DD141246A3

DD141246A3 - Drehrost zur festbettdruckvergasung

Info

Publication number: DD141246A3
Application number: DD21020778A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Paul; Hans-Georg Friedel; Dieter Roessler; Dieter Eidner; Joachim Starke
Original assignee: Siegfried Paul; Friedel Hans Georg; Dieter Roessler; Dieter Eidner; Joachim Starke
Priority date: 1978-12-28
Filing date: 1978-12-28
Publication date: 1980-04-23
Also published as: JPS55120691A; JPS5839469B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehrost für die Festbettdruckvergasung zur Erzeugung von Gas aus Kohle, insbesondere aus Braunkohlenbriketts. Die Aufgabe besteht darin, einen Drehrost zu entwickeln, der bei der Ausbildung einer feinkörnigen Brennstoff- und Ascheschüttung durch die gleichmäßige Belegung des Generatorquerschnittes im Unterteil des Druckgasgenerators mit Strömungskanälen eine nahezu gleichmäßige Beaufschlagung der Brennstoffschüttung mit Vergasungsmittel ergibt, eine hohe Funktionssicherheit besitzt und keine zusätzlichen Anforderungen an die Zuführung des Vergasungsmittels stellt. Erfindungsgemäß wird der Gesamtquerschnitt der Vergasungsmittelaustrittsöffnungen so festgelegt, daß bei Nennlast des Generators am Rost ein Druckverlust entsteht, der etwa 20 bis 30% höher als der Druckverlust der darüberliegenden Schüttung ist. Die Vergasungsmittelaustrittsöffnungen auf der Rostoberfläche sind untereinander in gleichen Abständen angeordnet. Die auf einer Ebene liegenden Vergasungsmittelaustrittsöffnungen sind zurückversetzt, ■ verdeckt und durch Unterkammerungseinbauten getrennt. Vor jedem Vergasungsmittelaustritt ist eine Platte angeordnet.

Description

Titel der Erfindung

Drehrost zur Festbettdruck-vergasung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Drehrost für die Pestbettdruckvergasung zur Erzeugung von Gas aus Kohle, insbesondere aus Braunkohlenbriketts·

• Charakteristik der bekannten technischen lösungen

Die Pestbettdruckvergasung erfolgt üblicherweise in zylindrischen Generatoren, wobei die Schüttguthöhe in der Größenordnung des Reaktordurchmessers gewählt wird. Zur Verteilung des Vergasungsmittelgemisches, das aus Sauerstoff und Dampf besteht, auf den Querschnitt des Generators und zur Förderung der Asche und des Brennstoffes im Generator dient ein drehbarer Rost mit Raumschaufeln_e Dabei soll die Verteilung des Vergasungsmittel auf den Generatorquerschnitt bzw. die Förderung der Asche und des Brennstoffes im Generator so erfolgen, daß sich möglichst waagerecht liegende Reaktionszonen ausbilden. Erreichbar ist dies in erster Näherung durch eine gleichmäßige Verteilung des Vergasungsroittels auf den Generatorquerschnitt und eine gleichmäßige Förderung des Brennstoffes und der Asche durch den

Generator. Stellt sich, bedingt durch Dosierungseffekte beim Einbringen des Brennstoffes in den Generator oder durch Wandeffekte, eine ungleichmäßige Beaufschlagung der Brennstoffschüttung mit Vergasungsmittel ein, so ist die Förderung des Brennstoffes im Generator dem durch die Beaufschlagung mit Vergasungsmittel bedingten Vergasungsfortschritt anzupassen.

Die Einleitung des Vergasungsmittels in die Ascheschüttung erfolgt bei den bisher bei der Festbettdruckvergasung eingesetzten Stufenrosten über die sich an den Stufen infolge der Abböschung der Asche bildenden ringförmigen Hohlräume, denen das Vergasungsmittel über die Vergasungsmittelaustritts Öffnung en des Rostes zuströmt. Ist die im Generator anfallende Asche genügend grobkörnig, so wird die Aschezone bereits unmittelbar an den ringförmigen Hohlräumen regulär vom Vergasungsmittel durchströmt, das sich infolge des Strömungswiderstandes in der Aschezone gleichmäßig auf den Querschnitt des Generators verteilt.

Zwingt die Kostofflage, auch weniger geeignete Brennstoffe, insbesondere Braunkohlenbriketts, für die Festbettdruckvergasung einzusetzen, entsteht infolge thermischen und mechanischen Zerfalls eine feinkörnige Brennstoffschichtung und eine no.ch feinkörnigere Asche. Eine solche feinkörnige Schüttgutsäule wird bei den in der Praxis üblichen Vergasungsmitteldurchsätzen in Form von Kanälen durchströmt. Der Rost ist in diesem Falle so zu gestalten, daß eine gleichmäßige Verteilung der vom Vergasungsmittel durchströmten Kanäle über dem Generatorquerschnitt erreicht wird. Das ist bei den üblicherweise in den Druckgasgeneratoren eingesetzten Stufenrosten nicht der Fall, da das Vergasungsmittel aus den ringförmigen Hohlräumen unabhängig von-der Lage der Vergasungsroittelaustrittsöffnungen über einen oder mehrere sich willkürlich bildende Kanäle in die Ascheschicht einströmt.

Besonders ungünstige Verhältnisse treten auf, wenn das Vergasungsmittel den in verschiedenen Ebenen liegenden, ringförmig angeordneten

Vergasungsmittelaustrittsöffnungen aus dem nicht unterteilten Innenraum des Rostes frei zufließt,, weil dann infolge der unterschiedlichen zu durchströmenden Aschehöhen bevorzugt die oberen Ringe der."Vergasungsmittelaustrittsöffnungen vom Vergasungsmittel durchströmt werden. Diesbezüglich kann durch eine regelbare Verteilung des Vergasungsmittel auf die einzelnen Hinge der VergasungsmittelaustrittsOffnungen, wie bereits in der OS 2607964;O^vorgeschlagen wurde, eine Verbesserung erzielt werden. Eine solche Losung, die jedoch auf die Verteilung der Kanäle auf den Umfang der Ringe mit Vergasungsmittelaustrittsöffnungen keinen Einfluß hat, und somit nur eine Teillösung darstellt, erfordert jedoch einen erheblichen bau- und regelungstechnischeη Aufwand.

Weiter ist im Wp C 10 G/198 286 ein kegelförmiger Rost mit aufgesetzten halbtangential angeordneten Rippen mit trapezförmigem Querschnitt und zum Umfang zunehmender Höhe, auf deren Oberseite sich alle Vergasungsmittelaustrittsöffnungen in verdeckter Anordnung in der gleichen Höhenlage befinden, vorgeschlagen worden. Mit einem solchen Drehrost ist prinzipielleine gleichmäßige Verteilung der sich bildenden Strömungskanäle zu erreichen, weil die zu durchströmende Aschehöhe bei der angestrebten waagerechten Ausbildung der Zonen im Generator für alle Austrittsöffnungen die gleiche "ist und auf Grund des Fehlens der ringförmigen Hohlräume sich an jeder Vergasungsmittelaustrittsöffnung ein Strömungskanal bilden muß, wenn der Durchsatz an Vergasungsmittel ausreichend hoah ist.

Eine solche Lösung beinhaltet jedoch erhebliche Probleme bezüglich der technischen Realisierung und der Erhaltung deT Funktionssicherheit des Bauteils unter den rauhen Betriebsbedingungen eines Druckgasgenerators« Vor allem die für die Verteilung des Vergasungsmittels auf den Generatorquerschnitt entscheidenden Rippen sind durch thermische Schädigung bei ungewollter Absenkung des Feuerbettes sowie durch mechanischen Verschleii3 gefährdet.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist ein Drehrost für die Festbettdruekvergasung, der "bei Einsatz von Brennstoffen, die im Generator eine feinkörnige Brennstoff- und Aseheschüttung ergeben, eine gleichmäßige Belegung des Generatorquerschnittes mit Strömungskanälen ergibt und an die Zuführung des "Vergasungsmittels zum Rost keine zusätzlichen Anforderungen stellt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehrost für die Pestbettdruckvergasung zu entwickeln, der bei der Ausbildung einer feinkörnigen Brennstoff- und Ascheschüttung durch die gleichmäßige Belegung des G-eneratorquerschnittes im Unterteil des Druckgasgenerators mit Strömungskanälen eine nahezu gleichmäßige Beaufschlagung der Brennstoffschüttung mit "Vergasungsmittel ergibt und keine zusätzlichen Anforderungen an die Zuführung des Vergasungsmittel stellt.

Die erfindungsgemäße lösung besteht darin, daß der Gesamtquerschnitt der Vergasungsmittelaustrittsöffnungen so festgelegt wird, daß bei der Hennlast des Generators am Rost ein Druckverlust entsteht, der etwa 20 ... 30 % höher, als der Druckverlust der darüberliegenden Schüttung ist und damit ein Vergasungsmittelaustritt aus jeder Öffnung, unabhängig von ihrer Lage am Rost, erzwungen wird.

Weiterhin erfolgt die Anordnung der Vergasungsmittelaustritts öffnungen auf der Rostoberfläche so, daß in der Draufsicht der Abstand von einer Öffnung zur nächsten nach allen Richtungen etwa gleich ist und auf diese Weise eine gleichmäßige Belegung des Generatorquerschnittes mit Strömungskanälen gegeben ist.

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Die bei Stufenrosten in einer Ebene liegenden und zur Vermeidung der Verstopfung durch die Asche im allgemeinen zurückgesetzt und verdeckt angeordneten Vergasungsmittelaustritts öffnungen sind durch Unterkammerungseinbauten voneinander getrennt, damit der ringförmige Hohlraum vor den Vergasungsmittelaustrittsöffnungen unterbrochen wird und die Vergasungsmittelströme mehrerer Austrittsöffnungen keinen gemeinsamen Kanal bilden können.

In Richtung des Vergasungsmittelstrahles vor dessen Eintritt in die Asche ist eine Platte angeordnet, die den Impuls des Vergasungsmittelstrahles aufnimmt, um die Ausspülung größerer Kavernen in der Ascheschüttung und eine eventuell damit verbundene verschobene Kanalbildung zu verhindern.

Die für die technische Realisierung des relativ hohen Druckverlustes erforderliche Dichtheit des Rostes wird durch zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen gewährleistet. Bei Rosten aus Stahlgußteilen in Segmentbauweise wird dies durch eine Abdichtung der Segmente mit temperaturbeständiger Packung gegeneinander sowie zu der als Vergasungsmittelzuführung dienenden Hohlwelle hin erreicht sowie durch den Schutz des gesamten Rostoberteiles mittels keramischer Feuerfestmaterialien, insbesondere durch fertiggebrannte verschleißfeste und temperatur-wechselbeständige Formsteine, die ein Undichtwerden des Rostes durch thermische Schädigung der Bauteile während des Betriebes verhindern.

Ausführungsbeispiel

An Hand des nachstehenden Ausführungsbeispiels soll die Erfindung erläutert werden· In der zugehörigen Zeichnung zeigen"

Figur 1' Verteilung der Strömungskanäle über den Generatorquerschnitt ·

Figur 2: Schnitt A-A nach Figur 3

Figur 3J "Vorderansicht einer Vergasungsmittelaus-

trittsöffnung - "

Wird der Druckverlust des Vergasungsmittelaustrittes um 20 ··. 30 Ί> höher als der der darüberliegenden Schüttung gewählt, ist eine Verteilung der Strömungskanäle über den Generatorquerschnitt möglich, wie sie in Figur 1 für einen Stufenrost mit 3 Vergasungsmittelaustrittsebenen dargestellt ist. Die Strömungskanäle 2 sind in etwa gleichem Abstand über den Generatorquerschnitt verteilt. Figur 2 und Figur 3 zeigen die Unterbrechung des ringförmigen Hohlraumes durch Unterkammerungseinbauten 6. Damit ist es nicht möglich, daß sich Vergasungsmittelströme mehrerer Austrittsöffnungen zu einem gemeinsamen Kanal vereinigen.

Figur 2 und Figur 3 zeigen ferner die vor dem Vergasungsmittelaustritt 4 angeordnete blatte 5, die zur Brechung des Austrittsimpulses des Vergasungsmittelstrahles dient. In Figur 2 ist der Feuerfestbelag 8 angegeben, der den thermischen Schutz der Rostsegmente und die Abdichtung der Rostsegmentverschraubungen und -stoße.gewährleistet. Die in Figur 2 angegebene Darstellung bezieht sich auf den äußeren Segmentring, der derzeit eingesetzten Stahlgußroste. Das Kopfstück und der innere Segmentring besitzen

eine volle Ummantelung mit Feuerfestbelag. Die Abdichtung der Rostsegmente zur Gewährleistung des entsprechenden Druckverlustes an den Vergasungsraitte laustritt s~ öffnungen wird durch zusätzliche Maßnahmen, wie Einlegen und Packungsschnur an verschiedenen Stellen zwischen Rostsegmenten und Hohlwelle und den Rostsegmenten untereinander gewährleistet.

Claims

Erfindungsansprüche -

1. Drehrost zur Festbettdruckvergasung von Kohle, insbesondere von Braunkohlenbriketts zur Erzeugung von G-as, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der Vergasungsmittelaustrittsöffnungen so festgelegt ist, daß bei Nennlast,des Generators am Rost ein Pruckyerlust entsteht, der etwa 20" - 30 $ höher als der Druckverlust der daruberliegenden Schüttung ist.

2· Drehrost nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die VergasungsmittelaustrittsÖffnungen auf der Rostoberfläche untereinander in gleichen Abständen angeordnet und die in einer Ebene liegenden Vergasungsmittelaustrittsöffnungen zurückversetzt, verdeckt und durch Unterkamme rungs einbaut en voneinander getrennt angeordnet sind.

3. Drehrost nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Vergasungsmittelaustritt eine Platte befestigt ist.

Hierzu 1 SaitQ Zeichnungen