DD260192A3

DD260192A3 - Verfahren zur vergasungsmittelzufuehrung bei der festbettdruckvergasung

Info

Publication number: DD260192A3
Application number: DD29242386A
Authority: DD
Inventors: Bernd Meyer; Siegfried Paul; Dieter Eidner; Wilhelm Hoppe; Hans-Georg Friedel; Peter Schreiter; Gudrun Kissinger
Original assignee: Freiberg Brennstoffinst
Priority date: 1986-07-14
Filing date: 1986-07-14
Publication date: 1988-09-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasungsmittelzufuehrung bei der Festbettdruckvergasung in die Schuettung der zu vergasenden Kohle, insbesondere beim Einsatz von Weichbraunkohlen. Ziel der Erfindung ist die Verbesserung des Betriebsergebnisses des Vergasungsprozesses, insbesondere die Erhoehung der Rohgasausbeute sowie der verfahrensbedingten Sicherheit. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der definierten Lageveraenderung der Stroemungskanaele in der Kohleschuettung, um eine heissere Fahrweise der Generatoren durch gezieltes Anfahren der Schlackegrenze zu erreichen. Erfindungsgemaess wird der Drehrost, um den Winkel f so gedreht, dass ueber jedem Austrittsschlitz ein neuer Stroemungskanal in einem Abstand von mindestens etwa 20 cm vom zuvor beaufschlagten Kanal gebildet wird, der Drehrost nach der Drehung um den Winkel f eine dem Ascheanfall und der Grobkoernigkeit der ausgetragenen Asche angepasste Zeit t kleiner/gleich tmax. steht, wobei die Zeit tmax. so gewaehlt wird, dass die Bildung von Schlackewaenden ausgeschlossen und die Groesse von Schlackestuecken mit maximal 50 mm begrenzt ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasungsmittelzuführung bei der Festbettdruckvergasung in die Schüttung der zu vergasenden Kohle, insbesondere beim Einsatz von Weichbraunkohlen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Vergasungsmittel wird bei der Festbettdruckvergasung mit Hilfe eines Drehrostes in die Schüttung des Generators eingeleitet. Der Drehrost hat die Aufgabe, das Vergasungsmittel möglichst gleichmäßig über den Generatorquerschnitt zu verteilen und gleichzeitig die entstehende Asche auszutragen. Die Drehbewegung des Rostes wird durch Stillstandszeiten unterbrochen, um den Ascheaustrag der Generatorleistung anzupassen. Bei dem im Normalfall als Stufenrost ausgeführten Drehrost strömt das Vergasungsmittel durch abgedeckte, seitliche Austrittsschlitze, die sich in der Regel auf drei konzentrisch angeordneten Kreise befinden, in die Ascheschüttung ein. An der Abdeckkante der Schlitzreihen bildet sich bedingt durch die Abböschung der Asche ein freier Ringraum aus, der eine Verbindung zwischen den einzelnen Austrittsschlitzen herstellt und aus dem das Vergasungsmittel unabhängig von der Roststellung und der Lage der Austrittsschlitze in die Aschezone strömt. Dies führt bei feinkörnigen Ascheschüttungen, die bei den gefahrenen Generatorleistungen nicht mehr gleichmäßig, sondern kanalartig durchströmt werden, dazu, daß die Bildung der Strömungskanäle willkürlich ist. Mit einem solchen Drehrost kann somit keine gleichmäßige Verteilung der Strömungskanäle auf den Generatorquerschnitt erreicht werden. Gemäß WP 141246 soll eine gleichmäßige Beaufschlagung und Verteilung der Strömungskanäle auf den Generatorquerschnitt dadurch erreicht werden, daß der Ringraum zwischen den Austrittsschlitzen unterbrochen und der Querschnitt der Austrittsschlitze soweit reduziert wird, daß deren Druckverlust größer als der der Generatorschüttung ist. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß insbesondere bei geringen Abständen zwischen den Austrittsschlitzen eines Verteilerringes nicht gesichert ist, daß die Drehung des Rostes zur Bildung neuer Strömungskanäle führt. Damit bilden sich bei heißer Fahrweise in diesen Kanälen große Schlackestücke, die den Betrieb des Generators durch Behinderung des Ascheaustrages erheblich stören. Besonders ungünstig ist die Schlackebildung in den an der Generatorinnenwand befindlichen Kanälen, da sie zur Bildung von Schlackewänden führt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung des Betriebsergebnisses des Vergasungsprozesses, insbesondere die Absenkung des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses und die Erhöhung der Rohgaserzeugung.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der definierten Lageveränderung der Strömungskanäle in der Kohleschüttung, um eine heißere Fahrweise der Generatoren durch gezieltes Anfahren der Schlackegrenze zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet daß an einem Drehrost bekannter Bauart mit erhöhtem Druckverlust an den Austrittsschlitzen des Vergasungsmittels und Unterbrechung des Ringraumes zwischen den Austrittsschlitzen — die Austrittsschlitze hinsichtlich des Abstandes untereinander, der Unterbrechung des Ringraumes zwischen den Austrittsschlitzen und der flächengleichen Verteilung so gestaltet sind, daß jeder Austrittsschlitz einen Strömungskanal bildet und daß sich nach der Drehung des Rostes neue Strömungskanäle bilden;

— der Drehrost jeweils um mindestens einen solchen Winkel φ gedreht wird, daß sich pro Schlitz ein neuer Kanal in einer Entfernung von mindestens ca. 20cm zum zuvor durchströmten Kanal bildet;

— die Anzahl der Schlitze kleiner bzw. gleich der Hälfte der Anzahl der insgesamt zu erzeugenden Strömungskanäle ist und der Abstand der Schlitze mindestens ca. 40cm beträgt;

— der Drehrost nach der Drehung um den Winkel φ eine dem Ascheanfall und der Grobkörnigkeit der ausgetragenen Asche angepaßte Zeit t kleiner/gleich t_max. steht;

— die Zeit t_m8x. so gewählt wird, daß die Bildung von Schlackewänden ausgeschlossen und die Größe von Schlackestücken mit 50mm nach oben begrenzt ist;

— ein Vorgabewert für die Zeit t_max. entsprechend dem aus dem Ascheschmelzverhalten, dem Aschegehalt und der Feinheit der schmelzpunktsenkenden Aschebestandteile oder einzelner dieser Werte sowie der Sauerstoffbelastung und es Dampf/ Sauerstoff-Verhältnisses des Generators bestimmt wird.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, daß bei Vergasungsstoffen, die zur Bildung feinkörniger Asche und dadurch bedingt zu einer bei höheren Generatorleistungen nur kanalartig durchström baren Aschezone führen, ein gezielter Wechsel der Strömungskanäle und eine Begrenzung der Betriebszeit eines Strömungskanales erreicht wird.

Bei Durchströmungsversuchen mit einem Rostsegment-Modell wurde gefunden, daß sich separate Strömungskanäle an den einzelnen Schlitzen ausbilden, wenn ihr Abstand mindestens ca. 20cm beträgt. Damit ergibt sich ein Mindestabstand für die Schlitze auf einer Schlitzreihe des Drehrostes in der erfindungsgemäßen Weise von mindestens ca. 40cm. Durch die Lageveränderung der Strömungskanäle und die Begrenzung ihrer Funktionszeit besteht die Möglichkeit zu einer heißeren Fahrweise der Generatoren durch gezieltes Anfahren der Schlackegrenze. Bei einer solchen Fahrweise kommt es in den vom Vergasungsmittel stark durchströmten Strömungskanälen infolge der starken Wärmeentwicklung zu Schmelzerscheinungen, die zu einer Granulierung der zunächst feinkörnig anfallenden Asche führen. Dieses Einschmelzen der Asche erfordert jedoch in Abhängigkeit von der Korngröße des einzuschmelzenden Feinsandes bestimmte Mindestzeiten, die nachfolgend als Einschmelzzeit bezeichnet werden. Diese Einschmelzzeiten betragen für Niederlausitzer Braunkohlen in Abhängigkeit von der Korngröße des Feinsandes:

Korngröße des Feinsandes [pm] < 80 100-125 200-250 Einschmelzzeit [min] 5 10 15

Diese im Versuch ermittelten Einschmelzzeiten ermöglichen durch Begrenzung der Betriebszeit eines Strömungskanales eine Unterbrechung der bei heißer Fahrweise auftretenden Schmelzerscheinungen und damit eine Begrenzung der Größe der anfallenden Schlackestücke.

Durch entsprechend kurze Roststillstände bei normaler Leistung der Generatoren von vorzugsweise t_max. kleiner/gleich 15 Minuten wird somit bei Einsatz Niederlausitzer Braunkohlen eine gezielte Aschegranulierung ohne die Bildung von Schlackewänden bzw. Grobschlacke erreicht.

Der Vorgabewert für die Zeit t_max. wird durch die im Versuch zuvor ermittelten Abhängigkeiten zu folgenden Größen

— Sauerstoffbelastung und Dampf/Sauerstoff-Verhältnis,

— Ascheschmelzverhalten, Aschegehalt, Feinheit der schmelzpunktbestimmenden Aschebestandteile oder einzelner dieser Werte

während des Betriebes ständig aktualisiert. An Hand des Ascheanfalles und der Grobkörnigkeit der ausgetragenen Asche werden Roststillstandszeiten t kleiner/gleich t_max. eingestellt.

Ausführungsbeispiel

Bei der Vergasung von Weichbraunkohle wird ein Drehrost bekannter Bauart mit erhöhtem Druckverlust mit drei konzentrischen Schlitzreihen verwendet. Die Durchmesser d der Schlitzreihen und die Anzahl der Schlitze η betragen:

— äußere Schlitzreihe	d	= 2 750 mm	η	= 5
— mittlere Schlitzreihe	d	= 1 750 mm	η	= 3
— innere Schlitzreihe	d	= 750 mm	η	= 1

Die Abstände zwischen den Schlitzen auf einer Schlitzreihe sind konstant. Der Drehrost wird jeweils um einen Winkel φ = 52°, entsprechend dem siebenten Teil eines Vollkreises, verdreht. Nach einer Drehung um diesen Winkel φ befindet sich in folgenden minimalen Abständen von der vorangegangenen Position des Schlitzes ein neuer Schlitz:

— äußere Schlitzreihe 49 cm

— mittlere Schlitzreihe 80 cm

— innere Schlitzreihe 33 cm

Der Drehrost wird nach dieser Drehung eine dem Ascheanfall und der Grobkörnigkeit der ausgetragenen Asche angepaßten Zeit t kleiner/gleich t_max., die bei normalen Generatorleistungen vorzugsweise zwischen 5 und 15 Minuten beträgt, angehalten. Auf Grund des ausreichend großen Abstandes zu den zuvor beaufschlagten Kanälen bilden sich über den Schlitzen neue Kanäle aus und die zuvor beaufschlagten Kanäle werden nicht mehr durchströmt. Die Roststillstandszeiten begrenzen die Betriebszeit eines Kanales und damit die Größe der anfallenden Schlackestücke.

Für den in der erfindungsgemäßen Weise beschriebenen Drehrost ergeben sich für die einzelnen Schlitzreihen folgende mögliche Kanalpositionen:

— äußere Schlitzreihe 35 Positionen

— mittlere Schlitzreihe 21 Positionen

— innere Schlitzreihe 7 Positionen.

Für die Zeit t_max. wird ständig ein aktueller Vorgabewert ermittelt, der die zuvor experimentell bestimmten Abhängigkeiten zu den Qualitätseigenschaften der Kohle und den Leistungsparametern des Generators berücksichtigt.

Claims

1. Verfahren zur Vergasungsmittelzuführung bei der Festbettdruckvergasung in die Kohleschüttung mit Hilfe eines Drehrostes mit erhöhtem Druckverlust an den Aüstrittsschlitzen des Vergasungsmittels und Unterbrechung des Ringraumes zwischen den Austrittsschlitzen, insbesondere beim Einsatz von Weichbraunkohlen, um eine gezielte Kanalbildung für das Vergasungsmittel zu erreichen, die eine heißere Fahrweise des Festbettdruckgenerators ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Durchströmungskanälen der Drehrost um den Winkel φ so gedreht wird, daß über jedem Austrittsschlitz ein neuer Strömungskanal in einem Abstand von mindestens ca. 20cm vom zuvor beaufschlagten Kanal gebildet wird, der Drehrost nach der Drehung um den Winkel φ eine dem Ascheanfall und der Grobkörnigkeit der ausgetragenen Asche angepaßte Zeit t kleiner/gleich t_max. steht, so daß die Bildung von Schlackewänden ausgeschlossen und die Größe von Schlackestücken mit maximal 50 mm begrenzt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgabewert für die Zeit t_max. aus dem Ascheschmelzverhalten, dem Aschegehalt und der Feinheit der schmelzpunktsenkenden Aschebestandteile oder einzelner dieser Kennwerte sowie der Sauerstoffbelastung und des Dampf/ Sauerstoff-Verhältnisses des Generators bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Schlitze kleiner beziehungsweise gleich der Hälfte der Anzahl der insgesamt zu erzeugenden Strömungskanäle ist und der Abstand der Schlitze einer Schlitzreihe mindestens ca. 40cm beträgt.