DD259416A1

DD259416A1 - Verfahren zur inertisierung eines unter feuer abgestellten druckgasgenerators

Info

Publication number: DD259416A1
Application number: DD30139087A
Authority: DD
Inventors: Olaf Wehner; Manfred Duerlich; Heinz Enders; Hartmut Findeisen; Olaf Scholz; Walter Toufar; Andreas Schlesinger; Karl Sowka; Gerd Thieme
Original assignee: Schwarze Pumpe Gas Veb
Priority date: 1987-04-02
Filing date: 1987-04-02
Publication date: 1988-08-24

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Generatoren zur Festbettdruckvergasung von Kohle. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass dem vom Rohgas getrennten Generator von oben ein Kuehlmedium zugefuehrt wird, das ueber den gesamten Generatorquerschnitt verteilt, ein Absenken der Temperatur der Schuettung zwischen 100 und 200C K bewirkt. Das dem Generator zugefuehrte Kuehlmedium verdampft in der Schuettung, steigt nach oben und fuehrt so die Waerme ab, wobei neben dem Kuehl- auch ein Spueleffekt erzielt wird. Die Erfindung dient der Sicherheit von entsprechenden Anlagen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Reaktoren der Festbettdruckvergasung von Kohle.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Eine schnelle Außerbetriebnahme eines Kohledruckvergasungsreaktors kann aus verschiedenen Gründen erforderlich werden.

Beispiele sind die Verletzung eines Sicherheitsparameters, ein Ansprechen des sogenannten Not-Aus-Systems, Störungen am

Aggregat selbst u.a. " ·

In vielen praktischen Fällen ist es möglich, diese Störungen in relativ kurzer Zeit zu beheben. Die dazu erforderliche Außerbetriebnahme des Generators ist ebenfalls kurz, d. h., es erfolgt kein Austrag des im Reaktionsraum vorhandenen Vergasungsstoffes.

Man erreicht damit eine wesentliche Verkürzung der Zeit für die Wiederinbetriebnahme. Außerdem bleibt auf diese Art und Weise der im Reaktor vorhandene Vergasungsstoff für den weiteren Prozeß erhalten. Der wesentliche Nachteil dieser Methode besteht darin, daß die im Reaktionsraum ablaufende chemische Reaktionen nicht zum Stillstand gebracht werden. Das bedeutet, daß vor allem durch den weiterhin ablaufenden Prozeß der Entgasung ständig brennbare Gasbestandteile entstehen.

Für das Öffnen des Generators bzw. seiner Nebenanlagen muß jedoch, um die Bildung eines explosiblen Gasgemisches zu verhindern, der Gehalt an brennbaren Bestandteilen im Gas <2Vol.-%sein.

Aus diesen genannten Zusammenhängen geht hervor, daß nach Abstellen und vor Öffnen des Generators oder seiner Nebenanlagen dessen Intertisierung erfolgen muß. Diese Intertisierung erfolgt zur Zeit dadurch, daß der Generator nach der Außerbetriebnahme (Unterbrechung der Vergasungsmittelzufuhr) und Trennung vom Rohgasnetz für die Zeitdauer von 4 bzw. 8h mit (ca. 2t/h, 3,5MPa) Hochdruckdampf beaufschlagt wird. Für diesen Prozeß liegen keine wissenschaftlich fundierten Erkenntnisse vor. In den meisten Fällen werden diese Prozesse nach betriebsinternen Festlegungen, die auf jahrelangen Erfahrungen beruhen, durchgeführt. Dabei ist die Sicherheit der betreffenden Anlagen bisher das einzige Beurteilungskriterium gewesen.

An Hand durchgeführter Untersuchungen wurde festgestellt, daß bereits 3-4h nach Beendigung der Spülung die maximale obere Grenze des Gehaltes an brennbaren Gasbestandteilen wieder überschritten war. Der wesentlichste Nachteil dieses Intertisierungsverfahrens besteht also darin, daß vor allem der Prozeß der Entgasung nicht verhindert wird. Durch die Beaufschlagung mit Hochdruckdampf (350-380⁰C) erfolgt also lediglich eine kurzzeitige Intertisierung und eine Verschiebung der Entgasungszone in der Brennstoffschüttung nach oben. Die oberen Brennstoffschichten werden nicht abgekühlt, sondern bis zur Entgasungstemperatur erwärmt. Dabei wird mit dem verwendeten Dampf und den bisherigen Spülzeiten weder der Wärmeinhalt der Schüttung in der Art abgeführt, daß unbedenkliche Schüttungskemtemperaturen erreicht werden, noch kommt der Entgasungsprozeß vollständig zum Erliegen.

Daraus folgt, daß die geforderte Sicherheit nur durch wiederholtes Spülen, welches in jedem Falle eine Komplettierung (Schließung) des Generators voraussetzt, erreicht werden kann. Es ergibt sich ein wesentlich erhöhter Reparaturaufwand und eine größere Stillstandszeit.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen unter Feuer abgestellten Reaktor in der Art zu intertisieren, daß ein selbständiger Anstieg brennbarer Gasbestandteile im Reaktionsraum über die vorgegebenen sicherheitstechnischen Grenzen nicht erfolgen kann und der bisher zur Intertisierung eingesetzte Hochdruckdampf bei gleichzeitiger Erhöhung der Verfügbarkeit des Reaktors durch die Verkürzung der Spülzeiten eingespart wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem mit einem einmaligen Inertisiemngsvorgang der Stillstand der chemischen Reaktionen speziell der Prozesse der Ent- und Vergasung erreicht wird, wobei der restliche Wärmeinhalt der Schüttung erhalten bleibt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß nach der Unterbrechung der Vergasungsmittelzufuhr unterhalb des Kohleverteilers oder oberhalb der Brennstoffschüttung eine definierte Menge Kühlflüssigkeit über den gesamten Schüttungsquerschnitt in den Generator eingedüst wird. Diese Flüssigkeit wird beim Eindringen in die Schüttung verdampft und .eigt wieder nach oben, wodurch man einen zusätzlichen Kühl- und Spüleffekt erzielt.

Die Temperatur und die Menge des Kühlmediums sind vorzugsweise so zu wählen, daß soviel Wärme aufgenommen und abgeführt wird, daß die Temperatur an jedem Punkt der Schüttung um 100 bis 200 K gesenkt wird. Dadurch wird die Temperatur jeder Reaktionszone soweit abgesenkt, daß sie knapp unter der für diese Zone notwendigen Aktivierungsenergie liegt. Es wird ein Stillstand sämtlicher Reaktionen im Generator erreicht.

Andererseits darf die in den Generator eingebrachte Kühlflüssigkeit nicht so groß sein, daß ein Durchlaufen des Wassers durch die gesamte Schüttung in den Sumpf des Generators erfolgt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Festbettgenerator, in dem Braunkohlenbriketts vergast werden.

Erfindungsgemäß erfolgt die Inertisierung mit einem geeigneten Kühlmedium (z. B. Gaswasser), welches im oberen Teil des Generators mittels einer Düse eingebracht wird.

Diese Düse befindet sich in der Mitte unterhalb des Kohleverteilers an seiner Unterkante und dient zur besseren Verteilung des Wassers über den Querschnitt der Schüttung. Die Menge des eingebrachten Gaswassers sollte vorzugsweise 20⁰C bis 90⁰C betragen. Um eine noch bessere Verteilung des Gaswassers über den gesamten Schüttungsquerschnitt zu erreichen (also auch die Randzonen) besteht die Möglichkeit, eine Hälfte des Wassers über die Kohlenschleuse in den Generator einzubringen. Eine Verteilung auf die Randzonen erfolgt in diesem Fall durch das Dach des Kohleverteilers.

Durch das in die Schüttung von oben nach unten durchströmende Wasser und den sich daraus bildenden von unten nach oben

steigenden Dampf wird ein doppelter Kühl-und Spüleffekt erreicht. '

Um brennbare Gasbestandteile aus allen Anlagenteilen vollständig zu entfernen und den oben genannten tntertisierungsvorgang zu beschleunigen^wird der Generator vor Beginn des eigentlichen Intertisierungsvorganges · (Beaufschlagung mit Kühlmedium) kurzzeitig mit Hochdruckdampf (¹Ah; ca. 1-1,5t/h; 130Ό über die Ascheschleuse gespült.

Claims

1. Verfahren zur Inertisierung eines unter Feuer abgestellten Druckgasgenerators, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen an jedem Punkt der Schüttung durch ein den Generator von oben nach unten durchströmendes Kühlmedium um 100 bis 200 K abgesenkt werden, wobei das Kühlmedium durch im Überteil des Generators angeordnete Verteiler und/oder Düsen in den Generator eingebracht wird.· ' '

2. Verfahren zur Intertisierung eines unter Feuer abgestellten.Druckgasgenerators nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung des in den Generator eingebrachten Kühlmediums durch oberhalb der Schüttung angeordnete Düsen über den gesamten Schüttungsquerschnitt erfolgt. . .

3. Verfahren zur Inertisierung eines unter Feuer abgestellten Druckgasgenerators nach den Ansprüchen 1. und 2., gekennzeichnet dadurch, daß das in den Generator eingebrachten Kühlmedium über das Dach des Kohleverteilers über den Schüttungsquerschnitt verteilt wird.

4. Verfahren zur Inertisierung eines unter Feuer abgestellten Druckgasgenerators, nach den Ansprüchen 1. bis 3., gekennzeichnet dadurch, daß als Kühlmedium Gaswasser oder eine andere geeignete Flüssigkeit verwendet wird.