DD280777A1

DD280777A1 - Kohleverteiler fuer kohledruckvergaser

Info

Publication number: DD280777A1
Application number: DD32697089A
Authority: DD
Inventors: Emil Reichl; Peter Krieg; Joachim Mueller; Herbert Haehne; Rosemarie Reichl; Manfred Struedinger; Karl Sowka; Wilhelm Hoppe; Simone Beyerlein
Original assignee: Schwarze Pumpe Gas Veb
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1990-07-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Festbettdruckvergasung von Braunkohle oder nicht- oder schwachbackender Steinkohle. Speziell bezieht sich die Erfindung auf einen axial im Generatorschacht innerhalb der Brennstoffschuettung angeordneten Kohleverteiler. Dieser Kohleverteiler, der in Hoehe von etwa 3 m ueber der Drehrostspitze angeordnet ist, hat eine ringkanalfoermige Gestalt. Seine Mantelflaechen sind sich nach oben verjuengend gestaltet. Die Unterseite des ringkanalfoermigen Kohleverteilers ist offen und dient als Gasabzug. Das sich im Ringkanal sammelnde Rohgas wird aus dem Oberteil des Ringkanals ueber ein Rohgasabzugsrohr abgefuehrt. Die erfindungsgemaesse Form des Kohleverteilers bewirkt, dass sich unterhalb dieses Kohleverteilers keine Schuettmulde in der Brennstoffschuettung ausbilden kann und das die Gasstromlinien eine weitgehende Vergleichmaessigung erfahren.

Description

Hierz-j 1 Seite Zeichnung

Anw ·!idungsgebiet dor Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Festbettdruckvergasung von nicht- oder schwachbackender Braun- oder Steinkohle, insbesondere unter den Bedingungen hoher Schachtbelastungen, und Kohlen mit unterschiedlichen Wassergehalten und unterschiedlichen Korngrößen, sowie auch bei Zumischung von flüssigen Kohlewertstoffen zur Herstellung eines Bronngases mit einem hohen Heizwert.

Charakteristik des bekannton Standes der Technik

Die Stabilität des Prozesses der Vergasung im Festbett bei hohen spezifischen Schachtbelastungen, vor bllem solcher über 4000m³ i. N. Rohgas/m'h wird bekannterweise entscheidend durch die Eigenschaften des eingesetzten Brennstoffes sowie dessen Bev"°r>ung im Strom das aufsteigenden Rohrgas-Dampf-Gemisches beeinflußt. Instabilitäten dieses Prozesses zeigen sich vor allem in Schwankungen der Prozeßtemperaturen sowie von Menge und Qualität des erzeugten Rohgases. Die Folge davon sind erhöhter Staubaustrag mit dem Rohgas, Verschlackung der Generatorinnenwand und Leistungseinschränkungen. Es gibt eine Vielzahl von Vorschlägen, sowie auch technisch erprobte Vergasungsverfahren zur Herstellung von methanreichem Brenngas aus festen Brennstoffen, die aber im höheren Leistungsbereich nicht die gewünschte Stabilität bewirken. So sind in den WP 66243,110297,113769,119814,121796,132980,133817,135211,136505,138505,145402,168641,148642 und 150906 Vorrichtungen und Verfahren beschrieben, die die Gestaltung von Einbauten im Ober- und Mittelteil des Generators mit Mischgasabzug oder getrennter Abfuhrung von Klar- und Schwelgas vorschlagen, welche die Kohleschütthöhe im Generator mit oder ohne Kohleverteiler ζ/vangsläufig oder automatisch steuern. Praktische Versuche haben aber immer wieder gezeigt, daß es zu instabilen Strömungsverhältnissen, zu erhöhtem Staubaustrag, zu hohen Rohgastemperaturen und dadurch bedingt zu Leistungseinsenkungen kam.

Die im DD-WP 236031 beschrieb'ioe Lösung geht von zwei übeteinanderliegenden, durch den Rohgasabzug (Gassammeiraum) voneinander getrennten Prozeßräumen aus, in denen Aufheizung, Trocknung Vorentgasung einerseits, sowie Teilentgasung und Vergasung andererseits ablaufen. Dieses technisch erprobte Verfahren hat jedoch einen entscheidenden Nachteil, der bei höheren Schachtbelastungon zu Instabilität im Prozeßabiauf tührt. Die trichterförmige Gasaustrittsfläche unter dem Kohleverteiler führt zu einer bevorzugten Durchströmung der tiefliegenden Trichterspitze, wodurch erhöhte Rohgastemperaturen und hohe örtliche Gasgeschwindigkeiten mit zwangsläufig erhöhtem Staubgehalt im Gasstrom unvermeidlich sind. Diese Wirkungen verhindern aus sicherheitstechnischen Gründen eine weitere Leistungssteigerung des Verfahrens. Außerdem wird damit der Mechanismus der Rohgasaufteilung aus dem unteren Raum auf Ringraum und Gassammeiraum unterbrochen. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Vorrichtung ist deren geometrische Gestaltung. Bei Einratz von inhomogenen Brennstoffen, insbesondere bei der Mischkohlefahrweise von Braunkohlenbriketts und Rohbraunkohleknorpel treten beim Auffüllen des Vergasers Entmischungen auf, die unregelmäßige Strömurigs- und Reaktionsbedingungen innerhalb der Brennstoffschüttung hervorrufen.

Die im DD-WP 199600 beschriebene Lösung ähnelt der im DD-WP 236031 genannten, schlägt aber vor, die vorher aufgeführten Mängel der unterschiedlichen Brennstoffschütthöhen durch ein zentral angeordnetes Füllrohr 2U beseitigen. Der Nachteil dieser Lösung ist, daß bei hohen Schachtbelas .jngen du>ch die hochliegende Einfüllöffnung die Brennstoffzufuhr zum Füllrohr nicht ständig gewährleistet ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Lösung, mit der eine Erhöhung der spezifischen Schachtbelastung des Festbettdruckvergasers bei verringertem spezifischen Verbrauch der Einsatzstoffe, auch bei Verwendung von Mischbrennstoffen, beispielsweise bestehend aus Braunkohlenbriketts und Rohbraunkohlenknorpeln, denen wahlweise flüssige Brennstoffe zugemischt werden können, erreicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, durch eine neue Kohleverteilerbauform mit geringem Aufwand neue, die Betriebseigenschaften des Druckvergasers verbessernde Wirkungen zu erreichen und damit Voraussetzungen für eine weitere Steigerung der Vergaserleistung zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer Höhe über der Rostspitze von etwa 3 m innerhalb der Schüttung ein ringförmiger Kohleverteiler angeordnet ist, dor auch als Gasaustritt dient. Dieser Kohleverteiler ist axial angeordnet und hat die Form eines sich nach oben verjüngenden Ringkanals, der eine Höhe aufweist, die kleiner als der halbe Schachtdurchmesser ist und der an seiner Unterseite offen ist, wodurch sich eine innerhalb der Schüttung liegende ringförmige Gasaustrittsfläche ergibt, die sich an der unteren Öffnung des Ringkanals leicht gemuldet ausbildet und in waagerechter Richtung eine Fläche von mehr als ein Viertel des Schachtt,uerschnittes einnimmt. Die zur Generatorinnenwand weisende Mantelfläche ist senkrecht oder weist eine Schräge zur Senkrechten bis ?u 30° auf, und die innere Mantelfläche ist bis zu einem Winkel von 30° zur Senkrechten abgeschrägt. Die Mantelflächen sind gleich lang oder können bis zu 500mm unterschiedliche Längen aufweisen. Zwischen Unterkante der äußeren Mantelfläche des Kohleverteilors und Generatorinnenwand besteht mindestens ein Durchlaß von 450mm.

Durch diese erfindungsgemäße Form des Kohleverteilers wird erreicht, daß sich unterhalb des Kohleverteilers keine Schüttmulde ausgebildet, dadurch daß ein Teil der Schüttung zwischen Generatorinnenwand und Kohleverteiler und ein anderer Teil der Schüttung durch die axiale Öffnung des Kohleverteilers rutscht. Die Füllmenge, die durch die axiale Öffnung abwärts gleitet, ist um das 1- bis 1,5fache größer als die Füllmenge für aen äußeren Ringraum. Neben der Ausbildung einer weitgehend homogenisierten Brennstoffschüttung unterhalb des Kohleverteilers verhindert dessen Bauform auch eine Entmischung dieser Brennstoffschüttung. Neben diesen brennstoffseitigen Vorteilen bewirkt die ringförmige Gasaustrittsfläche eine größtmögliche Vergleichmäßigung der Gasstromlinien und verhindert damit Konvektionsströmungen unterhalb des Kohleverteilers ebenso wie lokale Temperaturdifferenzen an der Hasaustrittsfläche und erhöhten Staubaustrag.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt schematisch einen Schnitt durch den Generator und den erfindungsgemäßen Ringkanal.

In einem Druckgasgenerator üblicher Bauart mit einem Durchmesser von 3,6m ist unterhalb der Eintragsschleuse 1 ein Kohleverteiler 2 in Form eines sich nach oben verjüngenden Ringkanals angeordnet. Der Abstand zwischen Oberkante des Drehrostes 3 und Unterkante des Koh ^Verteilers 2 beträgt 3 m. Der Kohleveneiler 2 hat eine Bauhöhe von 1600 mm, bildet eine axiale Öffnung 7 mit einem Kohleeinlaß von 2700mm und Kohleauslaß von 1600 mm Durchmesser und einen Ringraum 8 zwischen äußerer Mantelfläche und Generatorinnonwand, deren Abstand 462mm beträgt. Dio zur Generatorinnenwand weisende äußere Mantelfläche ist senkrecht und die innere Mantelfläche mit einem Winkel von 20°zur Senkrechten abgeschrägt. Die untere Öffnung des Ringkanals, gebildet von der inneren und äußeren unteren Kante der Mantelflächen des Kohleverteilers 2, beträgt in waagerechter Richtung 550mm.

Die Vergasungskohle, die aus einem Gemisch von Braunkohlenbriketts und Rohbraunkohlenknorpeln besteht, gelangt rius der Eintragsschleuse 1 in den Druckgasgenerator. Sie gleitet sowohl innen, als auch außen am Kohleverteiler 2 nach unten bis mr Reaktionszone. Entmischungen treten dabei nicht auf. Das erzeugte Rohgas tritt unterhalb des Kohleverteilers aus der Schüttung aus und gelangt über das dezentral angeordnete Rohgasabzugsrohr 4 in die nachgeschalteten Anlagenteile. Die sich unterhalb des Kohleverteilers 2 ausbildende ringförmige Gasaustrittsflächo 5 gewährleistet weitestgehend gleichlange Gasstromlinien 6 zwischen Drehrost 3 und Gasaustrittsfläche 5.

Claims

1. Kohleverteiler für Kohledruckvergaser, wobei der Kohleverteiler axial im Oberteil des Generatorschachtes angeordnet is.t und als Gasabzug dient, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kohleverteiler (2) mit seiner unteren Kante der Mantelfläche etwa 3 m über der Spitze des Drehrostes (3) angeordnet ist und die Form eines sich nach oben verjüngenden Ringkanals aufweist, dessen Unterseite offen ist und eine ringförmige Gasaustrittsfläch ,· (5) bildet, die mehr als ein Viertel und weniger als die Hälfte des Schachtquerschnittes einnimmt, wobei die Höhe des Kohleverteileis (2) kleiner als der halbe Schachtdurchmesser ist.

2. Kohleverteiler für Kohledruckvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Druckvergaserinnenwand weisende Mantelfläche des Kohleverteilers (2) eine Schräge zur Senkrechten bis zu 30° aufweist, vorzugsweise aber senkrecht ausgeführt ist, daß die innere Mantelfläche bis zu einem Winkel von 30° zur Senkrechten abgeschrägt ist, daß die Höhe der Mantelflächen bis zu 500mm unterschiedlich sein kann.

3. Kohleverteiler für Kohledmckvergaser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des Schüttgutdurchlasses zwischen der Unterkante der äußeren Mantelfläche und der Druckvergaserinnenwand mindestens 450mm beträgt, daß der Mengenstrom durch die axiale Öffnung (7) um das 1- bis 1,5fache größer als der Mengenstrom durch den Ringraum (8) und daß das Rohgasabzugsrohr (4) im Oberteil des Kohleverteilers (2* dezentral angeordnet ist.

4. Kohleverteiler für Kohledruckvergaser nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrechte Abstand von der Oberkante des Drehrostes (3) und den tiefsten Bereichen der Gasaustrittsfläche (5) mindestens dem 0,7rachen Innendurchmesser des Kohledruckvergasers entspricht.