DD270316A1

DD270316A1 - Verfahren zur verhinderung gefaehrlicher betriebszustaende in festbettdruckvergasungsanlagen

Info

Publication number: DD270316A1
Application number: DD31378088A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Rabe; Olaf Wehner; Reinhard Skoddow; Olaf Scholz; Manfred Duerlich; Heinz Polenski; Werner Hoffmann
Original assignee: Schwarze Pumpe Gas Veb
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1989-07-26
Also published as: DD270316B5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung gefaehrlicher Betriebszustaende in Festbettdruckvergasungsanlagen. Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Festbettdruckvergasung von Kohle und insbesondere auf den sicheren Betrieb von Reaktoren dieses Verfahrens bei kurzfristig erforderlich werdender Ausserbetriebnahme zur Gewaehrleistung eines gasdichten Verschlusses der heissen Festbettschuettung gegenueber der Atmosphaere. Das wird dadurch erreicht, dass ein Gasschaum definierter Zusammensetzung zusammen mit einem oberflaechenaktiven schaumstabilisierenden Stoff in das freie Volumen des Gassammelraumes oder in das Oberteil des Festbettdruckvergasungsreaktors gegeben wird, dessen Schuettung vorher durch geeignete Massnahmen abgesenkt wird.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgeb'et der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Festbettdruckvergasung von Kohle, insbesondere auf die Sicherheit der entsprechenden Reaktoren bei erforderlicher schneller Außerbetriebnahme.

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-Syst6ms, 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 Vergär« ngsstoff für den weiteren Prozeß erhalten. Der wesentliche Nachteil dieser Methode besteht darin, daß die im Reaktionsraum ablaufenden chemischen Reaktionen nicht

zum Stillstand gebracht werden. Das bedeutet, daß vor allern durch den weiterhin ablaufenden Prozeß der Entgasung ständigbrennbare 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 kleiner 2Vol.-% sein.

Aus diesen genannten Zusammenhängen geht hervor, daß nach Abstellen und vor Öffnen des Generators oder seiner Nebenanlagen dessen Inertisierung erfolgen muß. Diese Inertisierung erfolgt zur Zeit dadurch, daß der Generator nach der Außerbetriebnahme (Unterbrechung der Vergasungsmittelzufuhr) und Trennung vom Rohgasnetz für dia Zeitdauer von 4 bzw.

8h mit etwa 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 wesentliche Nachteil dieses Inertisierungsverfahrens besteht also darin, daß vor allern der Prozeß der Entgasung nicht

verhindert wird. Durch die Beaufschlagung mit Hochdruckdampf (350-380°C) erfolgt also lediglich eine kurzzeitige Inertisierungund 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, daßunbedenkliche Schüttungstemperaturen 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 argeben sich eir, wesentlich erhöhter Reparaturaufwand und eine größere Stillstandszeit. In einer neuen Lösung wird vorgeschlagen, zur Inertisierung eines abgestellten, unter Feuer stehenden Druckgasgenerators die Temperaturen im Festbett an jedem Punkt der Schüttung durch ein Kühlmedium, welches im Oberteil des Reaktors eingebracht

wird, uiTi 100-20Ok abzuser ken. Diese vorgeschlagene Lösung hat jedoch den Nachteil, daß in einer inhomogenen

Fesibettschüttung wie im Druckgasgenerator keine ideale Verteilung eines Kühlmediums realisierbar ist und damit nicht an

jedem Punkt der Schüttung der gewünschte Temperaturabfall eintritt und damit eine angestrebte vollständige Inertisierung,bzw. ein Brenngasgehalt von kleiner 2% in der Gasphase oberhalb der Festbettschüttung nicht gewährleistet werden kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, gefährliche Betriebszustände nach schnell erforderlich werdender Außerbetriebsetzung eines Fsstbettdruckvergasers z'j vermeiden, die Leistungsverfügbarkeit der Festbettdruckvergaser zu erhöhen, sowie den Verbrauch an Hochdruckdampf und Vergasungsstoff zu senken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Lösung zu finden, die gewährleistet, daß nach der Außerbetriebnahme eines Festbettdruckvergasers ohne Austrag der Feststoffschüttung, bei Konservierung des Wärmeinhaltes der Festbettschüttung, oberhalb dieser in minimaler Zeit ein Brenngüsanteil von kleiner 2 Vol.-% in der Gasphase entsteht und ein gasdichter Verschluß der Festbettschüttung gegenüber der Atmosphäre gesichert wird.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß nach der Unterbrechung der Vergasungsmittelzufuhr der Reaktor über einen Zeitraum von kleiner 1 h mit Wasserdampf gespült wird und der weitere Austritt von brennbaren Gasbcstandteilen aus dem Festbett durch das Einleiten eines Gasschaumes vermieden wird.

Dieser einzuleitende Gasschaum ist vorzugsweise ein Schwerechaum mit einer Halbwertzeit von größer 1 h, der aus Stickstoff oder Kohlendioxid mit einem Anteil von größer 70% und Wasser mit einem Anteil von unter 20% besteht.

Weiter wird ein oberflächenaktiver, schaumstabilisierender Schaumbildner mit einem Anteil von größer 0,1 % in den Gassammeiraum und/oder in den Oberteil des Festbettdruckvergasers gegeben und mit dem Gasschaum zusammengeführt.

Dazu wird vor dem Abstellen der Vergasungsmittelzufuhr die Zufuhr von Vergasungsstoff derartig verringert oder es wird nach Abstellen der Vergasungsmittelzufuhr der Ascheaustrag o· >rartig verstärkt, daß im Oberteil des Reaktors ein von Vergasungsstoff freies Volumen von größer 3 m³ eingestellt wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Figur 1 zeigt den Längsschnitt des Oberteils eines Festbettdruckvergasers.

Wegen netwendiger Reparaturarbeiten am Bekohlungssystem wird der Fesibettdruckvergaser außer Betrieb genommen.

Vor dem Ausfahren der Kohleschleuse 1 werden aus dem Generatorunterteil 8m³ Asche über dio Ascheschleuse ausgetragen und der Reaktor von unten über den Rohgasabgang 8 übet einen Zeitraum von 30min mit 11 Dampf gespült. Anschließend wird über die Kohlenschleuse 1 oder dem geöffneten Stutzen 2 mittels speziellen Schaumerzeugungsrohres und Schlauchverbindungen Schwerschaum in der Zusammensetzung von größer 50% Stickstoff, kleiner 20% Wasser und größer 0,1 % Schaumbildner in das freie Volumen 4 oberhalb der Festbettschüttung 6 eingefüllt.

Auf diese Weise werden die vorhandene Gasphase verdrängt und ein gasdichter Abschluß der heißen Festbettschüttung 6 bewirkt.

Vor dem Öffnen der dem Festbettdruckvergaser auf dem Rohgasweg nachgeschalteten Anlagenteile wird Schwerschaum über den Stutzen 3 in den Rohgassammeiraum 7 unterhalb des Kohleverteilers 5 eingefüllt und bewirkt hier den o.g. Effekt.

Nach einer Reparaturdauer von größer 2 h wird Schaum nachgefüllt.

Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet lange Spülzeiten, die Bildung von explosiblen Gasgemischen während der .

Außerbetriebsetzung des Festbettdruckvergasers bei Erhaltung der heißen Vergasungsstoffschüttung im Reaktor im Außerbetriebsnahmezeitraum.

Dies wiederum begünstigt eine schnelle Inbetriebnahme bei Einsparung von Vergasungsstoff.

Claims

1. Verfahren zur Verhinderung gefährlicher Betriebszustände in Festbettdruckvergasungsanlagen bei kurzfristig und kurzzeitig erforderlich werdender Außerbetriebsetzung eines unter Feuer stehenden Festtettdruckvergasers unter Anwendung einer Wasserdampfspülung und unter Einsatz eines Gasscnaumes, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Wasserdampfspülung von kleiner 1 h ein Schwerschaum mit einer Halbwertzeit von größer 1 h, der aus oinem Inertgas mit einem Anteil von größer 70% und Wasser mit einem Anteil von kleiner 20% besteht sowie ein oberflächenaktiver schaumstabilisierender Stoff mit einem Anteil von größer 0,1 % in das freie Volumen des Gassammeiraumes und/oder in das Oberteil des Festbettdruckvergasers gegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Abstellender Vergasungsmittelzufuhr der Vergasungsstoffeinsatz derartig verringert wird oder daß nach Abstellen der Vergasungsmittelzufuhr der Ascheaustrag derartig verstärkt wird, daß sich im Oberteil des Reaktors ein von Vergasungsdampf freies Volume η von größer 3 m³ einstellt.