DD147250A1

DD147250A1 - Verfahren und vorrichtung zum sicheren ausschleusen von vergasungsrueckstaenden

Info

Publication number: DD147250A1
Application number: DD21703179A
Authority: DD
Inventors: Horst Burkhardt; Lutz Groeschel; Joachim Heynisch; Peter Jaschke; Peter Krieg; Eckhardt Moench; Berthold Neumann; Gerhard Richter; Andrea Schmidt; Johannes Slabik; Roland Weber
Original assignee: Horst Burkhardt; Lutz Groeschel; Joachim Heynisch; Peter Jaschke; Peter Krieg; Eckhardt Moench; Berthold Neumann; Gerhard Richter; Andrea Schmidt; Johannes Slabik; Roland Weber
Priority date: 1979-11-21
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1981-03-25

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Veredlung fester Brennstoffe. Ziel der Erfindung ist es, die Sicherheit bei der Ausschleusung von festen Verfahrensrueckstaenden unter Beibehaltung von Ascheschleusen zu erreichen. Aufgabe der Erfindung ist das Herstellen und die Kontrolle einer staendigen Dichtheit im Ausschleussystem, die staendige Einhaltung einer technologisch richtigen Stroemungsrichtung, die Vermeidung von Gasexplosionen und das Verhindern von Temperaturueberschreitungen. Erfindungsgemaesz wurde dazu ein Zweischleusensystem mit Inertgasbespannung gewaehlt, in dem die obere Schleuse stets unter Reaktordruck bleibt und die untere Schleuse je nach Betriebszustand ent- oder bespannt wird. Anwendbar ist die Loesung in der Festbettdruckvergasung, der Staubvergasung oder der Wirbelschichtdruckvergasung.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren und Vorrichtung zum sicheren Ausschleusen von Vergasungsrückständen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Lösung ist in Verfahren mit hohen spezifischen Leistungen anwendbar, bei denen die unter Verfahrensdruck anfallenden Verfahrensrückstände diskontinuierlich ausgeschleust und entspannt werden müssen. Anwendungsbeispiele sind die Pestbettdruckvergasung, die Staubvergasung oder die Wirbelschichtdruckvergasung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für das Ausschleusen von -Vergasungsrückständen aus Reaktoren mit hoher spezifischer Leistung hat sich in der Praxis das Ein-Schleusen-System durchgesetzt. Mittels eines Drehrostes wird beispielsweise bei der Pestbettdruckvergasung die Asche in die Ascheschleuse transportiert. 'Beim Erreichen eines maximalen Füllstandes in dieser Ascheschleuse wird die Verbindung zum Generator durch Schließen des oberen Aschekegels unterbrochen und die Schleuse wird entspannt. Die Entleerung erfolgt durch Öffnen des unteren Aschekegels in den darunterliegenden Ascheabtransport. Die Bespannung der Ascheschleuse erfolgte in der Regel mit Hochdruck-Dampf. Wach Erreichen des Generatordruckes wird der obere Aschekegel wieder geöffnet und der Ascheschleüsenzyklus wiederholt. Diese Anordnung von «

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Schleuse und die geschilderte Technologie haben verschiedene verfahrenstechnische Nachteile:

So besteht in der Ascheschleuse durch Bildung explosiver Gasgemische ständig ixplosionsgefahr, die durch das Rückströmen von Rohgas oder Vergasungsmittel aus dem Generator verursacht werden kann· Weiterhin können sich in der Ascheschleuse brennbare Gase aus unverbranntem Kohlenstoff in der Asche bilden, wobei durch eine mögliche Wassergasreaktion ständig Explosionsgefahr eintreten kann.

Durch undichte Aschekegel der Ascheschleuse entsteht bei jedem Entleerungsvorgang die Gefahr von Gasexplosionen· Die Dichtheit dieser Aschekegel ist nicht kontrollierbar. Durch die Bespannung der Ascheschleuse mit Hochdurckdampf kann es bei plötzlichen Temperaturerhöhungen des Dampfes zur Überschreitung der zulässigen Auslegungstemperatur der Ascheschleusenbauteile kommen. Da keine Zwangsströmung in der Ascheschleuse vorhanden ist, kann es beim Anfahren des Generators zu einer Umkehrung der technologisch richtigen Strömungsrichtung kommen, und schließlich führt die Bespannung der Ascheschleuse mit Hochdruckdampf zu Anbackungen feuchter Asche«

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur wesentliehen Erhöhung der Sicherheit des Ausschleusvorganges von anfallenden Verfahrensrückständen unter Beibehaltung der Ascheschleuse zu finden·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe zur Realisierung des Zieles der Erfindung ist es,

- einen Nachweis über die Dichtheit der Absperrkegel zu

erhalten,

- die technologisch richtige Strömungsrichtung ständig einzuhalten,

- Undichtheiten im Ausschleussystem anzuzeigen,

- die Bildung explosiver Gasgemische im Ascheschleusenv system zu verhindern,

- .unzulässig hohe Temperaturen im Ascheschleusensystem zu verhinderne

Die Praxis hat bestätigt, daß die üblichen Einschleusen» systeme keine sichere Ausschleusung der festen Vergasungsrückstände aus dem Reaktor garantieren. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Zweischleusensystem mit Inertgasbespannung gewählt wird, bei dem die beiden Schleusen übereinander angeordnet sind· Beide Schleusen werden mit Inertgas bespannt und gespült, wobei die obere Schleuse stets unter Reaktordruck bleibt, während die untere Schleuse je nach Betriebszustand ent- oder bespannt wird. Die obere Schleuse wird mit Inertgas gespült, wobei nach Schließen des oberen Aschekegels die Inertgasspüimenge j__n einer bestimmten Zeit auf NuIl zurückgeht. Das dient als Nachweis der Dichtheit des oberen Aschekegels. Während des Normalbetriebes ist der obere Aschekegel stets geöffnet und die Inertgasspülung sichert die technologisch richtige Strömungsrichtung.

Nach sicherem Abschluß der oberen Schleuse vom Reaktor durch Nachweis der Dichtheit des oberen Aschekegels, wird der mittlere Aschekegel geöffnet und die festen Vergasungsrückstände gelangen in die ebenfalls unter Reaktordruck stehende untere Schleuse.

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Die Dichtheit des mittleren Aachekegels wird dadurch nachgewiesen, daß beim Entspannen der unteren Schleuse die Inertgasspülmenge nicht zur oberen Schleuse ansteigt. Ist die untere Schleuse vollständig entleert, so wird der untere Aschekegel geschlossen und die untere Schleuse mit Inertgas bespannt. Die Dichtheit des unteren Aschekegels wird zweimal kontrolliert. Das erste Mal durch die Kontrolle des Druckanstieges in der unteren Schleuse in den ersten 60 Sekunden und das zweite Mal durch Schließen der Inertgasbespannung vor Erreichung des Reaktordruckes und Kontrolle des Druckabfalls. Der Nachweis der Dichtheit ist Voraussetzung zur Restbespannung der unteren Schleuse auf Reaktordruck. Damit ist der Ausschleuszyklus beendet und der obere Aschekegel wird wieder geöffnet.

Ausführungsbeispiel

Bei der Vergasung fester Brennstoffe unter einem Druck von 2-5 MPa fällt stückige Asche mit einer Temperatur

bis zu 300 ⁰C an. Zur Ausschleusung der stückigen Asche sind unter dem Generator 2 Schleusen angeordnet, deren Abschluß zum Generator, zur Ascberinne und untereinander je einen Aschekegel bildet. Während des Betriebes ist der obere Aschekegel 1 geöffnet und die Asche wird über einen Rost in die obere Schleuse 2 transportiert. Die obere Ascheschleuse 2 wird über die Leitung 3 mit Stickstoff gespült. Die Stickstoffmenge wird über die Mengenregeleinrichtung 4 so eingestellt, daß bei geöffnetem oberen Aschekegel 1 immer Stickstoff in Richtung Generator strömt. Bei Erreichen des maximalen Füllstandes wird der Rost durch die Püllstandsregeleinrichtung 5 außer Betrieb gesetzt und der obere Aschekegel 1 geschlossen. Zum Dichtschließen des oberen Aschekegels wird ein Klinkprogramm abgefahren. Die Dichtheit ist nachgewiesen, wenn nach dem Schließen des oberen Asche-

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kegeis 1 die Mengenregeleinrichtung 4 innerhalb von 2 min auf ITuIl zurückgeht. Nach dem Nachweis der Dichtheit des oberen Aschekegels 1 wird der mittlere Aschekegel 6 geöffnet und die Asche fällt aus der oberen Schleuse 2 in die untere Schleuse 7· Das Erreichen des minimalsten Füllstandes wird durch die Füllstandsregeleinrichtung 5 zeitlich überwacht. Zeitüberschreitungen deuten auf Brückenbildung in der oberen Ascheschleuse 1 hin und diese werden durch Einschalten eines Klinkprogrammes für den mittleren Aschekegel 6 beseitigt. Nach vollständiger Entleerung der oberen Schleuse wird der mittlere Aschekegel 6 geschlossen. Zur Entspannung der unteren Schleuse 7 werden das Bespannungsventil geschlossen, das Absperrventil 9 und das Entspannungsventil 10 geöffnet. Als Dichtheitskontrolle des mittleren Aschekegels 6 dient die Mengenregeleinrichtung 4, sie darf beim Einleiten des Entspannungsprozesses der unteren Schleuse 7 nicht ansteigen. Die Druckmessung 11 zeigt an, wann die untere Schleuse 7 vollständig entspannt ist und der untere Aschekegel 12 geöffnet werden kann. Die Asche fällt aus der unteren Schleuse 7 in ein hydraulisches Abfördersystem. Das Erreichen des minimalsten Füllstandes der unteren Schleuse wird wieder zeitlich durch die Füllstandsregeleinrichtung 13 überwacht, damit bei Brückenbildung in der unteren Schleuse 7 durch ein Klinkprogramm für den unteren Aschekegel 12 diese Brücken beseitigt werden. Ist sämtliche Asche aus der unteren Schleuse 7 in das Abfördersystem gelangt, werden der untere Aschekegel 12 und das Entspannüngsventil 10 geschlossen und das Bespannungsventil 8 geöffnet.

Die erste Kontrolle der Dichtheit des unteren Aschekegels 12 erfolgt durch die Überwachung des Druckanstieges in der unteren Schleuse 7 in den ersten 60 Sekunden. Bei Erreichen eines Druckniveaus von 0,5 MPa unter Generatordruck wird das Bespannungsventil 8 geschlossen.

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Es erfolgt die zweite Kontrolle der Dichtheit des unteren Aschekegels 12, d. h. das eingestellte Druckniveau in der unteren Schleuse 7 darf bei geschlossenem Bespannungsventil

16O 8 nicht abfallen. Durch Öffnen des Bespannungsventils 8 erfolgt die Restbespannung der unteren Schleuse 7 auf Generatordruck. Anschließend wird das Absperrventil 9 geschlossen, der obere Aschekegel 1 geöffnet und der Rost in Betrieb gesetzt. Der Ausschleuszyklus beginnt von neuem.

Claims

217031 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zum sicheren Ausschleusen von Vergasungsrückständen aus unter Druck arbeitenden Reaktoren, gekennzeichnet dadurch, daß ein Zweischleusensystem eingerichtet wird, in dem die auszuschleusenden Reaktionsrückstände in eine dem Reaktor zugewandte erste,- ständig unter Reaktordruck stehende Ascheschleuse gelangen, und daß die Reaktionsrückstände danach in eine zweite zu be- und entspannende Ascheschleuse gelangen, aus der diese schließlich ausgetragen werden·

2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß unter dem Reaktor zwei übereinander angeordnete und. gegeneinander, gegen den Reaktor und gegen die freie Atmosphäre durch Kegelverschlüsse abgesperrte Ascheschleusen angebracht sind.

3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zum Be- und Entspannen der Ascheschleusen Inertgas eingesetzt werden kann.

4· Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß sich zwischen dem unter Druck stehenden Reaktor und dem drucklosen Aschetransport stets zwei geschlossene Kegelverschlüsse befinden.

5. Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Kontrolle der Dichtheit der Kegelverschlüsse über die Messung der als Spülgas eingesetzten Inertgasmengen erfolgt.

6. Verfahren nach Punkt 1, 3 und 5» gekennzeichnet dadurch, daß zur Sicherung der technologisch richtigen Strömungsrichtung die obere Schleuse während des

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Betriebes mit Inertgas gespült wird.

7. Verfahren nach Punkt 1, 3 _und 5, gekennzeichnet dadurch, daß zur Verhinderung von Temperaturüberschreitungen die untere Schleuse mit kaltem Inertgas bespannt werden kann.

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