DD259416A1

DD259416A1 - METHOD FOR INERTIZING A PRESSURE GAS GENERATOR SUBJECT TO FIRE

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.The invention relates to generators for fixed bed pressure gasification of coal. The essence of the invention is that the generator separated from the raw gas from the top of a cooling medium is supplied, which distributed over the entire generator cross-section, causing a lowering of the temperature of the Schuettung between 100 and 200C K. The cooling medium fed to the generator vaporizes in the stream, rises to the top and thus dissipates the heat, whereby a cooling effect is achieved in addition to the cooling effect. The invention serves the safety of corresponding plants.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf Reaktoren der Festbettdruckvergasung von Kohle.The invention relates to reactors of fixed bed pressure gasification of coal.

Characteristic of the known state of the art

Eine schnelle Außerbetriebnahme eines Kohledruckvergasungsreaktors kann aus verschiedenen Gründen erforderlich werden.Rapid decommissioning of a coal gasification reactor may be required for a variety of reasons.

Beispiele sind die Verletzung eines Sicherheitsparameters, ein Ansprechen des sogenannten Not-Aus-Systems, Störungen amExamples are the violation of a safety parameter, a response of the so-called emergency stop system, faults in the safety system

Aggregat selbst u.a. " ·Aggregate itself 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.In many practical cases it is possible to remedy these disturbances in a relatively short time. The required decommissioning of the generator is also short, d. h., There is no discharge of gasification material present in the reaction space.

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.This achieves a significant reduction in the time for recommissioning. In addition, the gasification material present in the reactor for the further process remains in this way. The main disadvantage of this method is that the chemical reactions taking place in the reaction space are not brought to a standstill. This means that, especially due to the continuing process of degassing continuously combustible gas components.

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.However, in order to prevent the formation of an explosive gas mixture, the content of combustible constituents in the gas must be <2% by volume for the opening of the generator or its ancillary systems.

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.From these mentioned contexts it is apparent that after switching off and before opening the generator or its ancillary equipment whose intertization must be done. This Intertisierung takes place at the time that the generator after the decommissioning (interruption of Vergasungsmittelzufuhr) and separation from the raw gas network for the period of 4 or 8 hours with (about 2t / h, 3.5MPa) high pressure steam is applied. There are no scientifically founded findings for this process. In most cases, these processes are performed according to in-house specifications based on years of experience. The safety of the installations concerned has hitherto been the only criterion for assessment.

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.On the basis of conducted investigations, it was found that the maximum upper limit of the content of combustible gas constituents had already been exceeded again for 3-4 hours after the end of the rinsing. The most significant disadvantage of this Intertisierungsverfahrens is thus that, above all, the process of degassing is not prevented. By applying high-pressure steam (350-380 ⁰ C) thus takes place only a brief intertization and a shift of the degassing zone in the fuel bed upwards. The upper fuel layers are not cooled, but heated to the degassing temperature. In this case, neither the heat content of the bed is removed with the steam used and the previous flushing times in the way that unobjectionable bed temperature be achieved, nor comes the degassing completely stopped.

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.It follows that the required safety can be achieved only by repeated rinsing, which in any case requires a completion (closure) of the generator. This results in a significantly increased repair costs and a longer downtime.

Object of the invention

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.The aim of the invention is to intertisieren a parked under fire reactor in such a way that an independent increase of combustible gas components in the reaction chamber over the given safety limits can not be done and the hitherto used for intertization high pressure steam while increasing the availability of the reactor by the shortening the flushing time is saved.

Explanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to provide a method in which the standstill of the chemical reactions especially the processes of degassing and gasification is achieved with a single Inertisiemngsvorgang, the remaining heat content of the bed is maintained. This is inventively achieved in that after the interruption of the Vergasungsmittelzufuhr below the coal distributor or above the fuel bed a defined amount of cooling fluid is injected over the entire bed cross section in the generator. This liquid evaporates as it enters the bed and returns to the top for additional cooling and rinsing.

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.The temperature and the amount of the cooling medium are preferably to be selected so that heat is absorbed and removed so that the temperature at each point of the bed is lowered by 100 to 200 K. As a result, the temperature of each reaction zone is lowered so far that it is just below the activation energy necessary for this zone. A standstill of all reactions in the generator is achieved.

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.On the other hand, the cooling liquid introduced into the generator must not be so large that a passage of the water through the entire bed into the bottom of the generator takes place.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Festbettgenerator, in dem Braunkohlenbriketts vergast werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. This embodiment relates to a fixed bed generator in which lignite briquettes are gasified.

Erfindungsgemäß erfolgt die Inertisierung mit einem geeigneten Kühlmedium (z. B. Gaswasser), welches im oberen Teil des Generators mittels einer Düse eingebracht wird.According to the invention, the inerting is carried out with a suitable cooling medium (eg gas water), which is introduced in the upper part of the generator by means of a nozzle.

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.This nozzle is located in the middle below the coal distributor at its lower edge and serves to better distribution of the water over the cross section of the bed. The amount of the introduced gas water should preferably be from 20 ⁰ C to 90 ⁰ C. In order to achieve an even better distribution of the gas water over the entire bed cross section (thus also the edge zones) it is possible to introduce one half of the water via the coal lock into the generator. A distribution on the edge zones in this case takes place through the roof of the coal distributor.

Durch das in die Schüttung von oben nach unten durchströmende Wasser und den sich daraus bildenden von unten nach obenThrough the water flowing into the bed from top to bottom and from the bottom to the top

steigenden Dampf wird ein doppelter Kühl-und Spüleffekt erreicht. ' rising steam, a double cooling and rinsing effect is achieved. '

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.In order to completely remove flammable gas constituents from all parts of the plant and to accelerate the above-mentioned tertiation process, the generator is briefly subjected to high-pressure steam ( ¹ Ah, about 1-1.5 t / h) before the actual intertization process (admission with cooling medium) rinsed the ash sluice.

Claims

1. A method for inerting a switched off under fire pressure gas generator, characterized in that the temperatures at each point of the bed by a generator flowing from top to bottom cooling medium are lowered by 100 to 200 K, wherein the cooling medium arranged in the upper part of the generator distributor and / or nozzle is introduced into the generator. · ''

2. A method for intertizing a parked under fire .Druckgasgenerators according to claim 1, characterized in that the distribution of the introduced into the generator cooling medium by above the bed arranged nozzles over the entire bed cross section. , ,

3. A method for inerting a parked under fire pressure gas generator according to claims 1 and 2, characterized in that the introduced into the generator cooling medium is distributed over the roof of the coal distributor on the bed cross section.

4. A method for inerting a parked under fire pressure gas generator, according to claims 1 to 3, characterized in that is used as the cooling medium gas water or other suitable liquid.