DE2931218C2 - Schlackenablaßteil mit Schlackenaustrag für Feststoff-Gaserzeuger für Kohle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schlackenablaßteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung.

Ein Festbett-Gaserzeuger, bei dem ein solcher Schlackenablaßteil zur Anwendung kommt, ist in der US-PS 41 29 422 beschrieben, die sich besonders auf die Ausbildung des Schmelzherdes mit Schlackenauslaß bezieht

Die Werkstoffe insbesondere des Schlackenablaßteils, aber auch des Schmelzherdes bei solchen Gaserzeugern sind einer aggressiven Erosion, einer Korrosion und einem Wärmeangriff durch die Schlacke und das darin befindliche Eisen unterworfen. Die hohe Temperatur und Beweglichkeit der Schlacke und des Eisens während des Schlackenabstichs sowie das Zurückhalten der Schlacke setzen die Werkstoffe der Schlackenauslaßöffnung in erster Linie der Erosion sowie dem Wärmeangriff durch das Eisen aus. Schwierigkeiten haben sich bisher ergeben, wenn es galt, für einen derartigen Gaserzeuger einen Schlackenablaßteil zu schaffen, der sich unter den hohen Temperaturen und infolge des in der Schlacke enthaltenen Eisens während des Betriebs des Gaserzeugers nicht schnell abnutzt

Es hat sich herausgestellt, daß die Steuerung oder Kontrolle der Geschwindigkeit der Schlackenströmung aus dem Schmelzherd durch den Schlackenablaßteil hindurch sowie der Widerstand gegen Erosion des Schlakkenablaßteils selbst von kritischen Faktoren der Konstruktion des betreffenden Schlackenablaßteils abhängt, nämlich unter anderem von der Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Werkstoffs, der Form und Geometrie der Metallmasse, der Größe der öffnung sowie der Größe, Länge und Anordnung des Kühlmittelkanals mit Bezug auf die Oberflächen des der Wärmeeinwirkung ausgesetzten Schlackenablaßteils, wie in der genannten US-PS beschrieben.

Menge und Geschwindigkeit der Strömung der Kühlflüssigkeit sind ebenfalls ein wichtiger Faktor bei der Konstruktion eines Schlackenablaßteils, da die Oberflächen, die in direktem Kontakt mit der Schlacke und den Brennergasen stehen, ausreichend gekühlt werden müssen, um annehmbare Oberflächentemperaturen aufrechitzuerhalten, doch ist es andererseits wichtig, deß überschüssige Wärmemengen nicht durch den Schlakkenablaß aus dem Schmelzherd entfernt werden, im typischen Fall werden Strömungsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 6 bis 9 m/s bevorzugt, damit

ίο sich eine konstante Kanalwandtemperatur im Bereich von 10 bis 20° C ergibt, wie beim bekannten Gegenstand der Fall — Ablauföffnungen für Schlacke von 38,1 mm sind bei vorgenannten Druckvergasern aas »The Gas Council Research Communication GC112«, des Reis search Meeting of The Institution of Gas Ingeneer 17, 18,11,1964 S. 11, Mitte, bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Festbettgaserzeuger der genannten Art einen Schlakkenablaßteil mit wesentlich erhöhter Lebensdauer zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Patentanspruchs gelöst Die Erfindung ermöglicht längere Betriebszeiten des Gaserzeugers, weil auch der am stärksten der Wärme und der erodierenden Schlacke ausgesetzte Teil desselben, nämlich der Schlackenablaßteil, die normalen WartungsintervitUe, d. h. die Generatorfahrzeiten, übersteht Mit dem erfindungsgemäßen Schlackenablaßteil kann der Gaserzeuger sowohl mit kontinuierlichem als auch mit diskontinuierlichem Schlackenabstich betrieben werden, da er ohne weiteres imstande ist, auch die vom Schlackenbrenner erzeugten Temperaturen auszuhalten, obwohl an dieser Stelle keine Schutzschicht von erstarrter Schlacke vorhanden ist Die angegebenen neuen Dimensionen gehen auf Berechnungen zurück, die angestellt wurden, um einen erfolgreichen Schlakkenablaßteil zu schaffen, der, wie sich herausgestellt hat, etwa ein Jahr lang unter kontinuierlichen aggressiven, korrosiven und erosiven Bedingungen durchhält so daß nunmehr ein Auswechseln desselben im Rahmen der allgemeinen Inspektion der Anlage erfolgen kann, ohne daß zwischendurch die Anlage nur wegen des verschlissenen Schlackenablaßteils stillgesetzt werden müßte. Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispiels weise wiedergebenden Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Festbett-Gaserzeuger, Fig.2 einen Schnitt durch den abgenommenen

so Schlackenablaßteil des Gaserzeugers nach F i g. 1, und

F i g. 3 einen Teilschnitt durch das gewendelte Rohr im Schlackenablaßteil.

Nach F i g. 1 weist der Festbett-Gaserzeuger eine feuerfest ausgekleidete, unter Druck stehende Verga sungskammer 10 auf, in die Kohle aus einem Ver schlußtrichter 12 eingespeist und durch drehbare Verteiler 14 verteilt wird. Sauerstoff und Dampf werden in das Brennstoffbett (nicht dargestellt) über Blasdüsen 16 eingebracht Ein Vorrat von geschmolzener Schlacke und Eisen sammelt sich in einem trichterförmigen Schmelzherd 18 und wird periodisch durch eine öffnung abgelassen, die in einem abnehmbaren Schlackenablaßteil 20 gebildet ist, der innerhalb des Schmelzherdes gehalten ist, wobei die Schlacke in einen Wasservorrat 22 fällt, der in einer Löschkammer 24 enthalten ist. Das Wasser strömt aus einem perforierten Rohrring 26, bevor die Schlacke in einen Verschlußtrichter 28 in Form einer dichten, kleinkörnigen Fritte gefördert wird, der

mit einem Teil des Löschwassers bei Betätigung eines Ventils 30 versorgt wird. Die Fritte wird aus dem Verschlußtrichter 28 auf Förderer 32 abgelassen. Das dem Rohrring 26 über einen EinlaS 34 zugeführte Wasser kann teilweise über Auslässe (316,38 aus der Löschkam- s mer 24 und dem Schlacken-VerschluB.trichtcr 28 über Pumpen und Filter (nicht dargestellt) in Umlauf gebrachtes sein.

Die Löschkammer 24 ist gasdicht an den Boden der Vergasungskammer 10 über Zwischenflansche 40 angeschlossen. Ein Düsenmischbreinner 60 wird zusammen mit dem Schlackenablaßteil 20 durch eine Ringflanschgruppe 40 gehalten, Ist aber so angeordnet, daß diese Bauteilgruppe leicht abnehmbar ist

Der Schlackenablaßteil 20 (Fig.2) weist einen Kör- is per 42 aus Kupfer- oder kupferlegiertem Metallguß um ein spiralgewendeltes Rohr 44 herum auf, das für den Umlauf von Kühlwasser einen Einlaß 46 und einen Auslaß 48 aufweist, die aus dem unteren Teil des Körpers herausragen. Eine Trichterfläche 50 des Schlackenablaßteils hat eine kegelstumpfartige Form und geht in die zylindrische Oberfläche einer Schlackenauslaßöffnung 52 über, die in einer ringförmigen Lippe 54 endet Die äußere Umfangsfläche 56 des Körpers 42 verläuft vorzugsweise konisch, um das Abnehmen vom Schmelzherd des Gaserzeugers zu erleichtern.

Im unteren Teil des Körpers 42 ist eine ringförmige Ausnehmung 58 vorgesehen, die einen ringförmigen Vorsprung (nicht dargestellt) an der Flanschgruppe im montierten Zustand aufnimmt

Das gewendelte Rohr 44 besteht aus einer Nickel-Chrom-Legierung, z. B. aus »Inconel 600«, hat eine Länge von etwa 1067 mm, einen Innendurchmesser von 12,7 mm und eine Wanddicke von 3 mm. Der Gesamtdurchmesser des Gußkörpers 42 beträgt etwa 324 mm mit einer Gesamthöhe von etwa 114 mm. Der Durchmesser der öffnung 52 beträgt 38 bis 63,5 mm und seine Höhe 25,4 bis 51 mm, wobei die öffnung in die Trichterfläche übergeht die einen Winkel von 30 bis 45° zur Horizontalen bildet Vorzugsweise ist die Außenoberfläche der eingegossenen Länge des Wendelrohres mit einer Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten Ringrippen 45 (siehe F i g. 3) versehen, um die Bindung mit dem Gießmetall zu verbessern, die eine Wärmeübertragung auf die Kühlflüssigkeit begünstigt und um jede Tendenz zu einem Bruch des Gußkörpers beim Abkühlen nach dem Gießvorgang zu vermindern. Das gewendelte Rohr ist im Gußkörper so angeordnet daß die Windungen desselben sich zumindest um und in der Nähe der Oberfläche des Trichters und der Auslaßöffnung erstrecken. Die Windungen haben von der Oberfläche einen Abstand zwischen 6,4 und 38 mm.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schlackenablaßteil mit Schlackcnaustrag, für Festbett-Gaserzeuger für Kohle, bestehend aus einem Vergasungsbehälter, Kohlebeschickungsvorrichtungen, Einrichtungen zum Einführen von Sauerstoff und Dampf, einem Schmelzherd, einer Schlackenauslaßöffnung und einer darunter angeordneten Brennereinrichtung sowie einer Löschkammer unterhalb der Schlackenauslaßöffnung, wobei Herdteil wie auch Schlackenablaßteil aus Cu- oder Cu-Legierungsausguß bestehen, worin je ein Rohr als Spiralwendel aus Nickel-Chrom oder Nikkei-Chrom-Legierung für Kühlflüssigkeit mit einem Abstand von 6,4 bis 38 mm zur zu kühlenden Oberfläche vorgesehen ist, und wobei der vom Herdteil umschlossene Schlackenablaßteil eine in die zentrale zylindrische Schlackenauslaßöffnung übergehende kegelige Trichterfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlackenablaßteil (20) eine Höhe 76 bis 127 mm aufweist, seine zylindrische Schlackenauslaßöffnung (52) einen lichten Durchmesser von 38 bis 63,5 mm über eine Höhe von 25,4 bis 51 mm besitzt und der Winkel der Trichterfläche (50) 30 bis 45° zur Horizontalen beträgt