DD280776A1

DD280776A1 - EVACUATION

Info

Publication number: DD280776A1
Application number: DD32696989A
Authority: DD
Inventors: Joachim Mueller; Emil Reichl; Herbert Haehne; Klaus Israel; Manfred Duerlich; Reinhard Exner; Rosemarie Reichl; Wilhelm Hoppe; Heinz Enders
Original assignee: Schwarze Pumpe Gas Veb
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1990-07-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Festbettdruckvergasung von Braun- oder nichtbackenden Steinkohlen mit unterschiedlichen Wassergehalten und unterschiedlichen Korngroessen sowie Zumischung fluessiger Kohlewertstoffe zur Erzeugung eines Brenngases mit hohem Heizwert bei hoher Schachtbelastung. Erfindungsgemaess wird die Loesung dadurch realisiert, dass im Oberteil des Generators ein nach oben geschlossenes und nach unten offenes Kanaldach angeordnet wird, das einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen kann, das kreisrund ist, horizontal angeordnet ist und somit einen kreisringfoermigen Gassammelkanal bildet. Dieser Gassammelkanal muendet direkt in das Gasabfuehrungsrohr oder es sind mit dem Gasabfuehrungsrohr verbundene Zufuehrungskanaele angeordnet.The invention relates to the fixed-bed pressure gasification of brown or non-baking coal with different water contents and different grain sizes and admixing liquid carbon values for producing a fuel gas with a high calorific value at high shaft load. According to the invention, the solution is realized by arranging in the upper part of the generator an upwardly closed and downwardly open channel roof, which can have a different cross-section, which is circular, is arranged horizontally and thus forms a gas collection duct in the form of a circular ring. This gas collecting duct passes directly into the gas discharge pipe or supply ducts connected to the gas discharge pipe are arranged.

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft Generatoren zur Festbettdruckvergasung fester fossiler Brennstoffe, insbesondere Braunkohlen und nichtbackende Steinkohlen mit unterschiedlichen Wassergehalten und unterschiedlichen Korngrößen sowie Zumischung flüssiger Kohlewertstoffe zur Erzeugung eines Brenngases mit hohem Heizwert bei hcher Schachtbeiastung.The invention relates to generators for fixed-bed pressure gasification of solid fossil fuels, especially lignite and non-baking coal with different water contents and different grain sizes and admixture of liquid coal values for producing a fuel gas with high calorific value at haß Schachtbeiastung.

Chnrekteristlk des bekannten Standes der TechnikChnrekteristlk the known prior art

Die Stabilität des Prozesses der Vergasung im Festbett bei hohen spezifischen Schachtbelastungen, vor allem solcher über 4000m³ i.N. Rohgas/m² h wird bekannterweise entscheidend durch die Eigenschaften des eingesetzten Brennstoffes sowie dessen Bewegung im Strom des aufsteigenden Rohgas-Dampf-Gemisches beeinflußt. Instabilitäten dieses Prozesses zeigen sich vor allem in Schwankungen der Prozeßtemperaturen sowie in Menge und Qualität des erzeugten Rohgases. Die Folge davon sind erhöhter Staubaustrag mit dem Rohgas, Verschlackung der Generatorinnenwand und Leistungseinschränkungen. Es gibt eine Vielzahl von Vorschlägen sowie auch technisch erprobte Vergasungsverfahren zur Herstellung von methanreichem Brenngas aus festen Brennstoffen, die aber im höheren Leistungsbereich nicht die gewünschte Stabilität bewirken. So sind in den DD-WP 66243,110297, 113769,119814,12179t. 132980,133817,135211,136505,138505,145402,168641,150906 Lösungen beschrieben, die die Gestaltung von Einbauten im Ooer- und Mittelteil des Generators mit Mischgasabzug oder getrennter Abführung von Klar- und Schwelgas vorschlagen, welche die Kohleschütthöhe im Generator mit oder ohne Kohleverteiler zwangsläufig oder automatisch steuern. Praktische Versuche haben aber immer wieder gezeigt, daß es zu instabilen Strömungsverhältnissen, zu erhöhtem Staubaustrag, zu hohen Rohgastemperaturen und dadurch bedingt zu Leistungseinsenkungen kam.The stability of the process of gasification in a fixed bed at high specific shaft loads, especially those over 4000m ³ iN raw gas / m ² h is known to be decisively influenced by the properties of the fuel used and its movement in the stream of rising raw gas-vapor mixture. Instabilities of this process are mainly reflected in fluctuations in the process temperatures and in the quantity and quality of the raw gas produced. The consequence of this is increased dust discharge with the raw gas, slagging of the generator inner wall and power restrictions. There are a large number of proposals as well as technically proven gasification processes for the production of methane-rich fuel gas from solid fuels, but do not effect the desired stability in the higher power range. Thus, in the DD-WP 66243,110297, 113769,119814,12179t. 132980,133817,135211,136505,138505,145402,168641,150906 solutions are proposed which propose the design of internals in OOER and middle part of the generator with mixed gas discharge or separate discharge of clear and carbonization gas, the coal storage height in the generator with or without Coal distributor inevitably or automatically control. Practical experiments have shown again and again that it came to unstable flow conditions, increased dust discharge, high raw gas temperatures and consequent power cuts.

Die im DD-WP 236031 beschriebene Lösung geht von zwei übereinanderliegenden, durch den Rohgasabzug voneinander getrennten Prozeßräumen aus, in denen Aufheizung, Trocknung, Vorentgasung einerseits, towie Teilentgasung und Vergasung andererseits ablaufen. Dieses technisch erprobte Verfahren neigt jedoch bei höheren Schachtbelastungen zur Instabilität, weil der sich durch die Vorrichtung bildende Rohgassammeiraum verhältnismäßig kurze und in der Länge sehr unterschiedliche Gasstromlinien vom Rost bis zur Oberkante der Schüttung zuläßt. Je kürzer die Stromlinien sind, desto kleiner ist die Ausdehnung der Reaktionszonen und damit die Leistung des Druckgasgenerators. Der Unterschied in der Länge der Stromlinien ist ungünstig für die Gleichmäßigkeit der Durchströmung der Schüttung und der sich einstellenden Gasaustrittstemperaturen aus der Schüttung. Je größer der Unterschied in der Länge der Stromlinien ist desto ungleichmäßiger ist die Durchströmung der Schüttung und desto größer ist auch die Schwankung der Gasaustrittstemperaturen aus der Schüttur.g. Die unterschiedliche Länge der Gasstromlinien bewirkt, daß das gebildete Rohgas vorrangig an der tiefliegenden Spitze des durch Abböschung der Kohle vorhandenen Schüttungstrichters unter dem Gasabzug ausströmt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases und die Gastemperatur ist somit in diesem Bereich relativ hoch. Die Unterschiede in der Gastemperatur zwischen Spitze und Außenflächen der Abböschung der Kohle bedingen im Innenraum des Gassammeiraumes eine Konvektionsströmung. Die KonvektionssUömunp; bewirkt, daß in der Kegelspitze aus der Schüttung ausgetragene hohe Staubmengen innerhalb des Gassa.Timelraumes in große Höhen gelangen und somit aus dem Generator ausgetragen werden.The solution described in DD-WP 236031 is based on two superimposed, separated by the Rohgasabzug process spaces in which run off heating, drying, Vorentgasung on the one hand, towie Teilentgasung and gasification on the other. However, this technically proven method tends to instability at higher shaft loads, because the forming by the device Rohgassammeiraum relatively short and in length very different gas flow lines from the grate to the top of the bed permits. The shorter the streamlines, the smaller the extent of the reaction zones and thus the performance of the compressed gas generator. The difference in the length of the flow lines is unfavorable for the uniformity of the flow through the bed and the resulting gas outlet temperatures from the bed. The larger the difference in the length of the streamlines, the more irregular is the flow through the bed and the greater the fluctuation of the gas outlet temperatures from the slag.g. The different length of the gas flow lines causes the crude gas formed flows primarily at the low-lying tip of the present by erosion of the coal bed hopper under the gas vent. The flow rate of the gas and the gas temperature is thus relatively high in this area. The differences in the gas temperature between the tip and outer surfaces of the coal quenching cause a convection flow in the interior of the gas collection chamber. The convection unit; causes that discharged in the cone apex from the bed high dust levels within the Gassa.Timelraumes reach high altitude and thus be discharged from the generator.

Weiterhin läßt die Vorrichtung bei geringen Schwankungen der Kohlezufuhr ein zu starkes Absinken der Kohleschüitung in der Mitte dos Generators zu, wodurch die Rohgasaustrittstemperaturen über den sicherheitstechnisch zulässigen Grenzwert ansteigen. Der Mechanismus dar Rohgasaufteilung aus dem unteren Raum für Ringraum und Rohgasabzug ist damit unterbrochen. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Vorrichtung ist deren geometrische Gestaltung. Bei Einsatz von inhomogenen Brennstoffen, insbesondere bei der Mischkohlefahrweise von Braunkohlenbrikett und Rohbraunkohle-Knorpel treten Entmischungen auf, die unregelmäßige Strömungs- und Reaktionsbedingungen innerhalb der Brennstoffschüttung hervorrufen.Furthermore, the device allows for small fluctuations in the coal supply to a strong decrease in Kohleschüitung in the middle of the generator, causing the Rohgasaustrittstemperaturen increase above the safety-technically permissible limit. The mechanism of raw gas distribution from the lower space for annulus and raw gas is interrupted. Another disadvantage of the device described is its geometric design. When using inhomogeneous fuels, especially in the mixed coal mode of operation of lignite briquette and lignite-brown cartilage occur segregation, which cause irregular flow and reaction conditions within the fuel bed.

Die im DD-WP 199600 beschriebene Lösung ähnelt der im DD-WP 236031 genannten, schlägt aber vor, die vorher aufgeführten Mangel der unterschiedlichen Brennstoffschütthöhen durch ein zentral angeordnetes Füllrohr zu beseitigen. Der Nachteil dieser Lösung ist, daß bei hohen Schachtbelastungen die Brennstoffzufuhr zum Füllrohr nicht ständig gewährleistet ist.The solution described in DD-WP 199600 is similar to that mentioned in DD-WP 236031, but proposes to eliminate the previously mentioned lack of different fuel storage heights by a centrally disposed filling tube. The disadvantage of this solution is that at high shaft loads, the fuel supply to the filling pipe is not constantly guaranteed.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine Lös>. ng, die eine wesentliche Erhöhung der spezifischen Schachtbelastung des Druckgasgenerators verbunden mit einer Verbesserung der verfahrenstypischen Kennziffern ermöglicht. Beim Einsatz inhomogener Brennstoffgemische, wie bei der Miscnkohlevergasung von Braunkohlebriketts und Rohbraunkohle-Knorpeln sind Entmischungserscheinungen innerhalb der Schüttung zu verhindern.The aim of the invention is a solution. ng, which allows a substantial increase in the specific manhole load of the compressed gas generator associated with an improvement of the process-typical indicators. When using inhomogeneous fuel mixtures, such as the Miscnkohlevergasung of lignite briquettes and lignite brown cartilage segregation phenomena are to prevent within the bed.

Explanation of the essence of the invention

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine technische Lösung zu finden, um hohe spezifische Schachtbelastungen im Festbettdruckvergaser bei gleichzeitiger Beschickung mit verschiedenen Brennstoffarten zu sichern, ohne daß es zu instabilen Lastsch-.^ankungen und hohen Staubausträgen kommt. Die Ursachen der Mangel bekannter technischer Lösungen, die durch die geometrische Form des Gasabzuges und dessen Anordnung im Generator hervorgerufen werden, sollen erfindungsgemäß durch neue Lösungen ausgeschaltet werden.The invention has the object to find a technical solution to secure high specific shaft loads in fixed-bed pressure carburetor with simultaneous feeding with different types of fuel, without causing unstable slipping and high dust emissions. The causes of the lack of known technical solutions, which are caused by the geometric shape of the gas outlet and its arrangement in the generator to be switched off according to the invention by new solutions.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Oberteil des Generatorschachtes ein Gasabzug eingehängt wird, der aus einem kreisförmigen Kanaldach mit nach unten offener Gasaustrittsfläche besteht. Der Gasstrom gelangt direkt in ein außermittig angeordnetes Gasabzugsrohr und folgend über den Rohgasabgang in die nachgeschalteten Anlagenteile oder wird über mehrere Zuführungskanäle einem mittigen Rohgasabführungsrohr und dem Rohgasabgang zugeführt. Die Zuführungskanäle und das Gasabführungsrohr sind ebenfalls an der Unterseite offen, um querschnittsverkleinernde Ablagerungen auszuschließen.According to the invention the object is achieved in that in the upper part of the generator shaft, a gas outlet is mounted, which consists of a circular channel roof with downwardly open gas outlet surface. The gas stream passes directly into an eccentrically arranged gas exhaust pipe and subsequently via the crude gas outlet into the downstream system parts or is fed via a plurality of supply channels a central Rohgasabführungsrohr and the raw gas outlet. The feed channels and the gas exhaust pipe are also open at the bottom to exclude cross-sectional shrinkage deposits.

Der Gasabzug teilt den Schachtquerschnitt in einer Höhe von etwa 2,5 bis 4,0 m über der Rostspitze in zwei Kohlefüllräume. Ein äußerer Ringraum bildet sich zwischen Innenmantel des Generators und Außenkante des Kanaldaches, und innen entsteht ein innerer Schachtraum.The gas vent divides the shaft cross section at a height of about 2.5 to 4.0 m above the grate tip in two Kohlefüllräume. An outer annular space is formed between the inner jacket of the generator and the outer edge of the canal roof, and inside creates an inner shaft space.

Die Fläche des äußeren Hingraumes ist dabei um das 1,5- bis 3fache größer als der Kreisquerschnitt des Schachtraumes. Die erfindungsgemäße Lösung ist in Form und Anordnung im Generator so ausgeführt, daß es zu keiner Abböschung der Schüttung in Achsnähe kommt. Dadurch wird die Reaktionszone wesentlich verlängert. Die Gasstromlinien, die in der Hauptsache vom Rost zur Oberkante der Schüttung verlaufen, bilden sich über den gesamten Generatorquerschnitt annähernd gleich lang aus. Mit der Gleichmäßigkeit der Stromlinien kommt es zur gleichmäßigen Durchströmung der Schüttung und zu gleichmäßigen Gasaustrittstemperaturen, die wiederum günstige Voraussetzungen für eine Verminderung des Staubaustrages aus der Schüttung und somit aus dem Generator bewirken.The surface of the outer Hingraumes is 1.5 to 3 times greater than the circular cross section of the shaft space. The solution according to the invention is designed in the form and arrangement in the generator so that there is no quenching of the bed near the axis. This significantly prolongs the reaction zone. The gas flow lines, which run mainly from the grate to the upper edge of the bed, form approximately the same length over the entire generator cross section. With the uniformity of the streamlines it comes to a uniform flow through the bed and to uniform gas outlet temperatures, which in turn cause favorable conditions for a reduction of the dust discharge from the bed and thus from the generator.

embodiments

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die zugehörenden Zeichnungen zeigen inThe invention will be explained in more detail below with reference to two embodiments. The associated drawings show in

Fig. 1: die erfinderische Lösung mit einem mittig angeordneten Gasabzugsrohr und in Fig. 2: die erfinderische Lösung mit einem außermittigen Gasabzugsrohr.Fig. 1: the inventive solution with a centrally located gas exhaust pipe and in Fig. 2: the inventive solution with an off-center gas exhaust pipe.

1. Ausiührungsbeisplel1. Ausiührungsbeisplel

Der Gasabzug ist im Oberteil des Generators 1 eingehängt. Er besteht aus einem nach unten offenem, kreisringförmig angeordneten Kanaldach 2, drei Zuführungskanälen 5 sowie dem mittig angeordneten Gasabführungsrohr 3. Der Querschnitt des nach unten offenen Kanaldaches 2 hat die Form einer Kreisringfläche. Es ist mit dem mittig angeordneten Gasabführungsrohr 3 durch drei Zuführungskanäle 5 verbunden. Das Kanaldach 2 teilt den Schachtquerschnitt des Generators 1 in Einbauhöhe in einen äußeren Ringraum 10 und einen inneren Schachtraum 11 sowie den gesamten Schacht in die obere Schüttung 6 und die untere Schüttung 12. Durch die Unterkanten des Kanaldaches 2 werden durch Abböschung der Schüttung die Gasaustrittsflächen 7 gebildet. Die Geometrie der Gasaustrittsflächen 7 und des Kanaldaches 2 bilden den Gassammeiraum 4. Die obere Schüttung 6 fällt über das Kanaldach 2 durch den äußeren Ringraum 10 und den inneren Schachtraum 11 in den Unterteil des Schachtes des Generators 1.The gas outlet is mounted in the upper part of the generator 1. It consists of a downwardly open, annularly arranged channel roof 2, three supply channels 5 and the centrally arranged gas discharge pipe 3. The cross section of the downwardly open channel roof 2 has the shape of a circular ring surface. It is connected to the centrally arranged gas discharge pipe 3 by three supply channels 5. The channel roof 2 divides the shaft cross-section of the generator 1 at installation height in an outer annulus 10 and an inner shaft space 11 and the entire shaft in the upper bed 6 and the lower bed 12. Through the lower edges of the channel roof 2 by quenching the bed, the gas outlet surfaces educated. The geometry of the gas outlet surfaces 7 and the channel roof 2 form the gas collection chamber 4. The upper bed 6 falls over the channel roof 2 through the outer annular space 10 and the inner shaft space 11 in the lower part of the shaft of the generator. 1

Durch die Form des Kanaldaches 2 bildet sich der erfindungsgemäße Gassammeiraum 4 aus.Due to the shape of the channel roof 2, the gas collection chamber 4 according to the invention is formed.

Das der unteren Schüttung 12 entgegenströmende Gas-Dampf-Gemisch nimmt vorzugsweise den kürzesten Weg zwischen Rost 9 und den Gasaustrittsflächen 7, um aus deren Oberflächen in den Gassammeiraum 4 aufzusteigen. Die sich dabei ausbildenden Stromlinien 8 bilden sich entsprechend des Druckverlustes über der unteren Schüttung 12 gleichmäßig aus. Das in den Gassammeiraum 4 eintretende Gas-Dampf-Gemisch steigt mit glaichmäßiger Geschwindigkeit und Temperatur aus der Schüttung auf. Die Gleichmäßigkeit der Gastemperatur verhindert Konvektionsströmungen im Gassammelraum 4 und damit ein übermäßiges Austragen von Staub aus den Generator.The opposite of the lower bed 12 gas-vapor mixture preferably takes the shortest path between the grid 9 and the gas outlet surfaces 7 in order to ascend from the surfaces thereof in the gas collection chamber 4. The thereby forming streamlines 8 are formed according to the pressure loss across the lower bed 12 evenly. The entering into the gas collection chamber 4 gas-steam mixture increases with glaichmäßiger speed and temperature from the bed. The uniformity of the gas temperature prevents convection currents in the gas collection chamber 4 and thus excessive discharge of dust from the generator.

2.Ausfüh*ungsbelsplel2.Ausfüh * ungsbelsplel

Im zweite.! Ausführungsbeispiel ist die Form des Kanaldaches und deren Anordnung im Generatorschacht wie im 1 .Ausführungsbeispiel. Das Gasabführungsrohr 3 ist außermittig auf dem Kanaldach 2 angeordnet.In the second.! Embodiment is the shape of the channel roof and their arrangement in the generator shaft as in the 1st embodiment. The gas discharge pipe 3 is arranged eccentrically on the duct roof 2.

Claims

1. Gas vent for a Festbef.druckvergaser for gasification of brown or non-baking coal, characterized in that the gas outlet in the form of an upwardly closed and open at the bottom channel roof (2) whose horizontal cross section at the lower edge of a circular ring surface or one of trapezoidal Having surface segments composite annular surface, whereby the channel roof (2) forms a horizontal, annular Gassammeikanal and directly into the off-centered gas discharge pipe (3) opens or on the upper part at least two supply channels are arranged, which have a connection to a central gas discharge pipe (3).

2. Gas vent according to claim 1, characterized in that the supply channels Ii) and the gas discharge pipe (3) open at the bottom and the existing cavities ^{> H} urch the Schüttgutböschungen the lower bed (12) are limited.

A gas vent according to claims 1 and 2, characterized in that said gas vent is arranged at an elevation of 2.5 to 3.5 m above the grate tip, measured from its lower edge.

4. Gas vent according to claim 1 to 3, characterized in that the diameter of the Rohgasabführungsrohres (3) is at least twice greater than that of the Rohgasabganges (13).

6. Gas vent according to the preceding claims, characterized in that the Quorschnittfläche the outer annular space (I0) to dar. 1.5 to 3 times greater than that of the inner shaft space (11).