DD261370A1

DD261370A1 - APPARATUS FOR CONTACT COOLING GASES

Info

Publication number: DD261370A1
Application number: DD30267987A
Authority: DD
Inventors: Ernest Gudymov; Vasilij Fedotov; Vladimier Brodin; Helmut Peise; Klaus Lucas; Heinz Mann
Original assignee: Freiberg Brennstoffinst
Priority date: 1987-05-12
Filing date: 1987-05-12
Publication date: 1988-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Apparat zur Kontaktkuehlung von Gasen, die fluessige Schlacketeilchen enthalten. Ziel der Erfindung ist es, die Verfuegbarkeit des Apparates zu erhoehen. Daraus leitet sich die Aufgabe ab, einen Apparat zur Kontaktkuehlung so zu konstruieren, dass mittels Wasserbad eine Behandlung des Gases mit hoher Zuverlaessigkeit gesichert ist. Erfindungsgemaess besteht der Apparat aus dem Gehaeuse mit Wasserbad und zwei Stutzen zur Abfuehrung des Gases und der granulierten Schlacke. Ueber ein im Apparat angeordnetes Tauchrohr wird Wasser zugefuehrt und auf dem Niveau eines Ueberlaufrohres gehalten. Am Ausgang des Tauchrohres befindet sich eine Vorrichtung zur Gasverteilung in den Ringraum zwischen Tauchrohr und Gehaeuse. Fig. 1The invention relates to an apparatus for the contact cooling of gases containing liquid slag particles. The aim of the invention is to increase the availability of the apparatus. From this, the task is derived to construct a contact cooling device such that a treatment of the gas with high reliability is ensured by means of a water bath. According to the invention, the apparatus consists of the housing with water bath and two nozzles for the removal of the gas and the granulated slag. Water is supplied via a dip tube arranged in the apparatus and kept at the level of an overflow pipe. At the outlet of the dip tube there is a device for gas distribution in the annulus between dip tube and housing. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die vorgeschlagene Erfindung betrifft einen Apparat zur Kontaktkühlung von Gasen und kann in der chemischen Industrie in Verbindung mit einem Gasgenerator zur Kühlung von Gasen, die flüssige Schlacketeilchen mit sich führen, eingesetzt werden.The proposed invention relates to an apparatus for contact cooling of gases and can be used in the chemical industry in conjunction with a gas generator for cooling gases that carry liquid slag particles with it.

Characteristic of the known solutions

Es ist ein Apparat zur Kontaktkühlung von Gasen, die flüssige Schlacketeilchen mit sich führen, bekannt, der ein Gehäuse mit einem Wasserbad sowie Stutzen zur Abführung von Gas im oberen Teil und zur Abführung von granulierter Schlacke im unteren Teil des Gehäuses, ein Tauchrohr mit einer Perforation am unteren Ende, die als Gasverteiler im Wasserbad dient sowie ein Überlauf rohr, das mit einem Pufferbehälter verbunden ist, enthält, aufweist. (US-PS 4218423,1980) Beim Betrieb des Apparates werden folgende Nachteile offenbar:It is an apparatus for contact cooling of gases carrying liquid slag particles, known as a housing with a water bath and nozzles for the discharge of gas in the upper part and for the discharge of granulated slag in the lower part of the housing, a dip tube with a perforation at the lower end, which serves as a gas distributor in a water bath and an overflow pipe, which is connected to a buffer tank containing contains. (US-PS 4218423, 1980) In operation of the apparatus, the following disadvantages are apparent:

Das durch die Perforation am unteren Ende des Tauchrohres in das umgebende Wasserbad eintretende Generatorgas, das mit Schlackepartieln beladen ist, steigt unmittelbar entlang es Tauchrohres nach oben. Dabei vereinigen sich die Generatorgasblasen zu einem einheitlichen Strom. Die für den Kontakt zwischen Wasserbad und Gas verfügbare Oberfläche bleibt sehr klein, so daß der Kühleffekt ungenügend ist. In der Folge kommt es zu einer Überhitzung des Gehäuses und des Austrittsstutzens für das Generatorgas und zur Bildung von Schlackenansätzen am Tauchrohr. Der Durchtritt des Generatorgases durch das Wasserbad ist weiter mit heftigen Pulsationen verbunden, die dazu führen, daß das Generatorgas im Austrittsstutzen schwallweise Wasser mitreißt. Rückwirkungen der Pulsationen auf den Betrieb des vorgeschalteten Gasgenerators sind nicht auszuschließen.The generator gas entering the surrounding water bath through the perforation at the lower end of the dip tube and loaded with slag particles rises directly upwards along the dip tube. The generator gas bubbles combine to form a single stream. The surface available for contact between water bath and gas remains very small, so that the cooling effect is insufficient. As a result, there is an overheating of the housing and the outlet nozzle for the generator gas and the formation of slag approaches to the dip tube. The passage of the generator gas through the water bath is further associated with violent pulsations, which cause the gas generator in the outlet nozzle choppy water entrains. Effects of the pulsations on the operation of the upstream gas generator can not be ruled out.

Die genannten Probleme wurden mit einem Apparat zur Kontaktkühlung von Gasen eingeschränkt, der besteht aus einem Gehäuse mit einem Austrittsstutzen im oberen Teil zur Abführung des Gases und einem Stutzen zum Austrag der granulierten Schlacke im unteren Teil des Gehäuses, einem zentralen Tauchrohr, einer Vorrichtung zur Gasverteilung, die glockenförmig ausgeführt ist und auf deren Oberseite sich Gasdüsen befinden, Zirkulationsrohren, die jeweils oberhalb einer Gasdüse angeordnet sind, Prallblechen, die oberhalb der Zirkulationsrohre angeordnet sind sowie einem Überlaufrohr, das mit einem Pufferbehälter verbunden ist, dessen Einlaufrand innerhalb des Apparates in Höhe des oberen Randes der Zirkulationsrohre angeordnet ist und dessen untere Austrittsöffnung im Pufferbehälter liegt. (DD-WP 145860) Auch dieser Apparat hat eine unbefriedigende Verfügbarkeit. Als Mangel erweist sich die häufige Verschlackung der Glocke und der Gasdüsen, möglicherweise darauf zu rückzuführen, daß sich unter der Glocke ein Gaspolster relativ hoherTemperatur bildet.The problems mentioned have been limited by an apparatus for contact cooling of gases, which consists of a housing with an outlet nozzle in the upper part for discharging the gas and a nozzle for discharging the granulated slag in the lower part of the housing, a central dip tube, a device for gas distribution , which is bell-shaped and on the upper side there are gas nozzles, circulation tubes, which are each arranged above a gas nozzle, baffles, which are arranged above the circulation pipes and an overflow pipe, which is connected to a buffer tank, the inlet edge within the apparatus in the amount of the upper edge of the circulation pipes is arranged and the lower outlet opening is located in the buffer tank. (DD-WP 145860) Also this apparatus has an unsatisfactory availability. As a defect, the frequent slagging of the bell and the gas nozzles proves to be possibly due to the formation of a gas cushion of relatively high temperature under the bell.

Es wurde weiter festgestellt, daß sich das Überlauf rohr innerhalb kurzer Zeit verstopft, so_;daß die Funktion des Apparates stark eingeschränkt ist. Statt durch das Überlauf rohr in den Pufferbehälter zu gelangen, wird das Wasser vom austretenden Gasstrom mitgeführt. Ursache dafür ist, daß in den Zirkulationsrohren gebildeter Schaum, der durch Flotationseffekte Schlackepartikel aufgenommen hat, in das Überlaufrohr gelangt, wo sich die Schlackepartikel ablagern und zur Verstopfung führen. Schließlich lagern sich feinste Schlackepartikel aus dem vom Gasstrom schwallartig, tropfenförmig und als Schaum mitgeführten Wasser auch im Generatorgasaustrittsstutzen ab und führen schrittweise zu dessen Verstopfung.It was further found that the overflow tube clogged within a short time, so _; that the function of the apparatus is severely limited. Instead of passing through the overflow pipe into the buffer tank, the water is carried by the exiting gas stream. The reason for this is that foam formed in the circulation pipes, which has received slag particles by flotation effects, reaches the overflow pipe, where the slag particles deposit and lead to blockage. Finally, the finest slag particles deposit from the gaseous stream bubbling, teardrop-shaped and as foam entrained water also in the generator gas outlet nozzle and gradually lead to its blockage.

Object of the invention

Ziel der vorgeschlagenen Erfindung ist es, die Verfügbarkeit des Apparates und seine Funktionstüchtigkeit zu erhöhen.The aim of the proposed invention is to increase the availability of the apparatus and its functionality.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen intensiven Kontakt zwischen Gas und Wasser zu erreichen, um auch unter extremen Bedingungen ausreichende Kühlung und Reinigung des Gases zu gewährleisten, dabei aber eine funktionssichere, getrennte Abführung des überschüssigen Waschwasserss aus dem Wasserbad zu erreichen und das Mitreißen von fe_ststoffbeladenem Waschwasser, insbesondere auch in Form von Schaum, in den Gasaustrittsstrom zu vermeiden. Die Erfindung geht aus von einem Apparat zur Kontaktkühlung von Gasen, bestehend aus einem Gehäuse, in dem ein Wasserbad aufrechterhalten wird, und das Stutzen zur Abführung des Gases oberhalb des Wasserbades und zum Austrag von Feststoffen wie granulierter Schlacke in seinem unteren Teil aufweist, einem zentralen Tauchrohr mit einer Vorrichtung zur Verteilung des Gases im Wasserbad, einem Überlaufrohr, das mit einem Pufferbehälter verbunden ist sowie Prallblechen, die oberhalb des Wasserbades angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Verteilung des Gases im Wasserbad in Form eines das untere Ende des Tauchrohres umgebenden Mantels eines Kegelstumpfes ausgeführt, dessen große Grundfläche nach oben gerichtet und dessen kleinere, untere Kante sich dicht an die Unterkante des Tauchrohres anschließt. Dabei ist die Mantelfläche des Kegelstumpfes mit Falten entlang von Mantellinien versehen.The invention has for its object to achieve an intensive contact between gas and water to ensure sufficient cooling and cleaning of the gas even under extreme conditions, but to achieve a reliable, separate discharge of excess wash water from the water and the entrainment of Fe_ststoffbeladenem wash water, especially in the form of foam to avoid in the gas outlet stream. The invention relates to a device for contact cooling of gases, consisting of a housing in which a water bath is maintained, and the nozzle for discharging the gas above the water bath and for discharging solids such as granulated slag in its lower part, a central Immersion tube with a device for distributing the gas in a water bath, an overflow pipe, which is connected to a buffer tank and baffles, which are arranged above the water bath. According to the invention, the apparatus for distributing the gas in the water bath in the form of a surrounding the lower end of the dip tube jacket of a truncated cone is designed whose large base directed upwards and whose smaller, lower edge is close to the lower edge of the dip tube. The lateral surface of the truncated cone is provided with folds along generatrices.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich oberhalb des Kegelstumpfes an seine große Grundfläche anstoßend die Mantelfläche eines zweiten Kegelstumpfes, die sich nach oben verjüngt und mit ihrer kleineren Seite am Tauchrohr anliegt. Nach der Erfindung ist es vorteilhaft, das Überlaufrohr so zu gestalten, daß sein Eintrittsquerschnitt innerhalb des Gehäuses unterhalb der Unterkante des Tauchrohres, sein Austrittsquerschnitt in dem Pufferbehälter oberhalb des Niveaus der Vorrichtung zur Verteilung des Gases angeordnet ist.In one embodiment of the invention is located above the truncated cone abutting on its large base, the lateral surface of a second truncated cone, which tapers upwards and rests with its smaller side on the dip tube. According to the invention, it is advantageous to design the overflow pipe so that its inlet cross section is arranged within the housing below the lower edge of the dip tube, its outlet cross section in the buffer container above the level of the device for distributing the gas.

Erfindungsgemäß ist es weiter vorteilhaft, die Prallbleche als kreisringförmige Scheiben in mehrern Niveaus oberhalb des Wasserbades zu gestalten, wobei ein Prallblech am Gehäuse, das nächst höhere am Tauchrohr befestigt ist und sich innerer bzw. äußerer Durchmesser zweier übereinander liegender kreisringförmiger Scheiben überlappen.According to the invention it is also advantageous to make the baffles as annular discs in mehrern levels above the water bath, wherein a baffle plate on the housing, the next higher is attached to the dip tube and overlap inner or outer diameter of two superimposed annular discs.

Ausführungsbeispiei

Der erfindungsgemäße Apparat, seine Wirkungsweise und die erzielten Vorteile seien an Hand des Ausführungsbeispieles und der Figuren 1 und 2 erläutert. Dabei zeigt Figur 1 eine schematische Darstellung des Apparates und Figur 2 eine Detailansicht in Richtung des Pfeiles A.The apparatus of the invention, its mode of action and the advantages achieved are explained with reference to the embodiment and Figures 1 and 2. 1 shows a schematic representation of the apparatus and Figure 2 shows a detail view in the direction of arrow A.

Der Apparat entsprechend Figur 1 und 2 besteht aus dem Gehäuse 1 mit dem Wasserbad 2, dem Stutzen 3 zur Abführung des Gases und dem Stutzen 4 zum Austrag von Feststoffen, insbesondere von granulierter Schlacke, dem zentralen Tauchrohr 5, der Vorrichtung 6 zur Verteilung des Gases im Wasserbad, die als Kegelstumpf mit den Falten 7 entlang von Mantellinien des Kegelstumpfes ausgebildet ist, dem Überlaufrohr 8 mit Eintrittsquerschnitt 12 und Austrittsquerschnitt 13, das mit dem Pufferbehälter 9 verbunden ist, die Mantelfläche 10 eines zweiten Kegelstumpfes und den Prallblechen 11. Über das Tauchrohr 5 wird heißes, flüssige Schlacke mitführendes Rohgas aus einem Gasgenerator und gleichzeitig als Film entlang der inneren Oberfläche des Tauchrohres 5 Wasser zugeführt. Das Wasser bildet das Wasserbad 2 im Gehäuse 1. Durch das Überlaufrohr 8 wird der Wasserstand auf dem Niveau des Austrittsquerschnittes 13 gehalten. Am Ausgang des Tauch rohres wird der Gasstrom stark umgelenkt und gelangt entlang der Vorrichtung 6 zur Verteilung des Gases in den Ringraum zwischen dem Tauchrohr 5 und dem Gehäuse 1. Die Falten 7 spalten die einheitliche Strömung in einzelne Strahlen auf. Oberhalb der Vorrichtung 6 bildet sich eine bewegliche Schaumschicht, deren Niveau durch das Niveau des Austrittsquerschnittes 13 des Überlaufrohres 8 bestimmt wird, wobei dieser Autrittsquerschnitt in dem Pufferbehälter 9 liegt und der Wasserüberschuß aus dem Behälter 1 nach dem Gesetz der kommunizierenden Gefäße hierher fließt. Die Gase, die die Schaumschicht verlassen und Schlacketeilchen mitreißen, werden mit Hilfe der Prallbleche 11 gereinigt und über den Stutzen 3 abgeführt. Die Schlacketeilchen setzen sich im unteren Teil des Gehäuses 1 ab und werden über den Stutzen 4 aus dem Apparat abgeführt. Der Apparat ist sehr betriebssicher und ermöglicht lange Reisezeiten. Es wird eine einwandfreie Kühlung des Gases erreicht. Weder an den Wandflächen noch im Überlaufrohr kommt es zu Feststoffablagerungen. Feststoffbzw. Schlackepartikel werden praktisch nicht mehr vom Gasstrom in den Stutzen 3 mitgerissen.The apparatus according to Figure 1 and 2 consists of the housing 1 with the water bath 2, the nozzle 3 for discharging the gas and the nozzle 4 for discharging solids, in particular granulated slag, the central dip tube 5, the device 6 for the distribution of the gas in the water bath, which is formed as a truncated cone with the folds 7 along generatrices of the truncated cone, the overflow pipe 8 with inlet cross section 12 and outlet cross section 13 which is connected to the buffer tank 9, the lateral surface 10 of a second truncated cone and the baffles 11. About the dip tube 5, hot liquid slag carrying raw gas from a gas generator and at the same time as film along the inner surface of the dip tube 5 water is supplied. The water forms the water bath 2 in the housing 1. By the overflow pipe 8, the water level is maintained at the level of the outlet cross-section 13. At the outlet of the immersion tube, the gas flow is strongly deflected and passes along the device 6 for distribution of the gas in the annular space between the dip tube 5 and the housing 1. The folds 7 split the uniform flow into individual jets. Above the device 6 is formed a movable foam layer, whose level is determined by the level of the outlet cross-section 13 of the overflow pipe 8, this cross-section is in the buffer container 9 and the excess water flows from the container 1 according to the law of communicating vessels here. The gases that leave the foam layer and entrain slag particles are cleaned with the help of baffles 11 and discharged through the nozzle 3. The slag particles settle in the lower part of the housing 1 and are discharged via the nozzle 4 from the apparatus. The device is very reliable and allows long travel times. It is achieved a perfect cooling of the gas. Neither on the wall surfaces nor in the overflow pipe it comes to solid deposits. Feststoffbzw. Slag particles are virtually no longer entrained by the gas flow in the nozzle 3.

Claims

An apparatus for contact cooling of gases, comprising a housing in which a water bath is maintained and the nozzle for discharging gas above the water bath and for discharging solids in its lower part, a central dip tube with a device for distributing the gas in the water bath, an overflow pipe, which is connected to a buffer tank and baffles, which are arranged above the water bath, characterized in that the device (6) for distribution of the gas in the water bath (2) in the form of a lower end of the dip tube (5 ) is aligned surrounding jacket of a truncated cone, which is directed with its larger base upwards and whose smaller lower edge is close to the lower edge of the dip tube (5), wherein the lateral surface of the truncated cone is provided with folds (7) along generatrices.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that on the said truncated cone abutting on its large base surface, the lateral surface (10) of a second truncated cone is arranged, which tapers upwards and rests with its smaller side on the dip tube (5).

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the inlet cross section (12) of the overflow pipe (8) within the housing (1) below the lower edge of the dip tube (5), the outlet cross section (13) in the buffer tank (9) above the level of the device (6) for distribution of the gas is arranged.

4. Apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that the baffles (11) are arranged as annular discs in several levels above the water bath (2), wherein alternately a baffle plate (11) on the housing (1) Next higher on the dip tube (5) is fixed and overlap inner or outer diameter of two superimposed discs.