DD141246A3

DD141246A3 - THREE-STRAIGHT FOR FIXED BEDGING GASIFICATION

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: JPS5839469B2; JPS55120691A

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.The invention relates to a rotary grate for the fixed bed pressure gasification for the production of gas from coal, in particular from lignite briquettes. The task is to develop a rotary grate, in the formation of a fine-grained fuel and Ash fill due to the uniform coverage of the generator cross-section in the lower part of the compressed gas generator with flow channels a nearly uniform admission of the fuel bed with Gasification results, has a high reliability and no additional requirements for the supply of the gasification agent provides. According to the invention, the total cross section of Gasification agent outlet openings set so that at nominal load the generator on the grate creates a pressure drop of about 20 to 30% higher than the pressure loss of the overlying bed. The gasification agent outlet openings on the grate surface are arranged one below the other at equal intervals. The one level lying gasification agent outlet openings are set back, ■ concealed and separated by sub-chamber installations. Before everyone Gasification agent outlet is arranged a plate.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Drehrost zur Festbettdruck-vergasungRotary grate for fixed bed pressure gasification

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Drehrost für die Pestbettdruckvergasung zur Erzeugung von Gas aus Kohle, insbesondere aus Braunkohlenbriketts·The invention relates to a rotary grate for the Pestbettdruckvergasung for the production of gas from coal, in particular lignite briquettes ·

• Charakteristik der bekannten technischen lösungen• Characteristic of the known technical solutions

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 denThe Pestbettdruckvergasung is usually carried out in cylindrical generators, the bulk material height is selected in the order of the reactor diameter. For distributing the Vergasungsmittelgemisches consisting of oxygen and steam, on the cross section of the generator and to promote the ash and the fuel in the generator serves a rotatable grate with space blades _e Here, the distribution of the gasification agent to the generator cross section and the promotion of the ash and of the fuel in the generator so that form as horizontal as possible reaction zones. This is achievable in a first approximation by a uniform distribution of the gasification coals on the generator cross section and a uniform delivery of the fuel and the ash through the

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.Generator. If, due to metering effects during the introduction of the fuel into the generator or due to wall effects, uneven loading of the fuel bed with gasification agent occurs, the delivery of the fuel in the generator must be adapted to the rate of gasification due to the application of gasification agent.

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.The introduction of the gasification agent into the ash bed is carried out in the previously used in the fixed-bed gasification step gratings on the forming at the stages due to the erosion of the ash annular cavities to which the gasification agent flows via the Vergasungsmittelaustritts opening en of the grate. If the ash accumulating in the generator is sufficiently coarse-grained, the ash zone is already regularly flowed through directly by the gasification agent directly at the annular cavities, which uniformly distributes itself to the cross-section of the generator as a result of the flow resistance in the ash zone.

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.If the Kostofflage also forces less suitable fuels, in particular lignite briquettes, to be used for fixed-bed pressure gasification, a fine-grained fuel stratification and a no-ash fine-grained ash are produced as a result of thermal and mechanical decomposition. Such a fine-grained bulk material column is flowed through in the form of channels in the gasification medium throughputs customary in practice. The rust is to be designed in this case so that a uniform distribution of the channels through which the gasification agent flows over the generator cross section is achieved. This is not the case with the step grates commonly used in the compressed gas generators, since the gasification agent flows from the annular cavities irrespective of the position of the Vergasungsroittelaustrittsöffnungen via one or more arbitrarily forming channels in the ash layer.

Besonders ungünstige Verhältnisse treten auf, wenn das Vergasungsmittel den in verschiedenen Ebenen liegenden, ringförmig angeordnetenParticularly unfavorable conditions occur when the gasification means lying in different planes, arranged in a ring

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.Gasification agent outlet openings from the undivided interior of the grate flows freely, because then the upper rings of the gasifying agent outlet openings are preferably flowed through by the gasification agent as a result of the different ash heights to be flowed in. In this regard, a controllable distribution of the gasification agent to the individual rings of the gasification agent outlet openings, as already described However, such an approach, which however has no influence on the distribution of the channels on the circumference of the rings with gasification agent outlets, and thus represents only a partial solution, requires a considerable amount of construction work. and technical control effort.

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.Next is in Wp C 10 G / 198 286 a conical grid with patch semi-tangentially arranged ribs with trapezoidal cross-section and the extent of increasing height, on top of which all gasification agent outlet openings are in concealed arrangement in the same altitude have been proposed. With such a rotary grate, a uniform distribution of the forming flow channels is principally to be achieved because the ash height to be flowed through is the same for all the outlet openings in the desired horizontal formation of the zones in the generator and, due to the absence of the annular cavities, at each gasification agent outlet opening a flow channel must form when the rate of gasification agent is sufficiently hoah.

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.However, such a solution involves considerable problems with respect to the technical realization and the maintenance deT functional safety of the component under the harsh operating conditions of a compressed gas generator "Especially the decisive for the distribution of the gasification agent on the generator cross-section ribs are due to thermal damage to unwanted lowering of the fire bed and mechanical Wear endangered.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The object of the invention is a rotary grate for the Festbettdruekvergasung that "when using fuels that give a fine-grained fuel and Aseheschüttung in the generator, a uniform occupancy of the generator cross-section with flow channels results and the supply of the" gasifying agent to the grid no additional requirements ,

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to develop a rotary grate for the Pestbettdruckvergasung that results in the formation of a fine-grained fuel and ash by the uniform occupancy of the G-eneratorquerschnittes in the lower part of the compressed gas generator with flow channels a nearly uniform loading of the fuel bed with "gasification and No additional requirements for the supply of the gasification agent.

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.The solution according to the invention is that the total cross section of the Vergasungsmittelaustrittsöffnungen is set so that at the hennlast of the generator at the grate a pressure loss occurs, which is about 20 ... 30 % higher than the pressure loss of the overlying bed and thus a Vergasungsmittelaustritt from each Opening, regardless of its location on the grate, is enforced.

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.Furthermore, the arrangement of the Vergasungsmittelaustritts openings on the grate surface so that in the plan view, the distance from one opening to the next in all directions is approximately equal and in this way a uniform occupancy of the generator cross-section is given with flow channels.

1 02071 0207

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.The in step gratings lying in a plane and to avoid clogging by the ashes generally reset and concealed Vergasungsmittelaustritts openings are separated by Unterkammerungseinbauten so that the annular cavity is interrupted before the Vergasungsmittelaustrittsöffnungen and the Vergasungsmittelströme a plurality of outlet openings can not form a common channel.

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.In the direction of the Vergasungsmittelstrahlstrahles before its entry into the ash, a plate is arranged, which receives the pulse of the Vergasungsmittelstrahlstrahles to prevent the flushing of larger caverns in the ash bed and possibly associated with it shifted channeling.

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.The required for the technical realization of the relatively high pressure loss tightness of the grate is ensured by additional sealing measures. When rusting steel castings in segmental construction this is achieved by sealing the segments with temperature-resistant packing against each other and serving as Vergasungsmittelzuführung hollow out and by the protection of the entire Rostoberteiles using ceramic refractory materials, especially by fertiggebrannte wear-resistant and temperature-resistant molded blocks that are leaking prevent rust by thermal damage to the components during operation.

Ausführungsbeispielembodiment

An Hand des nachstehenden Ausführungsbeispiels soll die Erfindung erläutert werden· In der zugehörigen Zeichnung zeigen"On the basis of the following embodiment, the invention will be explained · In the accompanying drawings show "

Figur 1' Verteilung der Strömungskanäle über den Generatorquerschnitt ·FIG. 1 ' distribution of the flow channels over the generator cross section

Figur 2: Schnitt A-A nach Figur 3FIG. 2: section A-A according to FIG. 3

Figur 3J "Vorderansicht einer Vergasungsmittelaus-FIG. 3J shows a front view of a gasification agent

trittsöffnung - "opening - "

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.If the pressure loss of the gasification agent outlet by 20 ··. 30 Ί> higher than that of the overlying bed, a distribution of the flow channels over the generator cross section is possible, as shown in Figure 1 for a step grate with 3 Gasgasungsmittelaustrittsebenen. The flow channels 2 are distributed approximately the same distance over the generator cross section. Figure 2 and Figure 3 show the interruption of the annular cavity by Unterkammerungseinbauten 6. Thus, it is not possible that merge gas streams of several outlet openings to a common channel unite.

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 besitzenFigure 2 and Figure 3 also show the arranged before the Vergasungsmittelaustritt 4 leaf 5, which serves to refract the exit pulse of the gas Vergasungsmittelstrahles. In Figure 2, the refractory lining 8 is specified, which ensures the thermal protection of the grate segments and the sealing of the Rostsegmentverschraubungen and -stoße.Über. The illustration given in FIG. 2 relates to the outer segment ring of the currently used cast steel gratings. The head piece and the inner segment ring have

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.a full sheathing with refractory coating. The sealing of the grate segments to ensure the corresponding pressure loss at the gasification cracks outlet openings is ensured by additional measures, such as inserting and packing string at different locations between grate segments and hollow shaft and the grate segments with each other.

Claims

Invention Claims

1. Rotary grate for fixed bed pressure gasification of coal, especially lignite briquettes for the production of G-as, characterized in that the total cross section of the Vergasungsmittelaustrittsöffnungen is set so that at nominal load, the generator on the grate Pruckyerlust arises, the about 20 "- $ 30 higher than the pressure loss of the overlying bed is.

2 · Rotary grate according to item 1, characterized in that the VergasungsmittelaustrittsÖffnungen arranged on the grate surface with one another at equal intervals and the lying in a plane Vergasungsmittelaustrittsöffnungen set back, concealed and by Unterkamme tion builds s are separated from each other.

3. Rotary grate according to item 1 and 2, characterized in that a plate is fixed before the Vergasungsmittelaustritt.

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