DD232538A1 - Verfahren zur temperaturerhoehung von vergasungsrohgasen in fortleitungssystemen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Temperaturerhoehung von Schwachgasen mit kondensationsgefaehrdeten Komponenten, wobei das brennfaehige Schwachgas selber die Energie zur Temperaturerhoehung bereitstellt, dadurch die Kondensation unterbunden wird, wobei geringe energetische und apparatetechnische Aufwendungen verursacht werden. Verbrennung und Zumischung des Rauchgases zum Rohgas erfolgen innerhalb der Transportleitung. Erfindungsgemaess wird innerhalb der Transportleitung ein Brenner mit einer Unterdruck- und Ueberdruckwirkung auf einen Teil des Rohgases angeordnet, dem flammenseitig ein Flammenrohr folgt, im Flammenrohr eine intensive Verbrennung realisiert wird und danach das heisse Rauchgas dem Rohgas direkt zugemischt wird. Die Bereitstellung von Treibgas, Oxydationsmittel und gegebenenfalls von Inertgas erfolgt durch Anlagen ausserhalb der Transportleitung, wobei diese mengengeregelt den Anlagenteilen in der Transportleitung durch Zufuehrungen aufgegeben werden. Das Verfahren kann bei Schwachgaserzeugungsanlagen mit einer Transportleitung zur Verbrauchereinrichtung von ungekuehlten Rohgasen eingesetzt werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet umfaßt die Temperaturerhöhung von Vergasungsrohgasen, insbesondere von Generatorgasen aus Normaldruckvergasungsanlagen, welche als Brenngase durch Fortleitungssysteme ungekühlt Verbrennungsanlagen zugeführt werden. . ·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Generatoren, Aufbereitung und Fortleitung von Vergasungsgasen nach E. Rammler „Technologie und Chemie der Braunkohlenverwertung" (Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1962). Die genannten Verfahrensführungen erfordern, daß die Austrittstemperatur der mit Schwelwasser, Benzol, Teer und anderen Schwelprodukten sowie Staub beiasteten Schwachgasen nur wenig über der Kondensationstemperatur der Inhaltsstoffe liegt, große Rohrdurchmesser, Reinigungsöffnungen, wasserabgetauchte Staub- und Teersäcke im Fortleitungssystem.

Weiterhin ist nach DD WP F 17 D 236956/3 die Temperatur des im Generator erzeugten Schwachgases durch Zuführung von Gebrauchsenergie immer soweit über die Kondensationstrmperatur der Inhaltsstoffe anhebbar, daß trotz der vorhandenen Kondensationskeime entlang der Transportstrecke keine Kondensation auftritt und somit keine schwer entfernbaren Verkrustungen den Gastransport behindern.

Der Nachteil dieser Verfahrensführung besteht darin, daß zur Überhitzung ein Verbrennungsgas, was durch die Verbrennung von Heizöl oder Stadtgas während der gesamten Betriebszeit erzeugt und somit Fremdenergie zugeführt wird. Die Verwendung von Schwachgas scheitert an der notwendigen Verdichtung desselben auf den für den Brenner notwendigen Gasfließdruck.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß vor Eintritt in die Transportleitung die Temperaturerhöhung vorgenommen wird, was bei zunehmender Transportlänge zu hohen Überhitzungen zwingt und dadurch die Energie- und Materialökonomie in Frage gestellt wird.

Weiterhin ist das Verfahren nach DD WP F 26 B 239369/1 mit der Zielsetzung bekannt, nach unterschiedlichen Arten erzeugte oder bereitgestellte brennfähige Gase anzusaugen und diese einer intensiven Verbrennung zuzuführen. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß beim Transport kondensationsgefährdeter Gase zum Ansaugbrenner nur kurze Transportentfernungen realisiert werden können. Das Verfahren ermöglicht weiterhin keinen Anfahrbetrieb bei Einsatz von Schwachgasen.

Bekannt ist weiterhin nach DE AS 2226867 ein Verfahren zur Zufuhr von rohem, ungereinigtem Kokereiofengas zu Feuerungen mittels Treibgasejektoren durch Rohrleitungen aus einer Verkokungsofenkammer zur Feuerungsstelle. Hierbei wird Luft von 1 bis 5 bar als Treibgas für die Ejektoren verwendet.

Nachteilig ist hier der hohe, separat bereitzustellende Treibgasdruck. Weiterhin ist die Coanda-Strahlsauger-Atmosphären-Umwälzanlage bekannt, welche in Ziegeleiofen (Tunnelofen) zur Überhitzung der Ofenatmosphäre eingesetzt wird. Hierbei wird aus dem Tunnelofen mittels einer Coandadüse die Ofenatmosphäre abgesaugt, überhitzt und dem Ofen wieder zugeführt.

Nachteilig ist der notwendige Einsatz von Öl als Treibmittel und Brennstoff.

Es wurde bereits vorgeschlagen, einen Teilstrom des erzeugten Rohgases der Transportleitung zu entnehmen, einem Brenner zuzuführen und das in einer Brennkammer erzeugte Rauchgas zur Überhitzung des Rohgases heranzuziehen. Der Nachteil dieser Verfahrensführung besteht in der saugseitigen Inkrustation sowie im vergleichsweise hohen apparatetechnischen Aufwand.

Ziel der Erfindung

7ie. der Erfidung ist es, ein Verfahren zur Temperature/höhung von Vergasungsrohgasen in Fortleitungssystemen zu schaffen, welches sich durch geringe energetische apparatetechnische Aufwendungen auszeichnet, wobei die Standzeit der Transportleitungen wesentlich erhöht werden soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches den Transport feststoffbeladener kondensationsgefährdeter Rohgase ermöglicht, wobei eine Überhitzung im Dauerbetrieb ohne fremde Energieträger und ohne separate Brennkammern vorgenommen wird.

Die Aufgabe wird gelöst, indem ein kleiner Teil des zu transportierenden brennbaren Rohgases innerhalb des Gasstromes zur Verbrennung gebracht wird, wobei dieser durch das entstehende Rauchgas die gewünschte Endtemperatur erhält. Dies erfolgt, indem in die Transportleitung ein Brenner mit einer Primärgaszuführung als Treibgas und einer Sekundärgaszuführung als Oxydationsmittel angeordnet wird, der Brenner mittels des Treibgases selber die Druckerhöhung eines Teiles des Schwachgases realisiert und eine intensive Verbrennung mit einer kurzen Flamme, insbesondere Drallflamme, gewährleistet, die Ansaugeöffnung des Brennes in oder entgegen der Strömungsrichtung des Schwachgases gerichtet ist, dem Brenner flammenseitig ein konzentrisches Flammenrohr folgt, dessen Ende austrittsseitig sich konisch verringern kann und auf dessen

Außenseite Einrichtungen zur Erhöhung des Wärmeübergangs zwischen Flammenrohr und umgebendem Schwachgas vorhanden sein können.

Erfindungsgemäß wird die Primärgaszuführung aus der Transportleitung herausgeführt und von einer Treibgaserzeugungsanlage beaufschlagt, wobei das Treibgas, insbesondere Luft oder brennfähige Gase, mengengeregelt und mit einer positiven Druckdifferenz gegenüber dem Schwachgas von unter2kPa dem Brenner aufgegeben wird. Das Treibgas strömt dem Brenner derartig zu, daß durch die Ansaugeöffnung des Brenners Schwachgas mit einem Unterdruck von 0,8 kPa bis 1,2 kPa angesaugt wird und das Schwachgas-Treibgas-Gemisch dem Gaskanal mit dem gleichen Überdruck der Flamme zugeführt wird. Die angesaugte Schwachgasmenge steht im Verhältnis zur Treibgasmenge von bis zu 40. Die Sekundärgaszuführung erhält eine mengengeregelte Oxydationsmittelmenge mit einem Überdruck von bis zu 10 kPa aufgegeben, die dem Oxydationsmittelkanal mit oder ohne Dralleinbauten durchströmt und womit im Flammenrohr eine intensive Verbrennung des Schwachgases gewährleistet wird. Das Oxydationsmittel, insbesondere Luft, wird durch bekannte Druckerhöhungsanlagen verdichtet.

Die Primär- und Sekundärgaszuführung wird mit bekannten Mengenregelungs- und Sicherheitseinrichtungen ausgerüstet, wobei die Menge des Treibmediums zu der Menge des zu verbrennenden Rohgases ein Verhältnis bis 1:40 aufweisen kann. Die Temperaturerhöhung des Schwachgases durch die direkte Zumischung von heißen Verbrennungsabgasen innerhalb der Transportleitung von 300°C auf 400⁰C führt zu einem Gasmengenverhältnis bei Schwachgas nach Drehrostgeneratoren unter Normaldruckbedingungen von 10. Bei einer weiteren Temperaturerhöhung wird durch Erhöhung des Treibgasdrucks die der Verbrennung zugeführten Schwachgasmenge erhöht. Neben einer einmaligen Temperaturerhöhung kann erforderlichenfalls nach einem Temperaturabfail infolge Wärmeverlust der Transportleitung eine erneute Temperaturerhöhung erfolgen. In erfindungsgemäßer Erweiterung des Verfahrens ist neben der Mengenregelung des der Verbrennung zugeführten Schwachgases auch eine Temperaturregelung des Verbrennungsabgases vor der direkten Zumischung zum Schwachgas gewährleistet, wobei eine Inertgaszuführung, insbesondere Dampf mit einem zur Kühlung geeigneten thermodynamischen Zustand, nach Abschluß der Verbrennung dem Verbrennungsabgas innerhalb des Flammenrohres zuströmt. Diese Inertgaszuführung kann auch zur Kühlung des Flammenrohres genutzt werden, wobei dafür das Flammenrohr mit einem Kühlkanal umgeben ist. Zur Mengenregelung des Inertgases sind bekannte Mengenregelungseinrichtungen außerhalb der Transportleitung anzuordnen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soil nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden: Vom Gasgenerator wird der Rohgaskanal 1 mit einem Vergasungsrohgas der Parameter 250⁰C und einem Überdruck von 1,02kPa beaufschlagt.

Dem Treibgaskanal 2 wird Druckluft mit einem Überdruck von 3,1OkPa beliebiger Temperatur aufgegeben. Dieser Druck liegt auch in der Druckkammer 6 an. Der Oxydationsmittelkanal 3 wird mit Druckluft so beaufschlagt, daß am Drallkranz 8 austrittsseitig ein Mindestüberdruck von 1,03kPa vorliegt.

Infolge des Wirkens des Treibgases entsteht am Saugstück 5 ein Unterdruck bis zu 1,OkPa gegenüber dem Rohgas-Druck, wodurch Rohgas angesaugt wird. Am Austritt des Diffusors 7 liegt dann das Rohgas-Treibluft-Gemisch mit einem Überdruck gegenüber dem Rohgas von 1,03kPa an. Nach Vermischung mit dem verdrallten Oxydationsmittelstrom, welcher durch den Drallkranz 8 zugeführt wird, erfolgt durch die Zündeinrichtung 10 die Zündung bis zur Ausbildung einer stabilen Flamme im Flammenrohr 9. Durch Zumischung des Rauchgases zum Rohgas im Rohgaskanal 4 werden die Rohgastemperaturen nach der Durchmischungseinrichtung 11 auf 400°C angehoben.

Claims (3)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur Temperaturerhöhung von Vergasungsrohgasen in Fortleitungssystemen insbesondere in Rohrleitungen oder Kanälen, mittels eines selbst den Brennstoff ansaugenden Brenners, gekennzeichnet dadurch, daß ein Teil des zu transportierenden Rohgases innerhalb des Gasstromes zur Verbrennung gebracht wird, indem ein zentrisch in der Rohrleitung angeordneter Brenner ein Treibmedium mit einem Überdruck von 2,OkPa über dem Transportleitungsdruck zugeführt wird, dessen Mengen im Verhältnis zur Menge des zu verbrennenden Gases bis 1 zu 40 beträgt, im Saugstück ein Unterdruck von 0,8 kPa bis 1,2 kPa gegenüber dem Rohrleitungsdruck das Vergasungsrohgas ansaugt und zur Drallkranzseite fördert, wobei eine Druckerhöhung auf 0,8 bis 1,2kPa über das Niveau des Transportleitungsdruckes erfolgt, eine Durchmischung mit dem über dem Drallkranz unter einem Überdruck biszu2,5kPa zuströmenden Oxydationsmittelstrom mit anschließender intensiver Verbrennung bei etwa 1200^cC erfolgt, das entstandene heiße Rauchgas mit dem Hauptstrom des Rohgases gemischt wird, wobei sich in diesem eine Temperatur von 400⁰C einstellt.
2. 2. Verfahren nach Pkt. !,gekennzeichnet dadurch, daß das zugeführte Treibmedium dampf-oder gasförmig ist und sowohl brennbar als auch nichtbrennbar sein kann.
3. 3. Verfahren nach Pkt. !,gekennzeichnet dadurch, daß die Temperaturerhöhung in Rohgasleitungen auch mehrfach vorgenommen werden kann.

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