etwa
1 000 000 kcal/hm2 ergeben.
Das Ziel der Erfindung ist, bei einer Steigerung der Temperatur des Vergasungsraumes auf Beträge von
2200° C mittels parallel geschalteter Kühlrohre eine zuverlässige, hinreichende Kühlung zu erreichen.
In neueren Druckvergasern findet fast ausschließlich die sogenannte Siedekühlung Anwendung, die sich
gegenüber der reinen Wasserkühlung durch viel höhere Wärmeübergangswerte, also eine sehr viel intensivere
Kühlung auszeichnet. Allerdings ist damit ein Filmsieden in den Kühlrohren noch nicht ausgeschlossen.
Durch den höheren Wärmeübergangswert wird die Gefahr des Filmsiedens nur verringert. Solange sich an
der Kühlrohrinnenwand nur Dampfblasen bilden, die mehr oder weniger Punktberührung mit der Kühlrohrinnenwand
haben, reißen die Dampfblasen in der vor allem durch das Sieden turbulenten Wasserströmung ab
und bilden neben dem Wasser die zweite Phase der Strömung. Das kann sich bei Überhitzung der
*5 Kühlrohrwand ändern, denn dann besteht die Gefahr,
daß sich wiederum ein geschlossener Film bildet.
Bei Generatoren, bei denen der feste, im allgemeinen stückige Brennstoff allmählich absinkt und das Vergasungsmittel
unten eingeführt wird, hat man schon auf die Gefahr hingewiesen, daß bei parallel geschalteten, den
Vergasungsraum umgebenden, von Kühlwasser durchflossenen Rohren, in einem einzelnen Rohr eine
übermäßige lokale Überhitzung auftreten kann. Diese kann eine stärkere Bildung von Dampfblasen zur Folge
haben, wodurch der Widerstand dieses einzelnen Rohres wesentlich erhöht wird, so daß wegen des
erhöhten Widerstandes nur noch eine geringere Kühlwassermenge durch das betreffende Rohr fließt
und es zu einer schädlichen Überhitzung und damit zu einer Zerstörung des einzelnen Rohres kommen kann.
Man hat vorgeschlagen, dieser Gefahr dadurch zu begegnen, daß der Generatorschacht mit Rohrschlangen
umgeben wird, die aus zahlreichen hin- und hergeführten lotrechten Windungen bestehen (AT-PS
1 63 810).
Bei den genannten Generatoren, die stückige Brennstoffe verarbeiten, wurde auch darauf hingewiesen,
eine gute Wasserzirkulation zu ermöglichen, damit
sich nirgends Dampfblasen festsetzen können (Zeitschrift
des österr. Vereins von Gas- und Wasserfachmännern, 1931, Heft 6, Seite 122 bis 131).
Bei Vergasern, bei denen das Vergasungsmittel und der staubförmige Brennstoff durch die Wandungen dem
Vergasungsraum zugeführt werden, sind infolge der turbulenten Gasbewegung innerhalb des Vergasungsraumes derartige lokale Überhitzungen nicht zu
befürchten; es liegen deshalb völlig andere Betriebsbedingungen vor.
Gemäß der Erfindung wird von einer Anwendung
einer Siedekühlung abgesehen und eine reine Wasserkühlung angewendet, bei der die Strömungsgeschwindigkeit
des Wassers in den Kühirohren bei einem maximalen Innendurchmesser von 51 mm 5 bis 7 m/sec is
beträgt und die Austrittstemperatur des Wassers mindestens 10° unterhalb seiner Siedetemperatur bei
dem jeweiligen Druck des Kühlsystems liegt. Das heißt, die vergleichsweise gegenüber der Siedekühlung niedrigeren
Wärmeübergangswerte einer zunächst reinen Wasserkühlung werden durch einen höheren Massenfluß
kompensiert Gleichzeitig wird dem Sicherheitsverlangen, unter allen Umständen ein Filmsieden zu
verhindern, durch eine Kühlwassertemperatur nachgekommen, die mindestens 10° C und vorzugsweise 250C
bis 100°C unterhalb der Kühlwassersiedetemperatur bei
dem jeweiligen Druck im Kühlsystem liegt.
Steigt nun die eingangs beschriebene Wärme tromdichte
des Kühlsystems durch Abplatzen der Stampfmasse bzw. der isolierenden Schlackenschicht aus dem
Bereich 50 000 bis 100 000 kcal/hm2 auf den Extremwert von ca. 1 000 000 kcal/hm2, so wird der sich bildende
Siedefilm schon im Entstehen infolge der hohen Kühlwasserströmungsgeschwindigkeit zu Dampfblasen
zerrissen und aufgelöst. Obwohl die erfindungsgemäße Kühlwassergeschwindigkeit geringer als die Austrittsgeschwindigkeit des Kühlwassers bei der bekannten
Siedekühlung ist, hat das Kühlwasser mangels eines Dampfanteils eine ganz andere Wirkung auf einen sich
bildenden Siedefilm als der Kühlwasserstrom einer Siedekühlung.
Die Dampfblasen lösen sich dann — wie bei der Siedekühlung — von der Kühlrohiinnenwand, jedoch
mit dem Unterschied, daß sie im Kernstrom des Kühlwassers kondensieren, d. h. in sich zusammenfallen,
und nicht als zweite Phase erhalten bleiben. Dieser Vorgang wird von heftiger, hochfrequenter Pulsation,
ähnlich den Kavitationserscheinungen in Pumpen, begleitet, welche die Wärmeübergangswerte beträchtlich
erhöhen und damit einem weiteren Filmsieden entgegenwirken.
Wollte man bei der Siedekühlung durch Erhöhung der
Kaltwassergeschwindigkeit, d. h. durch Erhöhung der Massenflußzahlen, gegebenenfalls entstehende Siedefilme
zerreißen, so müßte die Kaltwassergeschwindigkeit von 1 bis 2,5 m/sec im Normalfall auf ein Mehrfaches
gesteigert werden. Dadurch würden sich bei der aus der Wasserverdampfung resultierenden Volumensvergrößerung
Austrittsgeschwindigkeiten ergeben, weiche gegenüber den Normalwerten von 6 bis 25 m/sec auf 55
bis 100 m/sec ansteigen. Diese Strömungsgeschwindigkeiten des Wasser-Dampf-Gemisches verursachen
Erosionen in den nachgeschalteten Sammlern und Überströmleitungen und führen zu deren Zerstörung.
Deshalb lassen sich solche Geschwindigkeiten in der Praxis nicht realisieren und läßt sich mit einer
Siedekühlung das Filmsieden nicht durch Erhöhung der Kaltwassergeschwindigkeit auf den erfindungsgemäßen
Wert ausschließen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung beträgt die Kühlwassertemperatur am Generatoreintritt insbesondere
200 bis 210°C. Sie liegt damit über dem Taupunkt des Rohgases. Bei einer Aufwärmspanne von
10 bis 25° C hat das Kühlwasser am Generatoraustritt eine Temperatur von 210 bis 235° C. Der Kühlwasserdruck
beträgt mindestens 40 bar. Das bedeutet gegenüber herkömmlichen Kühlwasserdrücken eine erhebliche
Erhöhung und hat neben der erfindungsgemäßen Beseitigung entstandener Siedefilme zur Folge, daß die
Volumenvergrößerung bei örtlicher Dampfbildung minimal ist und nicht zur Instabilität im Kühlsystem
führt. Der Kühlwasserdruck von mindestens 40 bar ermöglicht außerdem eine wesentliche Verringerung
der Heizflächen von Wärmetauschern, die dem Kühlwasser die im Generator aufgenommene Wärme
wieder entziehen. Das erhöht die Wirtschaftlichkeit der Anlage. Zu einer höheren Wirtschaftlichkeit trägt ferner
das hohe Temperaturniveau des Kühlwassers bei.
Bei 40 bar Kühlwasserdruck beträgt der Temperaturabstand zur Siedelinie ca. 25° C, bei vorzugsweisen 50 bis
100 bar ca. 40 bis 80° C.
Wenn dem Generator ein Abhitzekessel nachgeschaltet ist, um das gewonnene Rohgas auf eine vorgegebene
Temperatur für die Weiterverarbeitung abzukühlen bzw. die dem Rohgas innewohnende Wärmeenergie zu
nutzen, so ist das Kühlsystem des erfindungsgemäßen Generators in das des Abhitzekessels eingebunden. Das
hat verschiedene Vorteile. Das Speise- und Umlaufwasser des Abhitzekessels entzieht dem Generatorkühlwasser
ein Großteil der aufgenommenen Wärme. Gegenüber einer Dampferzeugung an bekannten Generatoren
entsteht Dampf mit höherer Temperatur und höherem Druck, der bei gleicher Wärmemenge sehr viel besser
nutzbar ist als ein Dampf mit geringerer Temperatur und geringerem Druck. Dadurch wird der Wirkungsgrad
des Abhitzkessels bzw. der der Gesamtanlage gesteigert.
Die Einbindung in das Abhitzekesselsystem kann wahlweise durch einen wasser- und druckseitigen
Anschluß des Generarorkühlsystems an die Ausdampftrommel des Abhitzekessels erfolgen. Dabei ist es bei
einer gegenüber der Generatorkühlwassertemperatur höheren Wassertemperatur in der Ausdampftrommel
vorteilhaft, wenn die Wasser abführende Leitung des Generatorkühlsystems an die zu der Ausdampftrommel
gehörige Saugleitung unmittelbar, und zwar unterhalb der Ausdampftrommel angeschlossen ist. Das Generatorkühlwasser
kann dann bei entsprechendem Abstand seiner Einmündung in die Saugleitung von der
Ausdampftrommel keine Wärme aus der Ausdampftrommel aufnehmen.
Desgleichen kann eine Einbindung in ein Abhitzkesselsystem über ein sogenanntes Zweidrucksystem
erfolgen, indem das Generatorkühlsystem den Primärkreis des Zweidrucksystems bildet.
Zusätzlich zur Einbindung an einen Abhitzekessel ist regelmäßig eine weitere Kühlung des Generatorkühlwassers
durch nachgeschaltete Wärmetauscher vorgesehen, welche die dem Kühlwasser entzogene Wärme
beliebigen Verwendungszwecken, insbesondere der Speisewasservorwärmung und der Dampferzeugung
zufügen.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 und 2 verschiedene erfindungsgemäße Schlakkenbadgeneratorkühlsysteme.
In Fig. 1 sind mit 1 die Kühlwände eines Schlackenbadgenerator
bezeichnet. Die Kühlwände umschließen den Vergasungsraum 2 des Generators, dem an den mit
3 bezeichneten Stellen Kohlenstaub, Sauerstoff und Wasserdampf zugeführt wird. Dabei kommt es nicht
darauf an, welche Beimengungen die Kohle hat, d. h. welcher Brennstoff vergast wird. Die Art der Beimengung
hat nur Einfluß auf die Menge der zugeführten Vergasungsmittel. Das Schlackenbad und der gegen das
Bad gerichtete Flammenstrahl des Generators erlauben beliebig hohe Betriebstemperaturen bis zu 25000C. Bei
jeder Betriebstemperatur kann mit gleicher, entsprechend hoch ausgelegter Kühlung gearbeitet werden.
Die Kühlwände 1 bestehen aus einer Vielzahl senkrechter oder horizontaler Kühlrohre, die dem von
den Kühlwänden I umschlossenen Raum die in F i g. i schematisch dargestellte Längsschnittform geben und
am oberen Ende in eine Ringleitung 4 und am unteren Ende in eine Ringleitung 5 münden. In die unteren
Ringleitung 5 wird im Betriebsfall durch eine Umwälzpumpe 6 so viel Kühlwasser gedrückt, daß das
200grädige Kühlwasser aus der Ringleitung 5 mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 7 m/sec durch die Kühlrohre
in die obere Ringleitung 4 strömt. Bei einer Betriebstemperatur von 1700 bis 2500° C im Generator erwärmt sich
das Kühlwasser auf dem Weg durch die Kühlrohre bei einem Kühlwasserdruck von 40 bar um 25° C. Kühlwasserdruck
und Geschwindigkeit verhindern ein Sieden des Kühlwassers.
Aus der oberen Ringleitung 4 wird das erwärmte Kühlwasser durch eine Umwälzleitung 7 mehreren
hintereinandergeschalteten Wärmetauschern 8, 9 und 10 zugeführt. Nach Verlassen des letzten Wärmetauschers
10 wird das Kühlwasser den Kühlrohren wieder mit einer Temperatur von 2000C zugeführt. Zwischen
der oberen Ringieitung 4 und dem ersten Wärmetauscher 8 ist ein Ausgleichsgefäß 11, ein Druckspeicher, an
die Umwälzleitung 7 angeschlossen. Das Ausgleichsgefäß 11 dient dem Ausgleich der Wasservolumensänderung
bei Erwärmung.
Die Kühlrohre bilden mit den Ringleitungen 4 und 5, der Umwälzleitung 7, den Wärmetauschern 8, 9 und 10
und der Umwälzpumpe 6 einen geschlossenen Kühlwasserkreis, nach ,7 i g. 1 den Primärkreis eines Zweidrucksystems.
Dieser Kühlwasserkreis ist in dem Wärmetauscher 8 an einen zweiten Kreis, den Sekundärkreis des
Zweidrucksystems, angeschlossen.
Zu dem Sekundärkreis gehören eine Steigleitung 12 und eine Fall-Leitung 13. Die Steigleitung 12 und die
Fall-Leitung 13 verbinden die Heizflächen des Wärmetauschers 8 mit einer Ausdampftrommel 14. Dabei
mündet die Steigleitung 12 in den über dem Wasserspiegel der Ausdampftrommel liegenden Trommelinnenraum,
während die Fall-Leitung unterhalb des Wasserspiegels in den Trommelinnenraum mündet. Dadurch
wird dem Wärmetauscher aus der Ausdampftrommel im Naturumlauf, also aufgrund spezifischer Gewichtsunterschiede,
Wasser zugeführt, das bei einem Wasserdruck von in diesem Falle 25 bar in dem Wärmetauscher 8 zu
sieden beginnt und als Wasser-Dampf-Gemisch durch die Steigleitung in die Ausdampftrommel 14 zurückgelangt.
Die Ausdampftrommel ist Bestandteil des dem Vergaser nachgeschalteten Abhitzekessels 15. Der in
der Ausdampftrommel gesammelte Dampf wird durch eine Leitung 16 einem Überhitzer 17 im Abhitzekessel
15 zugeführt. Gleichzeitig wird Kühlwasser durch eine
Fall-Leitung 18 einem dem Überhitzer 17 im Abhitzekessel 15 nachgeschalteten Kühlsystem zugeführt, aus
dem es durch eine Steigleitung 19 in die Ausdampftrommel 14 zurückgelangt. Die Steigleitung 19 und die
Fall-Leitung 18 münden beide in die Ausdampftrommel 14, wobei die Mündungsstelle der Fall-Leitung 18
erheblich unter der der Steigleitung J9 liegt.
Der Abhitzekessel 15 wird mit nach Zwischenkühlung auf 850/900° C heißem Rohgas aus dem Schlackenbadgenerator
gespeist. Der aus dem Überhitzer 17 austretende Heißdampf kann beliebigen Verwendungszwecken
zugeführt werden. Bei einem Dampftrommeldruck von 25 bar ist der Abhitzekessel 15 ein
Mitteldruckkessel.
Der dem Wärmetauscher 8 kühlwasserseitig nachgeschaltete Wärmetauscher 9 dient der Speisewasservorwärmung. Er ist mit einem weiteren Speisewasservorwärmer 20 im Abhitzekessel 15 hintereinandergeschaltet. Das so vorgewärmte Speisewasser wird der Ausdampftrommel 14 durch eine Leitung 30 zugeführt.
Der dem Wärmetauscher 8 kühlwasserseitig nachgeschaltete Wärmetauscher 9 dient der Speisewasservorwärmung. Er ist mit einem weiteren Speisewasservorwärmer 20 im Abhitzekessel 15 hintereinandergeschaltet. Das so vorgewärmte Speisewasser wird der Ausdampftrommel 14 durch eine Leitung 30 zugeführt.
Der Wärmetauscher 10 ist wahlweise an einen Niederdruckkessel angebunden oder besteht aus einem
solchen.
Das Schlackenbadgenerator-Kühlsystem nach F i g. 2 unterscheidet sich von dem nach F i g. 1 dadurch, daß
statt der Steigleitung 12 und der Fall-Leitung 13 lediglich eine Saugleitung 31 bei sonst gleichen
Anschlüssen an die Ausdampftrommel 14 angeschlossen ist. In der Saugleitung 31 befinden sich mehrere
hintereinandergeschaltete Wärmetauscher 32, 33 und 34, von denen der mit 32 bezeichnete dem Wärmetauscher
9, der mit 33 bezeichnete dem Wärmetauscher 10 entspricht und es sich bei dem Wärmetauscher 34 um
einen sonstigen Wärmetauscher handelt. Die Saugleitung 31 ist an die Umwälzpumpe 6 angeschlossen, die
das angesaugte Kühlwasser wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in die untere Ringleitung 5 drückt.
Das aus der oberen Ringleitung 4 austretende erwärmte Kühlwasser wird durch eine Leitung 35 unmittelbar der
Saugleitung 31 wieder zugeführt, und zwar 2 bis 3 m unterhalb der Ausdampftrommel.
Andererseits kann das aus der Ringleitung 4 austretende Kühlwasser auch der Ausdampftrommel 14
durch eine gestrichelt dargestellte Leitung 36 zugeführt werden. In beiden Fällen bewirkt der wasser- und
druckseitige Anschluß des Generatorkühlkreises an die Ausdampftrommel, daß Generator-Kühlkreislauf und
Abhitzekessel mit gleichem Druck betrieben werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zum Betrieb eines Hochtemperatur-Vergasers für Kohle und sonstige fossile Brennstoffe,
insbesondere eines Kohle-Schlackenbadgenerators mit einem Vergasungsraum, dem durch die
Wandungen der staubförmige Brennstoff und das Vergasungsmittel zugeführt werden und der mit
einem Kühlmantel aus parallelen, senkrechten Rohren umgeben ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in den Kühlrohren bei einem maximalen
Innendurchmesser von 51 mm 5 bis 7 m/sec beträgt und die Austrittstemperatur des Wassers mindestens
10" unterhalb seiner Siedetemperatur bei dem jeweiligen Druck des Kühlsystems liegt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck im Kühlsystem mindestens 40 bar beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwassertemperatur am
Generatoreintritt 200 bis 210° beträgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Druck des Kühlsystems oberhalb des Druckes eines nachgeschalteten Abhitzekessels (15) liegt und das
Kühlsystem den Primärkreis eines Zweidrucksystems bildet, dessen Sekundärkreis der Abhitzekessel
(15) bildet.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem wasser- und druckseitig an die Ausdampftrommel
(14) eines Abhitzekessels (15) angeschlossen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser abführende Leitung (35)
des Kühlsystems an die zu der Ausdampftrommel (14) gehörige Saugleitung (31) unmittelbar angeschlossen
ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 oder zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch nachgeschaltete Wärmetauscher (9,32), welche gleichfalls in das Zweidrucksystem
eingebunden sind.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2554666A DE2554666C3 (de) | 1975-12-05 | 1975-12-05 | Verfahren zum Betrieb eines Hochtemperatur-Vergasers |
ZA766914A ZA766914B (en) | 1975-12-05 | 1976-11-18 | Water-cooled high-temperature gasifiers |
US05/746,400 US4098324A (en) | 1975-05-12 | 1976-12-01 | Water-cooled, high-temperature gasifier and method for its operation |
BR7608103A BR7608103A (pt) | 1975-12-05 | 1976-12-02 | Processo para operar um circuito de agua fechado de um resfriador tubular num gaseificador de alta temperatura bem como sistema de refrigeracao para execucao do mesmo |
CA267,043A CA1077716A (en) | 1975-12-05 | 1976-12-02 | Water-cooled high-temperature gasifier |
JP51144852A JPS5271505A (en) | 1975-12-05 | 1976-12-03 | Waterrcooling high temperature gasifier |
US05/886,386 US4188915A (en) | 1975-12-05 | 1978-03-14 | Water-cooled, high-temperature gasifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2554666A DE2554666C3 (de) | 1975-12-05 | 1975-12-05 | Verfahren zum Betrieb eines Hochtemperatur-Vergasers |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2554666A1 DE2554666A1 (de) | 1977-06-08 |
DE2554666B2 true DE2554666B2 (de) | 1979-12-13 |
DE2554666C3 DE2554666C3 (de) | 1980-08-21 |
Family
ID=5963502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2554666A Expired DE2554666C3 (de) | 1975-05-12 | 1975-12-05 | Verfahren zum Betrieb eines Hochtemperatur-Vergasers |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4098324A (de) |
JP (1) | JPS5271505A (de) |
BR (1) | BR7608103A (de) |
CA (1) | CA1077716A (de) |
DE (1) | DE2554666C3 (de) |
ZA (1) | ZA766914B (de) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4270493A (en) * | 1979-01-08 | 1981-06-02 | Combustion Engineering, Inc. | Steam generating heat exchanger |
DE2933716C2 (de) * | 1979-08-21 | 1985-06-13 | Deutsche Babcock Ag, 4200 Oberhausen | Mit einer Dampferzeugungsanlage versehener Gasgenerator |
US4352341A (en) * | 1981-04-06 | 1982-10-05 | The M.W. Kellogg Company | Waste heat boiler and steam superheater system |
DE3121297C2 (de) * | 1981-05-29 | 1984-05-17 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 4200 Oberhausen | Vorrichtung zum Regeln der Temperatur eines korrosiven Gases, insbesondere Synthesegas |
JPS5869291A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-04-25 | Okutama Kogyo Kk | 固体燃料のガス化方法及びガス発生炉 |
US4445462A (en) * | 1982-11-01 | 1984-05-01 | Combustion Engineering, Inc. | Waste heat boiler with feed mixing nozzle |
US4590993A (en) * | 1984-10-23 | 1986-05-27 | University Of Florida | Heat transfer device for the transport of large conduction flux without net mass transfer |
US4569680A (en) * | 1984-12-26 | 1986-02-11 | Combustion Engineering | Gasifier with economizer gas exit temperature control |
US4799356A (en) * | 1986-07-28 | 1989-01-24 | Shell Oil Company | Synthesis gas generation complex and process |
US5107920A (en) * | 1990-03-30 | 1992-04-28 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Heat exchanger with oscillating flow |
US20080302520A1 (en) * | 2007-06-06 | 2008-12-11 | Alcoa Inc. | Heat Exchanger |
US8191617B2 (en) * | 2007-08-07 | 2012-06-05 | General Electric Company | Syngas cooler and cooling tube for use in a syngas cooler |
US8240366B2 (en) * | 2007-08-07 | 2012-08-14 | General Electric Company | Radiant coolers and methods for assembling same |
DE102008034734A1 (de) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | Uhde Gmbh | Verfahren und Reaktoren zur Vergasung von staubförmigen, festen oder flüssigen Brennstoffen, wie Kohle, Petrokoks, Öl, Teer od. dgl. |
EP2180250A1 (de) * | 2008-09-09 | 2010-04-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Durchlaufdampferzeuger |
US8690977B2 (en) | 2009-06-25 | 2014-04-08 | Sustainable Waste Power Systems, Inc. | Garbage in power out (GIPO) thermal conversion process |
DE102010044859A1 (de) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Betreiben eines Kreislaufsystems, Verfahren zum Beschichten und Verwendung von Generator- und/oder Turbinenschaufeln und/oder Kondensatorrohrböden eines Kraftwerkskondensators |
CN106545831A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-03-29 | 北京金泰瑞和工程科技有限公司 | 废热锅炉换热器及固定床加压气化*** |
DE102018002086A1 (de) | 2018-03-09 | 2019-09-12 | Borsig Gmbh | Quenchsystem |
CN108692302A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-10-23 | 哈尔滨电站设备成套设计研究所有限公司 | 电弧炉废热钢渣余热利用的锅炉及汽水循环方法 |
JP7399613B2 (ja) * | 2018-11-12 | 2023-12-18 | 三菱重工業株式会社 | 冷却壁、ガス化炉、ガス化複合発電設備及び冷却壁の製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1897950A (en) * | 1927-07-25 | 1933-02-14 | U G I Contracting Company | Gas generator |
US2179638A (en) * | 1935-06-07 | 1939-11-14 | Koppers Co Inc | Gas producer |
US2603559A (en) * | 1948-06-23 | 1952-07-15 | Comb Eng Superheater Inc | Gas and steam generator for systems for obtaining fuel gases and other products fromnatural gas and the like |
US3059913A (en) * | 1958-09-29 | 1962-10-23 | Henry J Kaiser Company | Cooling systems for devices used in metal refining processes |
-
1975
- 1975-12-05 DE DE2554666A patent/DE2554666C3/de not_active Expired
-
1976
- 1976-11-18 ZA ZA766914A patent/ZA766914B/xx unknown
- 1976-12-01 US US05/746,400 patent/US4098324A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-12-02 BR BR7608103A patent/BR7608103A/pt unknown
- 1976-12-02 CA CA267,043A patent/CA1077716A/en not_active Expired
- 1976-12-03 JP JP51144852A patent/JPS5271505A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA766914B (en) | 1977-10-26 |
US4098324A (en) | 1978-07-04 |
JPS5271505A (en) | 1977-06-15 |
BR7608103A (pt) | 1977-11-22 |
DE2554666A1 (de) | 1977-06-08 |
CA1077716A (en) | 1980-05-20 |
DE2554666C3 (de) | 1980-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2554666C3 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Hochtemperatur-Vergasers | |
DE2608486C2 (de) | ||
DE69905543T3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Methanol | |
DE2350666A1 (de) | Herstellung von synthetischem naturgas aus rohoel | |
DE2609320C3 (de) | Kohlevergasungseinrichtung | |
DE2722502A1 (de) | Verfahren zur methanierung von kohlenmonoxid und wasserstoff enthaltenden primaer-synthesegasen fuer die erzeugung von ersatz-erdgas | |
DE2529591A1 (de) | Verfahren zur herstellung von methanol | |
DE602004004908T2 (de) | Vorrichtung und verfahren zum kühlen von heissgas | |
DE3028646C2 (de) | ||
DE2711897B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Oxidation von gasförmigen Schwefelverbindungen zu Schwefeltrioxid | |
EP0320440A2 (de) | Vorwärmung von Kohlenwasserstoff/Wasserdampf-Gemischen | |
DE2335659A1 (de) | Verfahren zur erzeugung eines methanhaltigen gases | |
DE4029660C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung für die Trocknung von Erdgas und für die Wiederaufbereitung des hierfür benutzten Wasserlösemittels | |
DE19736867C2 (de) | Verfahren zur allothermen Vergasung von organischen Stoffen und Stoffgemischen | |
EP0044071B1 (de) | Verfahren zur Konvertierung eines Kohlenmonoxid enthaltenden Gasstroms | |
DE1467119B2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung von elementarem schwefel aus einem schwefelwasserstoffhaltigen gasstrom mit einem geringen gehalt an brennbaren stoffen | |
DE2240355C3 (de) | Verfahren zur Umwandlung von Brennstoffen unter Wärmezufuhr | |
DE2821413C2 (de) | ||
DD202858A5 (de) | Verfahren und einrichtung zur erzeugung von ammonnitrat | |
DE3515197A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur energieerzeugung | |
DE936766C (de) | Verfahren und Gaserzeuger zur Erzeugung von kohlenoxydreichen und methanarmen Gasen durch Vergasen von Brennstoffen und Anwendung der erzeugten Gase | |
DE947730C (de) | Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung eines Gases mit hohem Heizwert aus Kohlenwasserstoffoelen | |
DE966065C (de) | Gaserzeuger zur Erzeugung von Kohlenoxyd und Wasserstoff enthaltenden Gasen aus staubfoermigen Brennstoffen und Verfahren zum Betrieb desselben | |
DE447646C (de) | Verfahren und Anlage zur Behandlung von Kohlenoxyd enthaltendem Gas | |
DE3133670A1 (de) | Verfahren zum vergasen von kohlenstoffhaltigen rohstoffen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |