DE4302175C2

DE4302175C2 - Strahlungskühler eines Gaserzeugers

Info

Publication number: DE4302175C2
Application number: DE19934302175
Authority: DE
Inventors: Helmut Lausberg; Wolfgang Deeke; Martin Hopkins
Original assignee: MG Technologies AG
Current assignee: MG Technologies AG
Priority date: 1993-01-27
Filing date: 1993-01-27
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: DE4302175A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zwangskühlung und zur Gasführung eines heißen, verunreinigten Rohgases im Strahlungskühler eines Gaserzeugers, dessen Gasführungsraum im unteren Abschnitt einen Bypass-Stutzen sowie einen oder mehrere Eintrittsstutzen für die Kühlflüssigkeit aufweist und ein Kühlmittelbad aufnimmt, in das der untere Teil eines Wärmetauscherkorbes eintaucht.

Aus der DE 29 51 153 A1 ist eine Vorrichtung zum Reinigen von Synthesegas mit einem unter Innendruck stehenden senkrechten Gasführungsraum bekannt, in dem das den Reaktor verlassende Synthesegas abgekühlt wird, mit einer winklig zum Gasführungsraum angeordneten Gasabzugsleitung und einem im unteren Teil des Gasführungsraums angeordneten Wärmetauscher, der von einem Kühlmittelbad umgeben ist.

Dieser Strahlungskühler wurde zwischenzeitlich in der Form weiterentwickelt, daß im unteren Bereich des Kühlers zwei Gasaustrittsstutzen angeordnet sind, durch die im Normalfall die vorgekühlten Gase austreten. Die aus den ungereinigten Rauchgasen ausgeschiedenen Feststoff- bzw. Schlackepartikel fallen in das darunter liegende Kühlmittelbad.

Unterhalb dieser beiden Gasaustrittsstutzen wurde ein weiterer Bypass-Stutzen und ein zusätzlicher Wärmetauscherkorb angeordnet, um bei hohen Verschmutzungsgraden das ungereinigte Rohgas zur Reinigung und Kühlung durch das Wasserbad zu leiten und über den Bypass-Stutzen abzuziehen.

Bei dieser Betriebsweise wurde festgestellt, daß das außerhalb des Wärmetauscherkorbes und der Behälterwand hindurchgeleitete verunreinigte Rohgas nicht in vollem Umfang durch das Wasserbad geführt wird, sondern vielmehr direkt dem Bypass-Stutzen zuströmt, wodurch der Quencheffekt beim Rohgas reduziert wurde.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, den Strahlungskühler eines Gaserzeugers derart weiterzubilden, daß das zur Zwangskühlung durch das Kühlmittelbad im Behälterboden geleitete Rohgas so geführt wird, daß ein Durchschlagen des Rohgasstromes im Kurzschluß zwischen Gasraum und Austrittsstutzen vermieden und der Quencheffekt des Rohgases dadurch verbessert wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der Weise, wie es in den Patentansprüchen angegeben ist.

Um das Durchschlagen des Rohgasstromes im Kurzschluß zwischen Gasraum und Austrittsstutzen zu vermeiden, wird erfindungsgemäß eine Strömungsschikane, in Form eines Siebbodens, zwischen Wärmetauscherkorb und Behälterwand bzw. zwischen dem Wärmetauscherkorb und dem ihn umgebenden Leittrichter angeordnet.

Dieser Siebboden mit nach unten bzw. oben gerichteten Abwinkelungen kann in waagerechter bzw. nach unten oder oben geneigter Form angebracht werden. Der Siebboden soll mit seiner Abwinkelung möglichst eng an der Wandung des Leittrichters anliegen.

In den Siebboden können Öffnungen mit unterschiedlichem Durchmesser eingearbeitet sein, um den Druckverlust der Gasströme zu beeinflussen.

Der Siebboden mit nach unten gerichteten Abwinkelungen wird zweckmäßigerweise an der Unterkante des Wärmetauscherkorbes befestigt.

Der Siebboden mit nach oben gerichteter Abwinkelung wird mit einem ringförmigen Befestigungselement versehen, das an der Behälterwand des Strahlungskühlers befestigt ist.

Die Befestigung kann beispielsweise jeweils mit durchlaufenden Schweißnähten erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von schematischen Patentfiguren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Siebboden,

Fig. 2 einen Schnitt des Siebbodens mit nach unten gerichteter Abwinkelung,

Fig. 3 einen Schnitt des Siebbodens mit nach oben gerichteter Abwinkelung,

Fig. 4 einen Schnitt durch den unteren Teil des Strahlungskühlers mit einem Siebboden mit nach unten gerichteter Abwinkelung,

Fig. 5 einen Schnitt durch den unteren Teil des Strahlungskühlers mit einem Siebboden mit nach oben gerichteter Abwinkelung.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf den Siebboden (1) mit den darin eingearbeiteten Öffnungen (3, 4, 5) unterschiedlicher Größe. Der Siebboden (1) ist um den Wärmetauscherkorb (2) angeordnet. Im Einzugsbereich des Bypass-Stutzens (8) in der Behälterwand (7) befinden sich im Siebboden (1) keine Öffnungen (3, 4, 5). Dadurch soll vermieden werden, daß das Gas auf kürzestem Wege über den Bypass-Stutzen abströmt.

Im Inneren des Wärmetauscherkorbes (2) befindet sich der Gasraum (14), der durch das Kühlmittelbad (11) begrenzt wird.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Siebboden (1), in dem Öffnungen (3, 4, 5) unterschiedlicher Größe zu erkennen sind. Der Siebboden (1) kann waagerecht bzw. geneigt am Wärmetauscherkorb (2) befestigt sein.

An dem oberen Leittrichter (21) kann ein vvorzugsweise rechtwinkeliges Spalt-Dichtungsblech (20) angeordnet werden, durch das verhindert wird, daß das Gas zwischen Leittrichter (15) und Abwinkelung des Siebbodens (1) aufwärts strömt. Ist der Abstand zwischen Leittrichter und Abwinkelung des Siebbodens eng genug, kann auf das Spalt-Dichtungsblech verzichtet werden.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Siebboden (1), der über eine ringförmige Befestigung (9) mit der Behälterwand (7) des Strahlungskühlers unterhalb des Bypass-Stutzens (8) verbunden ist.

Zur weiteren Aufteilung des Gasstromes können auf dem Siebboden (1) zusätzlich Füllkörper (19) gelagert werden.

Über dem Wasserspiegel (18) wird zwischen der Behälterwand (7) und dem Wärmetauscherkorb (2) ein Ringraum (17) ausgebildet, der als Gassammelraum wirkt.

Aus Fig. 3 ist ferner ersichtlich, daß in der vom Bypass-Stutzen (8) ausgehenden Bypass-Leitung (15) eine Regeleinrichtung (16) angeordnet ist. Um das Druckgefälle zwischen Gasraum (14) und Bypass-Leitung (15) in solchen Grenzen zu halten, daß sich einerseits eine Gasströmung ausbildet und andererseits der Wasserspiegel (18) nicht über die Unterkante des Bypass-Stutzens (8) steigt bzw. der Wasserspiegel (12) nicht unter den angegebenen unteren Wasserstand sinkt, muß der Gegendruck reguliert werden. Dies geschieht mit Hilfe der o. g. Regeleinrichtung (16).

Aus den Fig. 4 und 5 sind die unterschiedlichen Befestigungsarten des Siebbodens (1) im unteren Teil des Strahlungskühlers zu erkennen. Der untere Teil des Wärmetauscherkorbes (2) und damit der Siebboden (1) wird unterhalb des oberen Wasserstandes (13) des Kühlmittelbades (11) angeordnet. Der untere Wasserstand (12) sollte die Unterkante des Wärmetauscherkorbes (2) im Betriebszustand nicht unterschreiten.

Der Siebboden (1) mit nach unten gerichteter Abwinkelung ist am unteren Teil des Wärmetauscherkorbes (2) befestigt und befindet sich im Betriebszustand im Kühlmittelbad (11) nahe dem oberen Wasserstand (13).

Der Siebboden (1) befindet sich im Betriebszustand ebenfalls im Kühlmittelbad (11), der Befestigungsring (9) wird jedoch oberhalb des oberen Wasserstandes (13) an der Behälterwand (7) des Strahlungskühlers befestigt.

Leittrichter (21) unterhalb des Gasraumes (14) dienen zur Abführung der abgeschiedenen Feststoffe bzw. Schlacketeilchen in die nicht dargestellte Schlackenaufnahmevorrichtung.

Bezugziffernliste

1

Siebboden

1

a Siebboden mit nach unten gerichteter Abwinkelung

1

b Siebboden mit nach oben gerichteter Abwinkelung

2

Wärmetauscherkorb

3-5

Öffnungen im Siebboden

6

Siebbodenbereich ohne Öffnungen

7

Behälterwand des Strahlungskühlers

8

Bypass-Stutzen

7

Behälterwand des Strahlungskühlers

8

Bypass-Stutzen

9

Ringförmige Befestigung von (

1

)

10

Eintrittsstutzen für Kühlflüssigkeit

11

Kühlmittelbad/Wasserbad

12

Unterer Kühlmittelstand/Wasserstand

13

Oberer Kühlmittelstand/Wasserstand

14

Gasraum

15

Bypass-Leitung

16

Regeleinrichtung

17

Ringraum als Gassammelraum

18

Kühlflüssigkeitsspiegel/Wasserspiegel

19

Füllkörper

20

Spalt-Dichtungsblech

21

Leittrichter

Claims

1. Vorrichtung zur Zwangskühlung und zur Gasführung eines heißen, verunreinigten Rohgases im Strahlungskühler eines Gaserzeugers, dessen Gasführungsraum im unteren Abschnitt einen Bypass-Stutzen sowie einen oder mehrere Eintrittsstutzen für die Kühlflüssigkeit aufweist und darunter ein Kühlmittelbad aufnimmt, in das der untere Teil eines Wärmetauscherkorbes eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufender, waagerechter bzw. geneigter Siebboden (1) mit Öffnungen (3, 4, 5) in Höhe der Unterkante des Wärmetauscherkorbes (2) angeordnet ist und daß der Siebboden (1) außenliegende, nach unten bzw. nach oben gerichtete Abwinkelungen (1a) bzw. (1b) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebboden (1) mit nach unten gerichteter Abwinkelung (1a) an der Unterkante des Wärmetauscherkorbes (2) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebboden (1) mit nach oben gerichteter Abwinkelung (1b) mit einem ringförmigen Befestigungselement (9) versehen ist, das an der Behälterwand (7) des Strahlungskühlers befestigt ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebboden (1) im Einzugsbereich (6) des Bypass-Stutzens (8) keine Öffnungen (3, 4, 5) aufweist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen im Siebboden (1) unterschiedlich große Durchmesser (3, 4, 5) aufweisen.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Siebboden (1) Füllkörper (19) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (17) über dem Wasserspiegel (18) als Gassammelraum ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Bypass-Stutzen (8) in der nachgeschalteten Bypassleitung (15) eine Regeleinrichtung (16) angeordnet ist.