DE2931218C2 - Slag discharge part with slag discharge for solid gas generators for coal - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schlackenablaßteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung.The invention relates to a slag discharge part of the type specified in the preamble of the claim.

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 beziehtA fixed bed gas generator using such a slag discharge part is disclosed in US Pat US-PS 41 29 422 described, which relates particularly to the Education of the melting hearth with slag outlet refers

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 abnutztThe materials, in particular of the slag discharge part, but also of the melting point in such gas generators are subject to aggressive erosion, corrosion and subjected to thermal attack by the slag and the iron therein. The high temperature and mobility of the slag and iron During the tapping of the slag and the retention of the slag, the materials of the slag outlet opening are primarily exposed to erosion and the heat attack by the iron. Have difficulty so far, if it was a question of such a thing Gas generator to create a slag discharge part, which under the high temperatures and as a result of the in the iron contained in the slag does not wear out quickly during the operation of the gas generator

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.It has been found that the controller or Control of the speed of the slag flow from the melting hearth through the slag discharge part and the resistance to erosion of the slag discharge part itself depend on critical factors in the design of the slag discharge part concerned, namely, among other things, on the thermal conductivity of the material used, the shape and geometry of the Metal mass, the size of the opening and the size, length and arrangement of the coolant channel with reference on the surfaces of the heat-exposed slag discharge part as described in the aforesaid U.S. Patent.

Menge und Geschwindigkeit der Strömung der Kühlflüssigkeit sind ebenfalls ein wichtiger Faktor bei derThe amount and speed of flow of the cooling liquid are also an important factor in the 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, damitConstruction of a slag discharge part because the surfaces that are in direct contact with the slag and the Burner gases must be sufficiently cooled to maintain acceptable surface temperatures, but it is, on the other hand, important that this be done excessive amounts of heat are not removed from the hearth through the slag outlet, typically flow velocities in of the order of 6 to 9 m / s preferred so

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, bekanntίο a constant duct wall temperature in the area from 10 to 20 ° C results, as in the case of the known object - drainage openings for slag of 38.1 mm are in the aforementioned pressure gasifiers aas "The Gas Council Research Communication GC112", the Reis search Meeting of The Institution of Gas Ingeneer 17, 18, 11, 1964 p. 11, middle, known

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Festbettgaserzeuger der genannten Art einen Schlakkenablaßteil mit wesentlich erhöhter Lebensdauer zuThe invention is based on the object for a Fixed-bed gas generators of the type mentioned have a slag discharge part with a significantly increased service life schaffen.create.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Patentanspruchs gelöst Die Erfindung ermöglicht längere Betriebszeiten des Gaserzeugers, weil auch der am stärksten der WärmeAccording to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the patent claim The invention enables longer operating times of the gas generator, because it is also the most powerful of the heat 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 auchand the part thereof exposed to the erosive slag, namely the slag discharge part, the normal maintenance intervals, d. H. the generator travel times With the slag discharge part according to the invention, the gas generator can use both continuous and 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 angegebenenbe operated with discontinuous slag tapping, since it is easily able to also handle the Slag burner can withstand the temperatures generated, although at this point there is no protective layer of solidified slag is present the specified 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 daßnew dimensions are based on calculations, who were hired to create a successful gag release part that has been found to be withstands continuous aggressive, corrosive and erosive conditions for about a year so that 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 beispielsit can now be replaced as part of the general inspection of the system without that in between the system would only have to be shut down because of the worn out slag discharge part. The invention will now be based on the example weise wiedergebenden Zeichnung beschrieben. Dabei zeigtwise reproducing drawing described. Included shows

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Festbett-Gaserzeuger, Fig.2 einen Schnitt durch den abgenommenenF i g. 1 a schematic longitudinal section through a fixed bed gas generator, 2 shows a section through the removed

so Schlackenablaßteil des Gaserzeugers nach F i g. 1, undso slag discharge part of the gas generator according to FIG. 1, and

F i g. 3 einen Teilschnitt durch das gewendelte Rohr im Schlackenablaßteil.F i g. 3 shows a partial section through the coiled pipe in the slag discharge part.

Nach F i g. 1 weist der Festbett-Gaserzeuger eine feuerfest ausgekleidete, unter Druck stehende VergaAccording to FIG. 1, the fixed bed gas generator has a refractory lined, pressurized gas 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 Schlackesolution chamber 10, in the coal from a Ver Terminal funnel 12 is fed and distributed by rotatable distributor 14. Oxygen and steam are in the fuel bed (not shown) introduced via tuyeres 16 A supply of molten slag 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 Wasservorratand iron collects in a funnel-shaped melting hearth 18 and is periodically released through an opening which is formed in a detachable slag discharge part 20 which is located within the smelting hearth is held, with the slag in a water supply 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, der22 falls, which is contained in an extinguishing chamber 24. That Water flows out of a perforated pipe ring 26 before the slag is in a sealing funnel 28 in shape a dense, small-grain frit is promoted, the

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.is supplied with part of the extinguishing water when a valve 30 is actuated. The frit comes out of the sealing funnel 28 lowered onto conveyor 32. The water supplied to the pipe ring 26 via an inlet 34 can be partially removed from the extinguishing chamber via outlets (316,38) mer 24 and the slag closure funnel 28 over Pumps and filters (not shown) to be circulated.

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 istThe quenching chamber 24 is connected in a gas-tight manner to the bottom of the gasification chamber 10 via intermediate flanges 40. A nozzle mixing sprinkler 60 is connected to the slag discharge part 20 by an annular flange assembly 40 held, but is arranged so that this group of components can be easily removed

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.The slag discharge part 20 (FIG. 2) has a body by 42 made of copper or copper alloy cast metal around a spiral tube 44 around which for the Circulation of cooling water has an inlet 46 and an outlet 48 emerging from the lower part of the body stick out. A funnel surface 50 of the slag discharge part has a frustoconical shape and goes into the cylindrical surface of a slag discharge port 52, which terminates in an annular lip 54. The outer peripheral surface 56 of the body 42 preferably extends conical to make it easier to remove from the gas generator's melting hearth.

Im unteren Teil des Körpers 42 ist eine ringförmige Ausnehmung 58 vorgesehen, die einen ringförmigen Vorsprung (nicht dargestellt) an der Flanschgruppe im montierten Zustand aufnimmtIn the lower part of the body 42 an annular recess 58 is provided which is an annular Receives projection (not shown) on the flange group in the assembled state

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.The coiled tube 44 is made of a nickel-chromium alloy, e.g. B. made of "Inconel 600", has a length of about 1067 mm, an inner diameter of 12.7 mm and a wall thickness of 3 mm. The overall diameter of the cast body 42 is approximately 324 mm with a total height of approximately 114 mm. The diameter the opening 52 is 38 to 63.5 mm and its Height 25.4 to 51 mm, with the opening in the funnel surface transitions which forms an angle of 30 to 45 ° to the horizontal. The outer surface is preferred the cast length of the helical tube with a plurality of spaced apart Annular ribs 45 (see Fig. 3) are provided to improve the bond with the cast metal, which allows heat transfer favored on the cooling liquid and any tendency to break the cast body when To reduce cooling after the casting process. The coiled tube is arranged in the cast body so that the coils thereof at least around and in the vicinity of the surface of the funnel and the outlet opening extend. The coils are between 6.4 and 38 mm apart from the surface.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

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Claims (1)

Patentanspruch:Claim: 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 beträgtSlag discharge part with slag discharge, for fixed bed gas generators for coal, consisting of a gasification tank, coal charging devices, devices for introducing oxygen and steam, a melting hearth, a Slag outlet opening and a burner device arranged below it as well as a quenching chamber below the slag outlet opening, the hearth part as well as the slag discharge part made of copper or Cu alloy spout, in which a tube as a spiral coil made of nickel-chromium or Nikkei-chromium alloy for cooling liquid with a Distance of 6.4 to 38 mm to the surface to be cooled is provided, and the from the stove part enclosed slag discharge part merging into the central cylindrical slag outlet opening has a conical funnel surface, characterized in that the slag discharge part (20) has a height of 76 to 127 mm, its cylindrical slag outlet opening (52) has a clear diameter of 38 to 63.5 mm over a height of 25.4 up to 51 mm and the angle of the funnel surface (50) is 30 to 45 ° to the horizontal