DE3230088A1

DE3230088A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausschleusen von rueckstaenden aschehaltiger brennstoffe

Info

Publication number: DE3230088A1
Application number: DE19823230088
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Gerhardus; Josef Dipl.-Ing. Hibbel; Bernhard 4250 Bottrop Lieder; Heinrich Dipl.-Ing. Scheve; Volkmar Dipl.-Ing. 4200 Oberhausen Schmidt; Erwin 4200 Oberhausen Zerres
Original assignee: RUHRCHEMIE AG 4200 OBERHAUSEN; Ruhrchemie AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1982-08-13
Filing date: 1982-08-13
Publication date: 1984-02-16
Also published as: US4541840A; DE3368952D1; AU558293B2; AU1796383A; SU1301318A3; EP0101005A2; PL243333A1; EP0101005A3; IN159749B; BR8304239A; PL139176B1; ZA835787B; JPS5956489A; EP0101005B1; CA1211287A

Description

Oberhausen 15» 09.08.1982 PLD bin-eib H 1937

Ruhrchemie Aktiengesellschaft, Oberhausen 13

Verfahren und Vorrichtung; zum Ausschleusen von Rückständen aschehaltiger Brennstoffe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausschleusen von Rückständen, die bei der Vergasung von aschehaltiger, insbesondere festen Brennstoffen, wie Steinkohle, Braunkohle und anderen kohlenstoffhaltigen Substanzen mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Verbindungen wie Wasser und/oder Kohlendioxid entstehen. Die Umsetzung des Einsatzmaterials erfolgt bei einem Druck von 10 bis 200 bar. Die Vergasungsrückstände verlassen den Vergasungsraum flüssig bzw. plastisch und werden in einem, dem Vergasungsraum angeschlossenen Wasserbad in ein festes Granulat, das auch feinkörnig sein kann, überführt. Mit Hilfe eines unter dem Wasserbad angeordneten wassergefüllten Schleusbehälters werden die granulatförmigen Rückstände periodisch aus dem Drucksystem der Druckvergasungsanlage ausgetragen.

Verfahren und Vorrichtung zur Ausschleusung der Asche müssen eine Reihe von Forderungen erfüllen. Abgesehen davon, daß ihr Betrieb mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand möglich sein soll, ist sicher-

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zustellen, daß die Ausschleusung der Rückstände gefahrlos und ohne Belastung der Umwelt erfolgt. So muß der Austritt von Produktgas aus dem unter hohem Druck stehenden Vergasungsraum in die Atmosphäre wegen Vergiftungs- und Explosionsgefahr unbedingt vermieden werden. Darüber hinaus ist dafür Sorge zu tragen, daß gefährliche bzw. geruchsbelästigende Gase, die z.B. im Prozeßwasser unter Druck gelöst sind und beim Entspannen frei werden, ebenso wenig wie das mit der Schlacke abgeleitete Schmutzwasser in die Umwelt gelangen. Schließlich soll der Abfluß der granulierten Schlacke aus dem Vergasungsraum in das Ausschleusungssystem durch den Ausschleusungsvorgang nur kurzzeitig unterbrochen werden, um einen Rückstau der Schlacke im Vergasungsraum und damit eine Blockierung des Auslaufs zu vermeiden.

In der DE-OS 28 29 629 wird ein Verfahren zum periodischen Ausschleusen von beim Vergasen aschehaltiger Brennstoffe anfallender Rückstände beschrieben. Die hierbei auftretenden Verbrennungsrückstände granulieren in einem Wasserbad. Unterhalb des Wasserbades ist ein Schleusbehälter, der mit einem gesonderten Wasservorrat in Verbindung steht, angeordnet. Er ist über eine Leitung, in der ein Injektor eingebaut ist, mit dem Wasserbad verbunden. Der Injektor saugt aus dem Schleusbehälter Wasser an und fördert dieses in das Wasserbad zurück. Zum Ausgleich gelangt Wasser und Schlacke aus dem Wasserbad in die Schleuse. Die Schlacke sedimentiert in der Schleuse. Vor dem Ausschleusen der im Schleusbehälter angesammelten Schlakke wird der unter dem gleichen Druck wie das Wasser-

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bad stehende Schleusbehälter in den gesonderten, drucklosen bzw. unter geringem Überdruck stehenden Vasservorrat entspannt. Anschließend wird aus dem Wasservorrat eine vorgegebene Menge Wasser in den Schleusbehälter gespült, wodurch Wasser und Schlacke aus dem Schleusbehälter in einen nachgeschalteten, drucklosen bzw. unter geringem Überdruck stehenden Auffangbehälter, in dem Schlacke und Wasser getrennt werden, gelangen. Nach Unterbrechen der Verbindung vom'Schleusbehälter zum Wasserbad wird der stets restlos mit Wasser gefüllte Schleusbehälter durch öffnen einer Verbindungsleitung, die zum Wasserbad führt, auf den im Wasserbad herrschenden Druck gebracht. Das Befüllen des Schleusbehälters mit Schlacke erfolgt über den zuvor beschriebenen Wasserkreislauf, der mit Hilfe des Injektors aufrecht erhalten wird.

Das in der vorstehend aufgeführten Druckschrift praktizierte Verfahren läßt sich allerdings nur dann ohne Störung durchführen, wenn gewährleistet ist, daß die Temperatur im Wasserbad möglichst unter 100 C bzw. nur geringfügig über dem Siedepunkt der wässrigen Phase bei Atmosphärendruck liegt. Bei Temperaturen oberhalb des Siedepunktes der wässrigen Phase bei Atmosphärendruck treten bei der erforderlichen Entspannung des Druckes des Schleusbehälters auf Atmosphärendruck, die dem drucklos durchzuführenden Entleeren vorangehen soll, Schwierigkeiten infolge spontaner, unerwünschter Verdampfungsvorgänge auf. Diese Verdampfungen ^verhindern die erwünschte rasche Entspannung und wirbeln Flüssigkeit und schon abgeschiedene Asche auf, die mit dem Entspannungsgas abgeführt wird.

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Bei der Verwendung stark schlackehaltiger Kohle, deren Schlacke im heißen Zustand in das Wasserbad gelangt und/oder teilweisem bzw. direktem Quench des aus der Kohle gebildeten Gasgemisches wird das Wasserbad abhängig vom Betriebsdruck zwangsweise auf Temperaturen erhitzt, die weit oberhalb des Siedepunktes der wässrigen Phase bei Atmosphärendruck liegen. Als Folge hiervon stellen sich die vorstehend genannten Erschwernisse ein. Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren zum periodischen Ausschleusen von beim Vergasen aschehaltiger, insbesondere fester Brennstoffe mit Sauerstoff bzw.sauerstoffhaltigen Vergasungsmitteln unter einem Druck von 10 bis 200 bar entstehenden Eückständen, die in einem Wasserbad granuliert werden und die über einen mit einem gesonderten Wasservorrat in Verbindung stehenden, ständig mit Wasser gefüllten Schleusbehälter, aus dem sie nach Entspannen vom Vergasungsdruck auf 0,o5 bis 4 bar bzw. Atmosphärendruck durch den Wasservorrat ausgetragen werden, in einen nachgeschalteten Behälter gelangen. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß zwiscae» dem Wasserbad und dem Schleusbehälter eine Trennkammer angeordnet ist, beim Befüllen des Schleusbehälers mit Schlacke ein vom Wasserbad in die Trennkammer gerichtetgrWasserstrom erzeugt wird, dieser von der Trennkammer in das Wasserbad zurückgeführt wird, wobei Wasser und Schlacke sich voneinander trennen, Schlacke in den unterhalb der Trennkammer befindlichen Schleusbehälter gelangt, die

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Trennkammer mit dem gesonderten Wasservorrat in Verbindung steht und das in der Trennkammer befindliche heiße Wasser nach Befüllen des Schleusbehälters mit Schlacke und vor dem Ausschleusen von Wasser-Schlacke-Gemisch gekühlt oder durch kaltes Wasser ersetzt wird.

Im Wasserbad granulieren die bei der Vergasung aschehaltiger, insbesondere fester Brennstoffe enthaltenden Rückstände. Das Wasser-Schlacke-Gemisch gelangt mittels eines Kreislaufstromes über Absperrorgane durch einen zentrischen Kanal in eine restlos mit Wasser gefüllte Trennkaminer und wird als von Feststoffen gereinigte, heiße Wasserphase von der Trennkammer unter Verwendung eines Förderaggregates in das Wasserbad zurückgeführt. Der zentrische Kanal besteht in seinem oberen Teil aus einem Rohrstutzen, an den sich parallel zueinander angeordnete Leitflächen anschließen, die in ihrer Mitte eine den Kanal bildende öffnung aufweisen. ZweckmäßigerweL se sind die Leitflächen in sich geschlossen und besitzen die Form eines Kegelstumpfea oder einer Schrägplatte, deren durch den Gesamtdurchmesser bestimmte öffnung nach oben weist. Ihr Durchmesser beträgt von 70 % bis 99 % des Durchmessers der Trennkammer. Sie sind an tragenden Achsen aufgehängt, die Distanzstücke aufweisen, um eine parallele Anordnung der einzelnen Leitflächen zu gewährleisten. Es erweist sich als vorteilhaft, eine Kegelform mit einem öffnungswinkel von 30 bis 160°, vorzugsweise 60 bis 120°, zu verwenden. Es ist jedoch auch möglich, die Leitflächen als Schrägplatten auszugestalten.

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Den unteei Teil des zentrischen Kanals bildet ein weiterer rohrförmiger Stutzen, der mit seinem Ende in einen der Trennkammer unmittelbar nachgeschalteten Schleusbehälter lediglich ein kurzes Stück hineinragt. Dem zentrischen Kanal kommt die Aufgabe zu, herabfallende Feststoffteile in den Schleusbehälter zu leiten und heißes Wasser entlang seiner Leitflächen aus der Trennkammer abzuführen.

In der Trennkammer wird zum einen die Trennung von feint eiliger Schlacke, die sich auf den in der Trennkammer eingebauten Leitflächen absetzt, und Wasser herbeigeführt, zum anderen wird das heiße Wasser unmittelbar aus der Trennkammer wieder in das Wasserbad zurückgeführt.

Das heiße Wasser tritt durch den zentrischen Kanal in die Trennkammer ein, strömt zwischen den Leitflächen hindurch, wodurch infolge eines vergrößerten Gesamtquerschnittes eine erhebliche Strömungsverlangsamung und unterstützt durch die kurzen Sedimentationswege zwischen den Platten auch feine Partikel wirkungsvoll abgeschieden werden. Das heiße Wasser wird am Kopf der Trennkammer abgezogen und mit Hilfe des Förderaggregates wieder dem Wasserbad zugeleitet. Die grobteilige, kompakte Schlacke sinkt infolge ihres hohen Eigengewichtes direkt durch den zentrischen Kanal in den unterhalb der Trennkammer angeordneten Schleusbehälter und setzt sich dort ab. Da der zentrische Kanal zwar durch die Trennkammer führt, aber nur geringfügig in den Schleusbehälter eintaucht, ist ge-

JO währleistet, daß das im Kreislauf geführte heiße und entsprechend leichtere Wasser nicht in den Schleusbehälter gelangt. Vielmehr strömt das heiße Wasser

bereits vor dem Ende des zentrischen Kanals zwischen den einzelnen, parallel angeordneten Leitflächen hindurch und wird mit Hilfe des Förderaggregates in das Wasserbad zurückgeführt·

Die feinteiligen Asche- bzw. feinkörnigen Schlackepartikel setzen sich auf den Leitflächen ab, agglomerieren im Laufe der Zeit zu einer kompakteren Schicht, die infolge ihres Eigengewichtes schließlich der Neigung der Leitflächen folgend in den zentrischen Kanal rutsehen und über diesen ebenfalls in den Schleusbehälter gelangen. Eine mögliche Erwärmung infolge von Vermischung des heißen, dem Wasserbad entstammenden Wassers und dem kalten Wasser des Schleusbehälters wird somit verhindert und zugleich eine ausreichende Abscheidung feinteiliger Schlacke bzw. Asche erreicht.

Sobald der unmittelbar unterhalb der Trennkammer angeordnete Schleusbehälter mit Schlacke, d.h. sowohl mit der soeben beschriebenen feinkörnigen Schlacke, die auf den Leitflächen in der Trennkammer agglomeriert und von dort absinkt, als auch mit grobkörniger, kompakter Schlakke, die direkt durch die Trennkammer im zentrischen Kanal nach unten in den Schleusbehälter sinkt, gefüllt ist, wird die Zufuhr von Wasser-Schlacke-Gemisch aus dem Wasserbad in die Trennkammer durch Schließen von Absperrorganen unterbrochen. Dies gilt ebenfalls für den mittels des Förderaggregates betriebenen Kreislauf, in dem von dem Wasserbad zu der Trennkammer ein Wasser-Schlacke-Gemisch und von der Trennkammer zu dem Wasserbad die von Schlacke befreite heiße Wasserphase zirkuliert.

Im Anschluß an die Befüllung des Schleusbehälters mit Schlacke und Asche wird das in der Trennkammer befindliche, heiße Wasser nach öffnen entsprechender Absperrorgane mit Hilfe des Förderaggregates über einen Wärmeaustauscher geführt und solange abgeküit, bis die Füllung der Trennkammer Temperaturen unter 10O⁰C aufweist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß beim nachfolgenden Entspannen der Trennkammer und des Schleusbehälters von einem Vergasungsdruck von 10 bis 200 bar auf einen Druck von 0,05 bis 4- bar bzw. Atmosphärendruck infolge der hohen Wassertemperatur spontan auftretende Verdampfungsvorgänge unterbunden werden. Die Entspannung tritt so sehr rasch und ohne Aufwirbelung bzw. teilweisen Austrag des Schleuseninhalts über die Entspannungsleitung ein.

Eine Alternative sieht vor, an Stelle der Kühlung mittels eines Wärmeaustauschers direkt kaltes, unter Druck stehendes Wasser-in die Trennkammer einzuführen, das in der Trennkammer vorhandene, heiße Wasser über die Verbindungsleitung zwischen Trennkammer und Wasserbad in das Wasserbad zu verdrängen, um anschließend die Entspannung des so ausgetauschten, ebenfalls kalt vorliegenden Inhaltes von Trennkammer und Schleusbehälter vorzunehmen.

Die weitere Entspannung erfolgt durch öffnen eines Ventils in einer Verbindungsleitung, die die Trennkammer mit einem dem Schleusbehälter nachgeschal-JO teten, drucklos betriebenen Auffangbehälter verbindet. Dieser Auffangbehälter weist stets einen vor-

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gegebenen Wasserstand auf und ist an ein unter mäßigem Druck stehendes Gasnetz oder an eine Absaugung angeschlossen. Die Entspannung des Druckes erfolgt, da lediglich ein imkompressibles Wasservolumen, das Temperaturen unterhalb seines Siedepunktes bei Atmosphärendruck aufweist, freigesetzt wird, fast augenblicklich.

Die Ausschleusung der Schlacke, die sich im Schleusbehälter angesammelt hat, erfolgt mittels einer vorgegebenen Wassermenge aus einem oberhalb der Trennkammer angeordneten Vorratsbehälter, welcher über eine Leitung mit dem Kopf der Trennkammer in Verbindung steht. Das Wasser strömt innerhalb der Trennkammer von außen zwischen den Leitflächen in den zentrischen Kanal der Trennkammer und gelangt durch diesen in den Schleusbehälter und von dort über eine Leitung durch ein zuvor geöffnetes Absperrorgan in einen dem Schleusbehälter nachgeschalteten Auffangbehälter. Durch die Zugabe von Wasser aus dem Vorratsbehälter wird die im unteren Teil des Schleusbehälters angesammelte Schlacke herausgeschwemmt und gelangt als Wasser-Schlacke-Gemisch in den unterhalb des Schleusbehälters angeordneten Auffangbehälter, in dem die Schlacke sedimentiert und auch die abschließende Trennung von Wasser und Schlacke z.B. durch eine mechanische Trennvorrichtung, wie einem Schlackekratzer oder Schlammbagger, erfolgt.

Die Ausschleusung erfolgt binnen kurzer Zeit und ist in der Regel innerhalb von 15 bis 25 Sekunden abgeschlossen, für den gesamten Ablauf der Entspannung, Aussc&eusung und des Druckausgleiches

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sind zwischen 20 bis JO Sekunden zu veranschlagen. Der zeitliche Ablauf des öffnens und Schließens entsprechender Absperrorgane erfolgt automatisch, auf diese Weise wird menschliches Versagen ausgeschlossen.

Die Trennkammer und der Schleusbehälter verbleiben auch während des Ausschleusungsvorganges stets restlos mit Wasser gefüllt. Dies wird dadurch erreicht, daß der oberhalb der Trennkammer angeordnete Vorratsbehälter nicht restlos entleert, vielmehr ihm nur eine vorgegebene Menge Wasser entnommen wird. Nach der Ausschleusung wird die Verbindung zwischen Trennkammer und Vorratsbehälter ebenso wie die zwischen Schleusbehälter und Auffangbehälter unterbrochen und der sich spontan einstellende Druckausgleich durch Öffnen eines Ventils in einer Verbindung zwischen Wasserbad und Trennkammer herbei geführt. Nach Druckausgleich wird dieses Ventil geschlossen und die Leitung zwischen Wasserbad und Trennkammer, die für den Durchtritt von Schlacke vorgesehen ist, geöffnet. Gleichzeitig wird der Weg von der Trennkammer über das Förderaggregat zum Wasserbad freigegeben, der Kreislauf also wieder hergestellt, und der Schleusbehälter kann erneut Schlacke aufnehmen.

Eine mögliche Ausgestaltung der dem Erfindungsgedanken zugrundeliegenden Vorrichtung ist der Abbildung 1 zu entnehmen.

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Die in einem Gaaraum 1 "bei Drücken von 10 bis 200 bar und bei Temperaturen von 1100 bis 1700⁰C gebildeten Vergasungsrückstände gelangen in ein Wasserbad 2, kühlen dort ab, granulieren und treten durch ein geöffnetes Sicherheitsabsperrorgan 3» eine flexible Verbindung 4, z.B. einen Kompensator, ein geöffnetes Absperrorgan 5 in Wasser suspendiert in eine Trennkammer 43, die mit einem Schleusbehälter 6 verbunden ist und unter dem gleichen hohen Druck wie der Vergasungsraum steht, ein. Die Trennkammer 43 ist mit einem Füllstandsmeßgerät 14 ausgerüstet. Der Schleusbehälter 6 weist zwei Füllstandsmeßgeräte 23 und 25 sowie ein Druckmeßgerät 20 auf und besitzt eine Mantelkühlung 48.

Das Wasserbad 2 hat eine vom Wasserdampfpartialdruck im Synthesegas abhängige hohe Temperatur von beispielsweise 200⁰G. Um die Konzentration an gelösten Salzen und feinkörnigen Feststoffpartikeln, die von den Vergasungsrückständen herrühren, im Wasser nicht unzulässig hoch ansteigen zu lassen, wird über eine Leitung 9 eine mit einem Ventil 10 einstellbare Menge Prozeßkreislaufwasser bzw. Frischwasser ständig eingespeist. Eine Standregelung 11 hält durch Betätigen eines Drosselorgans 12 in einer Ablaufleitung 13* die einen Kühler 41 und einen weiteren Kühler 54- enthält, den Wasserstand konstant.

Granulierte Rückstände mit schlechtem Sedimentationsverhalten werden mit Hilfe eines Förderaggregates 7, ζ·Β. einer Pumpe, die über eine Leitung 40, 16 und Ventil 8 mit der Trennkammer in Verbindung steht, aus dem Wasserbad 2 in die Trennkammer 43 abgezogen. In der Trennkammer erfolgt eine Trennung des heißen Wassers von der Schlacke« Das dabei aus der Trennkammer abgeleitete Wasser gelangt mit dem Prozeßkreislaufwasser über eine Leitung36 in das Wasserbad zurück.

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Die Trennkammer 43 besteht aus einem zentrischen Zuführungskanal 45, der im oberen Teil als Rohr ausgebildet ist, und dessen unterer Teil 44 durch kegelförmig ausgebildete, parallel angeordnete Teller, die eine zentrische Öffnung an den nach unten weisenden Leitflächen besitzen, gebildet wird. Der letzte dieser kegelförmigen Teller besitzt in der Witte einen Verlängerungsstutzen, der in den Schleusbehälter 6ragt. Infolge der Saugwirkung der Pumpe 7 gelangt das Wasser-Schlacke-Gemisch über den zentrisch angeordneten Zuführungskanal 45 in die Trennkammer 43. Die Geschwindigkeit des Wasser-Schlacke-Gemisches ist in dem Zuleitungskanal höher als zwischen den parallel angeordneten, nach oben gerichteten Tellerflächen 44. Zwischen diesen Tellerflächen 44 kommt es somit zu einer Verlangsamung der Strömung und zu einer Sedimentation der Feststoffpartikel. Gröbere Schlackepartikel sinken während dieses I¹Ul!vorgänges durch den Zuführungskanal direkt in den unterhalb der Trennkammer 43 befindlichen Sc&eusbehälter 6.

Da sowohl die Trennkammer 43 als auch der mit ihr verbundene Schleusbehälter 6 stets restlos mit Wasser befüllt vorliegen, findet eine Durchmischung des kalten Inhaltes des Schleusbehälters 6 mit dem in die Trennkammer 43 eintretenden heißen Wasser-Schlacke-Gemisch nicht statt. Vielmehr wird das heiße Wasser in der Trennkammer entlang der kegelförmigen Teller umgelenkt und über Kopf mittels der Ringleitung 16, die in die Leitung 40 mündet, über Ventil 8, Förderaggregat 7» Ventil 42 und Leitung in das Wasserbad 2 zurückgeführt.

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Efach Befüllen des Schleusbehälters 6 mit Schlacke werden das Ventil 10 und das Ventil 12 gleichzeitig geschlossen. Die Wasserzufuhr über Leitung 9, und die Wasserableitung über die Leitung 13 sind damit unterbrochen. Durch Schließen von Ventil 5 wird die Verbindung mit dem Wasserbad und die Rückführung des Wassers aus der Trennkammer in das Wasserbad durch Schließen von Ventil 42 beendet. Durch öffnen von Ventil 37 wird über eine Leitung 39, die über die Leitung 45, die Trennkammer 43 und Ringleitung 16 die Verbindung zur Ansaugleitung 40 des Förderaggregates 7 herstellt, das in der Trennkammer befindliche heiße Wasser mittels eines in der Leitung 39 angebrachten Kühlsystems 38 abgekühlt. Nach Abkühlung des heißen Wassers kann die Druckentspannung eingeleitet werden.

Es ist auch vorgesehen, das heiße, in der Trennkammer befindliche, unter Druck stehende Wasser durch Zufuhr von kaltem Wasser zu verdrängen. Hierfür wird kaltes Wasser aus Leitung 9 über eine Leitung 53, die die Leitung 9 über ein Ventil 52 mit dem Zuführungskanal 45 verbindet, der Trennkammer zugeleitet und das in der Trennkammer befindliche heiße Wasser über die Ringleitung 16, Leitung 13, Kühler 41 und Ventil 12, das um einen gewissen Betrag ge&fnet ist, abgeleitet. Die Ventile 8 und 37 sind geschlossen. Nach Verdrängung des heißen Wassers und nach Schließen von Ventil 12 kann die Druckentspannung von Trennkammer 43 und Schleusbehälter 6 vorgenommen werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das heiße, in der Trennkammer befindliche, unter Druck stehende Was-

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ser durch Zufuhr von kaltem Wasser in das Wasserbad zu verdrängen. Die Wasserzugabe erfolgt dabei, wie zuvor beschrieben, über Leitung 9» Leitung 55» Ventil 52 und Zuführungskanal 4-5· Das zu verdrängende, heiße Wasser gelangt aus der Trennkammer 45'über die Hingleitung 16, die Leitung 40, Ventil 8, das geöffnet wird, Pumpe 7» Ventil 42, das geöffnet wird, und über die Leitung 56 in das Wasserbad 2. Wach Verdrängen des heißen Inhalts der Trennkammer werden die Ventile 52 und 8 abgesperrt. Danach kann die Druckentspannung von l'rennkammer 45 und Schleusbehälter 6 erfolgen.

Die Druckentspannung von Trennkammer 45 und Schleusbehälter 6 erfolgt über die Hingleitung 16 in eine Leitung 17, die durch öffnen von Ventil 15 bei gleichzeitig geschlossenen Ventilen 8 und 37 die Trennkammer über eine Leitung 17 mit einem Wasservorratsbehälter 18, der unter einem Druck von 0,05 bis 4 bar steht, und an ein Abgasnetz 19 angeschlossen ist, herbeigeführt wird. Hierbei entweichen in Wasser gelöste gasförmige Bestandteile wie CO und Hp. Da im wesentlichen lediglich ein eingeschlossenes Flüssigkeitsvolumen entspannt wird, erfolgt der Druckausgleich spontan. Ventil 15 wird anschließend geschlossen. Die Druckentspannung auf Atmosphärendruck erfolgt über eine Leitung 51» die ebenfalls an die Hingleitung 16 angeschlossen ist, durch Öffnen von Ventil 46 in einen Auffangbehälter 22, der mit einer mechanischen Trennvorrichtung 49 zur Trennung von Schlacke und Wasser versehen ist und unter Atmosphärendruck steht. Die bei diesem Druckentspannungsschritt restlichen, freigesetzten

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Gasmengen werden in dem Auffangbehälter 22 über eine Leitung 50 abgesaugt und beispielsweise einer Verbrennung zugeführt.

Die Entleerung der Trennkammer und des mit ihr verbundenen Schleusbehälters wird durch öffnen von Ventil 24, das sich in einer Verbindungsleitung 47 zwischen Wasservorratsbehälter 18 und Leitung 40 befindet und durch öffnen von Ventil 21, das in der Verbindungsleitung zwischen Schleusbehälter 6 und Auffangbehälter 22 eingebaut ist, herbeigeführt. Aus dem Vorratsbehälter 18 strömt nunmehr Wasser über die Ringleitung in die Trennkammer 43 und spült die zwischen den einzelnen konischen, parallel angeordneten Tellerflächen abgelagerte Schlacke in den zentrischen Zuführungskanal und von dort in den Schleusbehälter 6. Das Wasser-Schlacke-Gemisch gelangt über das zuvor geöffnete Ventil 21 in den Auffangbehälter 22, wo Wasser und Schlacke z.B. mit einer mechanischen Vorrichtung, wie mit einem Schlackekratzer 49, getrennt werden.

Wasser aus dem Auffangbehälter 22 gelangt über eine Pumpe 32 und ein durch ein Füllstandsmeßgerät 33 gesteuertes Ventil 30 und eine Leitung 31 ic den Vorratsbehälter 18. Wasserverluste, die infolge der Wasser-Schlacke-Trennung im Auffangbehälter 22 entstehen, werden mit Hilfe eines am Vorratsbehälter 18 angebrachten Füllstandsmeßgerätes 29, das ein in einer Leitung 35 befindliches Ventil 34 öffnet» über Leitung 31 ergänzt. Auf diese Weise wird im Vorratsbehälter 18 ein vorgegebener Eüllungsgrad gewährleistet.

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Bevor der Wasservorratsbehälter 18 leer läuft, werden die Ventile 21, 46 und 24 geschlossen. Der Schleusbehälter 6 und die Trennkammer 43 sind somit ständig mit Wasser gefüllt. Die Befüllung des Schleusbehälters 6 mit Schlacke kann hiernach erneut erfolgen.

Der Druckausgleich zwischen Wasserbad 2 und Schleusbehälter 6 erfolgt durch öffnen von Ventil 26 in einer Leitung 27, die die Leitungen 40 und 36 miteinander verbindet. Ein Differenzdruckmeßgerät 28 zeigt diesen Druckausgleich an. Da die Verbindungsleitungen 45, 40 und 9 ebenso wie die Trennkammer restlos mit Wasser befüllt vorliegen, erfolgt der Druckausgleich zwischen Wasserbad 2 und Trennkammer über das inkompressible Medium Wasser momentan. Durch Schließen der Ventile 26 und 37 und durchöffnen der Absperrorgane 5» 8 und 42 wird die ursprüngliche Verbindung von Wasserbad und Trennkammer wieder hergestellt und die Trennksmmer erneut mit Schlacke aus dem Wasserbad 2 befüllt. Die Standregelung 11 über die Ventile 10 und 12 wird wieder in Funktion gebracht.

Zur Verdeutlichung ist in Figur 2 die Trennkammer 43 und der Schleußbehälter 6 vergrößert abgebildet. Die eingetragenen Zahlen entsprechen den in der vorangegangenen Beschreibung erwähnten Elementen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

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Claims

-323008$ Oberhausen 13, 09.08.1982 PLD bin-eib E 1937 Ruhrchemie Aktiengesellschaft« Oberhausen 13 Patentansprüche

1. Verfahren zum periodischen Ausschleusen von beim Vergasen aschehältiger, insbesondere fester Brennstoffe mit Sauerstoff bzw. sauerstoffhaltigen Vergasungsmitteln unter einem Druck von 10 bis 200 bar · entstehenden Rückständen, die in einem Wasserbad (2) granuliert werden und die über einen mit einem gesonderten Wasservorrat (18) in Verbindung stehenden, ständig mit Wasser gefüllten Schleusbehälter (6), aus dem sie nach Entspannen vom Vergasungsdruck auf 0,05 bis 4- bar bzw. Atmosphärendruck durch den Wasservorrat ausgetragen werden, in einen nachgeschalteten Behälter (22) gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wasserbad (2) und dem ßchleusbehälter (6) eine Trennkammer (43) angeordnet ist, beim Befüllen des Schleusbehälters (6) mit Schlacke ein vom Wasserbad (2) in die brennkammer (4-3) gerichteter Wasser-Btrom erzeugt wird, dieser von der Trennkammer (4-3) in das Wasserbad (2) zurückgeführt wird, wobei Wasser und Schlacke sich voneinander trennen, Schlacke in

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den unterhalb der Trennkammer (43) befindlichen ßchleusbehälter (6) gelangt, die Trennkammer (4-3) mit dem gesonderten Wasservorrat (18) in Verbindung steht und das in der brennkammer (43) befindliche heiße Wasser nach Befüllen des Bchleusbehälters (6) mit Schlacke und vor dem Ausschleusen von Wasser-Schlacke-Gemisch gekühlt oder durch kaltes Wasser ersetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Wasserbad (2) in die Trennkammer (43) gerichtete Wasserbewegung über einen zentrisch angeordneten Kanal (45), der durch die Trennkammer (43) führt, erfolgt, der Kanal (45) in seinem mittleren und unteren Teil aus parallel angeordneten Leitflächen (44) besteht, daß der Wasserstrom zwischen den parallelen Leitflächen (44) seinen Verlauf nimmt und über Kopf (16) der Trennkammer (43) dem Wasserbad (2) mittels eines Förderaggregates (7) wieder zugeführt wird.

3, Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschleusen Wasser aus dem Wasservorrat (18) über Kopf (16) in die Trennkammer (43) eingeführt wird und zwischen den parallelen Leitflächen (44) hindurchströmend über den zentralen Kanal (45) in den Schleusbehälter (6) gelangt.

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4· Verfahren nach Anspruch 1 bis 2» dadurch gekennzeichnet, daß das in der üPrennkammer (4-3) befindliche Waeser mittels des Förderaggregates (7) einer Kühlvorrichtung (38) zugeführt oder durch kaltes Wasser aus der brennkammer entweder in das Wasserbad oder nach Kühlung in einen Behälter verdrängt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Gasgenerator mit Vergasungsraum und an diesem sich anschließenden Wasserbad (2), das über Absperrorgane mit einem naehgeschalteten Schleusbehälter (6) sowie mit einem wassergefüllten Vorlagebehälter (22) verbunden ist, der an ein Unterdruck aufweisendes Gasnetz angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wasserbad (2) und Schleusbehälter (6) eine brennkammer (43) angeordnet ist, aus dem Wasserbad über eine Leitung (45) Wasser und Schlacke in die brennkammer (43) gelangen und Wasser über eine am Kopf der Trennkammer (4-3) angebrachte Ringleitung (16) sowie eine Leitung (40), ein Ventil (8), ein Pörderaggregat (7)» ein Ventil (42) und eine Leitung (36) mit dem Wasserbad (2) in Verbindung steht, das in der brennkammer (43) befindliche Wasser über die Leitung (40), das Förderaggregat (7)ι über ein Ventil (37), über einen Kühler (38) und eine Leitung (39) und (45) im Kreislauf gefahren und gekühlt wird«

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Leitflächen kegelförmig ausgebildet sind, einen öffnungswinkel von JO bis 160° aufweisen und der Stroraungsquerschnitt sich nach außen hin kontinuierlich erweitert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen als Schrägplatten ausgebildet sind.