DD267780A1 - Verfahren und vorrichtung zur schlackebrechung im kohledruckvergaser - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schlackebrechung im Kohledruckvergaser und bezieht sich auf das Gebiet der Kohledruckvergasung im Festbett, insbesondere auf die Hochleistungsfahrweise der entsprechenden Generatoren. Erfindungsgemaess wird zur gefahrlosen Beseitigung der Schlacke aus dem Generator ein Mehrfachsystem Raeumen - Brechen - Raeumen eingerichtet, wonach Asche und Schlacke bei Drehung des Drehrostes durch einen ersten Raeumer auf eine Kreisbahn unter dem Drehrost gefoerdert werden und nachfolgend mit einer dort eingeordneten Brechbacke die Schlacke zerkleinert wird und dann mittels eines zweiten Raeumers das Asche-Schlacke-Gemisch aus dem Generator gefoerdert wird. Das System Raeumen - Brechen - Raeumen ist zwei- bis sechsmal angeordnet.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwenri'-iigsziel der Erfindung

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Kohledruckvergasung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das Zerkleinern und Austragen von festen kompakten Schlackebrocken aus einem Fostbettdruckvergaser. Die Anwenc* mg ist beim Überfahren der soqonannten Schlackegrenze, die ökonomisch sehr vorteilhaft ist, gegeben.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Um bei der Kuhledruckvergasung ökonomisch günstige Kennziffern, insbesondere beim Dampf-, Kohle· und Sauerstoffverbraucli sowie der Gaoausbeute zu erzielen, muß der Vorgasungsprozeß so heiß wie möglich ablaufen. Hierbei besteht die Gefahr der Schlackebildung, die den Betriebsablauf des Reaktor? empfindlich stören und sogar zum Erliegen des Vergasungsprozesses führen kann, ts sind eine Vielzahl νυη Vorschlägen gemacht worden, um diese Schlackobildung zu vermeiden, einzuschränken bzw. entstandene Schlackebrocken noch im Reaktor zu zerkleinern.

So wird im DDWP 15042 eine Schlackebrecheinrichtung zwischen Drehrost und Gene-atorkühlwassermante! nines Druckvergasers beschrieben, bei der der Drehrost an seinem Umfang mit Brechzähnen versehen ist und zusammnn mit einem an dem gegenüberliegenden Kühlwassermantel feststehend eingebauten und ebenfalls mit Brechzähnen besetzten urechrin^ ein kaffeemühlenartiges Brechwerk bildet.

Nachteilig ist hier die Einengung der Austrag söffnung zwischen Drehrost und Generatorkühlwassermante , die em gleichmäßiges Absenken der Kohieschüttung im Reaktor verhindert und die sog. Wandbildung, d. i. ein Absetzen und Anbacken von Asche über dem äußeren Brechkranz bis hoch zur Genoratorkuppel verursacht. Das Anfahrmoment liegt bei diosor bekannten Art des Brechens sehr hoch, so daß mit Antriebsschäden gerechnet werden muß.

Bekannt ist auch ein Schlackezerkleinern nach DD-WP 157105, das dadurch gekennzeichnet ist, daß mittig unterhalb des Drehrof les eine feststehende Mittelsäule in der Hohlwelle mit daran befestigten Brecharmen angeordnet is' und weiter an der gegenüberliegenden Innenwand der Hohlwelle Mitnehmer vorhanden sind.

Diese Brechvorrichtung ist, da die Befestigung der Mittelsäule problematisch ist, in bezug auf Realisierung sehr aufwendig.

Weiter ist ein Drehrost als Schlagbrecher in Form eines abgerundeten gleichseitigen Dreiecks nach CS-PS 163074 bekannt,

wobei die großen Schlackestücke bei dieser Konstruktion vorerst in don woiton Spalt zwischen Drehrost und Wassermantel gelangen und danach infolge <!β! Rostdrehung zu <', η yeriiir. . > - ' vollen gedräiigt und gebrochen worden.

Bei praktischen Vorsuchon mit dieser Läsung kam es zum Versei/.ci > · λ Ascheaur.tragee.

Bokannt ist weiterhin der Einsetz eines ZweiwaUenbrechers unter dom Oroluosl, beispielsweise nach US-PS 4873629, wozu joduch bedingt durch den ebentalls nachteiligen separaten Antrieb eine gesondurte und reparaturaufwendige Abdichtung benötigt wird. Gonerell wäre os möglich, alle bekannten solbsla idigon Brecher unterhalb des Drehrostes bzw. des Schleusensystems am Aschoaustrag direkt anzuordnen.

Die Nachteile dieser Anordnung von selbständigem Brechern im Aschnaustrag entsprechen jedoch in etwa dar nachteiligen Anordnung eines Zwoiwalzenbreoheis nach USPS 4073629, und sind deshalb auch nicht akzeptabel.

Bekannt ist weiterhin eine Lösung nach DDWP 159082, wonach eino Schlackebrechung unmittelbar unter dom Drehrost in Verbindung mit dem Ascheaustrag vorgoschlagen wird. Der entscheidende Nachteil dieser Lösung ist, daß es unmittelbar vor don Ascheräumern zu Stauerscheinungen der Asche kommt und durch Verklemmung der zu brechenden Schlackebrocken die Drehbewegung dos Restes gestört b.iv>. blockert wird. Des weiteren erfolgt durch die Kopplung des Räumvorganges dar Asche mit dem Brechen von Schlackebrocken keine kontinuierliche Räumung der Asche in das Innere der Hohlwelle.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Lösung zum Brechen und Austragen von Asche im Gemisch mit Schlackebrocken sowie die Zerkleinerung der Schlackebrocken so woit, (luft eine kontinuierliche störungsfreie Abförderung aus dem Druckvergaser über das Aschoschleusopumpensystem nach außerhalb erfolgen kann. Damit ist generell eino höhere Reaktionstemperatur im Reaktor möglich, welche zur Einsparung von Dampf und Sauerstoff und einer Verbesserung der Rohgasanalyse führt.

Darlegung des Wesens der Erfind· ng

Die Erfindung hat die Aufgabe, im Generator entstehende große Schlackestücke zu zerkleinern und den Austrag der feineren Ascheteilchen nicht zu stören.

Erfindungsgemäß liegt das Wosen dor Erfindung darin, daß Schlackostücke und Asche gemeinsam durch einen Räumer, der am äußersten Umfang des Drehrostes anqeordnet ist,' ι Form eines Haufwerkes auf eine definierte Bahn unter den Drehrost befördert werden.

Des sich so ergebende Haufwerk befindet sich auf einer Kreisbahn und die darin befindlichen Schlackebrocken werden durch Brechorgane, die gleichfalls am Rost angeordnet sind und die Drehbewegung des Rostes mitmachen, erfaßt und gebrochen.

Nach diesem Brechvorgang erfolgt das Räumen des entstandenen Korngemisches durch am Drehrost angeordnete Räumer, die das Gut ergreifen und über die Hohlwalle und die Verschlußorgane des Reaktors in die Ascheschleuse befördern.

Das so gebildete System Räumen-Brechen-Räumen ist vorzugsweise mehrfach am Umfang des Rostes angeordnet. Je nach Aschegehalt der zu vergasenden Kohle sind zwei bis sechs solcher Systeme zu empfohlen.

Die Brechvorrichtung, als wichtigstes Element im System Räumen-Brechen-Räumen, wird vorzugsweise so angeordnet, daß ein binzugswinkel von 18° bis 20° für dio zu brechenden Schlnckebrcckon entsteht. Um eine Expansio , des durch den 1. Räumer gebildeten Haufwerkes info.^e des Brechvorganges zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, die Fläche des Einzugsbereiches des Brechers mit der Fläche des Austragsbereiches so abzustimmen, daß es zu keiner unzulässig hohen Verdichtung der Asche kommt bzw. nicht unnötig hohe Reibungskräfte erzeugt werden.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn als Brechvorrichtung drei bis vier keilförmige, an der Unterseite des Rostes angebrachte Keilprofile genutzt werden, die so angeordnet sind, daß zwischen den Koilprofilon Hohlräume entstehen in die Asche und Schlackostücke während des Brechvorganges ausweichen können. Um ein Abfördern von unzulässig großen Schlackestücken in die Hohlwol'e zu vermeiden, ist diese im Bereich der Brechvorrichtung und davor bis zum 1. Räumer verschlossen. Das Austragen der Asche und des gebrochenen Gutes erfolgt ausschließlich im Bereich nach dem Brechen bis zum 2. Räumer.

Die Zerkleinerung der Schlackebrochen erfolgt mit der erfindungsgomäßon Lösung nur auf eine solche Korngröße, die notwendig ist, um die Vnrschlußorgane der Ascheschleuse ungehindert zu durchlaufen, d. h., daß für einen 4 m-Generator eine Korngröße von 100mm Durchmesser als Maximum genügt.

Ausführungsbeispiel

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen kurz erläutert:

— Figur 1 zeigt einen waagerechten Schritt B-B unterhalb vom Drehrost durch den Generator.

— Figur 2 ist din senkrechter, halbseitiger Schnitt A-A, der radial durch den Drohrostbereich verläuft.

— Figur 3 stellt in einem senkrechten, bogenförmigen Schnitt C-C den Verlauf der Brechung dar.

Wie aus Figur 1 erkennbar, sind im Beispiel drei Brechvorrichtungen am Umfang des Drehrostes gleichmäßig verteilt angeordnet. Der erste Räumer 5 ist am Außenrand des Drehrostes befestigt. Die Brechbacke 7 ist mit bogenförmigen Stegen versehen, din unter einem Winkel von 12° bis 16° geneigt sind.

Dio Öffnungshöhe des Ringspaltes am Drehrostaußenrand ist vor dem ersten Raumer 5 so groß, daß die anfallende größte Schlackekörnung noch störungsfrei bis zur Brechbacke 7 gelangt.

Zwischen dem ersten Räumer 5 und dem zweiten Räumer 6 ist dieser Ringspalt durch einen Sperrsteg 8 auf eine Höhe verkleinert, die der Autragsspaltweito an der hinteren Kante der Brechbacke 7 entspricht.

Die Öff nungshöhe der Hohlwellenfenster 4 ist etwa doppelt so groß wlo die Austragsspaltweite der Brechbacke 7 ausgeführt Die Abnutzungsteile des Systems erster Räumer-Brechbacke-zweiter Räumer sind zur einfacheren Instandsetzung austauschbar gestaltet. Als Wirkstoffe sind hitze- und zundcboständigo Stahllegierungen mit hoher Verschleißfestigkeit und geringer Versprödungsneigung ^sm Betriebstemperaturbereich eingesetzt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Schlackebrochung im Kohledruokvergasor an Drehrost, wobui die Drehbewegung und das vorhandene Antriebssystem des Drehrostes genutzt werden, gekennzeichnet dadurch, daß Asche und Schlacke mittels eines Mehrfachsystems Räumen-Brechen-Räumen aus dom Kohledruckvergaser gefördert werden, wozu durch einen am äußeren Rand des Drehrostes (2) befestigenden Räumer (5) bei Drehung des Rostes Asche und Schlacke auf eine Kreisbahn unt.T dom Drehrost gefördert werden und nachfolgend mit einer dort angeordneten Brechbacke (7) grobkörnige Schlacke zerkleinert und danach durch einen z.veiten Räumer (6) im zwischen Brechbacke und zweiten Räumer vorhandenen Freiraum das den Brechraum verlassende Gemisch aus Asche und gebrochene Schlacke aus dem Generator gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, c aß die brechung der Schlacke zwischen Brechbacke (7) und innerer Generator.vandung (1) erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das System erster Räumer (5) — Brechbacke (7) — ,!weiter Räumer (6) am Umfang des Drehrostes zwei- bis sechsmal angeordnet ist.

•i.

Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß das System erster Räumer (5) — Brechbacke (7) — zweiter Räumer (6) vorzugsweise dreimal angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß unter dem Drehrost und fest •mit diesem verbunden tangetial eine starre Brechbacke (7) angeordnet ist und, daß diese die tangentiale oder kreisförmige Bewegung des Drehrostes mit ausführende Breckbacke (7) unter einem Winkel von 10° bis 20° in tangentialer Richtung schräggestellt ist.

6. Vorrichtung nach den vorher genannten Ansprüchen, gekennzeichnet daourch, daß die Oberfläche der Brechbacke (7) in Längsrichtung vorlaufende trapezförmige Stege aufweist, die entweder gerade, oder ein- oder mehrfach geknickt, oder kreisförmig gebogen verlaufen, wobei bei kreisförmiger Ausführung der Mittelpunkt der Stegradion gleich dem Drehrostmitteipunkt ist und bei gerader, bzw. ein- oder mehrfach geknickter Ausführung, die Stege tangential zum Drehrostmittelpunkt verlaufen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Ringspalt am Umfang des Drehrostes !2) im Bereich zwischen dem ersten (5) und dem zweiten Räumer (6) durch einen Sperrsteg 3) auf eine Höhe begrenzt ist, die dem Austragsspalt das Brechrdumes entspricht.