DD280777A1

DD280777A1 - COAL DISTRIBUTORS FOR CARBON PRECURSORS

Info

Publication number: DD280777A1
Application number: DD32697089A
Authority: DD
Inventors: Emil Reichl; Peter Krieg; Joachim Mueller; Herbert Haehne; Rosemarie Reichl; Manfred Struedinger; Karl Sowka; Wilhelm Hoppe; Simone Beyerlein
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 das Gebiet der Festbettdruckvergasung von Braunkohle oder nicht- oder schwachbackender Steinkohle. Speziell bezieht sich die Erfindung auf einen axial im Generatorschacht innerhalb der Brennstoffschuettung angeordneten Kohleverteiler. Dieser Kohleverteiler, der in Hoehe von etwa 3 m ueber der Drehrostspitze angeordnet ist, hat eine ringkanalfoermige Gestalt. Seine Mantelflaechen sind sich nach oben verjuengend gestaltet. Die Unterseite des ringkanalfoermigen Kohleverteilers ist offen und dient als Gasabzug. Das sich im Ringkanal sammelnde Rohgas wird aus dem Oberteil des Ringkanals ueber ein Rohgasabzugsrohr abgefuehrt. Die erfindungsgemaesse Form des Kohleverteilers bewirkt, dass sich unterhalb dieses Kohleverteilers keine Schuettmulde in der Brennstoffschuettung ausbilden kann und das die Gasstromlinien eine weitgehende Vergleichmaessigung erfahren.The invention relates to the field of fixed-bed pressure gasification of lignite or non- or weak-baking hard coal. Specifically, the invention relates to an axially arranged in the generator shaft within the fuel Schuettung coal distributor. This coal distributor, which is located at the height of about 3 m above the rotary grate tip, has a ringkanalfoermige shape. Its outer surfaces are designed to be upwardly tapered. The underside of the annular channel coal distributor is open and serves as a gas vent. The raw gas collecting in the annular channel is removed from the upper part of the annular channel via a crude gas exhaust pipe. The inventive shape of the coal distributor causes below this coal distributor no Schuettmulde can form in the Brennstoffschuettung and experience the Gasstromlinien a substantial Vergleichsmaessigung.

Description

Hierz-j 1 Seite ZeichnungHierz-j 1 page drawing

Anw ·!idungsgebiet dor ErfindungArea of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Festbettdruckvergasung von nicht- oder schwachbackender Braun- oder Steinkohle, insbesondere unter den Bedingungen hoher Schachtbelastungen, und Kohlen mit unterschiedlichen Wassergehalten und unterschiedlichen Korngrößen, sowie auch bei Zumischung von flüssigen Kohlewertstoffen zur Herstellung eines Bronngases mit einem hohen Heizwert.The invention relates to the field of fixed-bed pressure gasification of non- or weak-baking brown or hard coal, especially under the conditions of high shaft loads, and coals with different water contents and different grain sizes, as well as in admixture of liquid coal values for producing a Bronngases with a high calorific value ,

Characteristic of bekannton state of the art

Die Stabilität des Prozesses der Vergasung im Festbett bei hohen spezifischen Schachtbelastungen, vor bllem solcher über 4000m³ i. N. Rohgas/m'h wird bekannterweise entscheidend durch die Eigenschaften des eingesetzten Brennstoffes sowie dessen Bev"°r>ung im Strom das aufsteigenden Rohrgas-Dampf-Gemisches beeinflußt. Instabilitäten dieses Prozesses zeigen sich vor allem in Schwankungen der Prozeßtemperaturen sowie von 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 WP 66243,110297,113769,119814,121796,132980,133817,135211,136505,138505,145402,168641,148642 und 150906 Vorrichtungen und Verfahren beschrieben, die die Gestaltung von Einbauten im Ober- und Mittelteil des Generators mit Mischgasabzug oder getrennter Abfuhrung von Klar- und Schwelgas vorschlagen, welche die Kohleschütthöhe im Generator mit oder ohne Kohleverteiler ζ/vangsläufig 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, above those of more than 4000m ³ i. N. Crude gas / m'h is known to be decisively influenced by the properties of the fuel used and its in the stream the rising pipe gas-vapor mixture instabilities of this process are mainly in fluctuations of the process temperatures and of quantity and The quality of the raw gas produced results in increased dust discharge with the raw gas, slagging of the generator inner wall and performance limitations.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 not in the higher power range For example, in the WP 66243,110297,113769,119814,121796,132980,133817,135211,136505,138505,145402,168641,148642 and 150,906 devices and methods are described, the design of internals in the upper and middle part of the generator with mixed gas discharge or separate removal of clear and Sch Welgas suggest that control the coal storage height in the generator with or without coal distributor ζ / Vangs or automatically. 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 beschrieb'ioe Lösung geht von zwei übeteinanderliegenden, durch den Rohgasabzug (Gassammeiraum) voneinander getrennten Prozeßräumen aus, in denen Aufheizung, Trocknung Vorentgasung einerseits, sowie Teilentgasung und Vergasung andererseits ablaufen. Dieses technisch erprobte Verfahren hat jedoch einen entscheidenden Nachteil, der bei höheren Schachtbelastungon zu Instabilität im Prozeßabiauf tührt. Die trichterförmige Gasaustrittsfläche unter dem Kohleverteiler führt zu einer bevorzugten Durchströmung der tiefliegenden Trichterspitze, wodurch erhöhte Rohgastemperaturen und hohe örtliche Gasgeschwindigkeiten mit zwangsläufig erhöhtem Staubgehalt im Gasstrom unvermeidlich sind. Diese Wirkungen verhindern aus sicherheitstechnischen Gründen eine weitere Leistungssteigerung des Verfahrens. Außerdem wird damit der Mechanismus der Rohgasaufteilung aus dem unteren Raum auf Ringraum und Gassammeiraum unterbrochen. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Vorrichtung ist deren geometrische Gestaltung. Bei Einratz von inhomogenen Brennstoffen, insbesondere bei der Mischkohlefahrweise von Braunkohlenbriketts und Rohbraunkohleknorpel treten beim Auffüllen des Vergasers Entmischungen auf, die unregelmäßige Strömurigs- und Reaktionsbedingungen innerhalb der Brennstoffschüttung hervorrufen.The described in DD-WP 236031'ioe solution is based on two overlying, separated by the raw gas (gas collection chamber) process spaces in which run off heating, drying Vorentgasung one hand, and partial degassing and gasification on the other. However, this technically proven method has a significant disadvantage that at higher Schachtbelastungon to instability in Prozeßabiauf tührt. The funnel-shaped gas exit surface below the coal distributor leads to a preferred flow through the low-lying funnel tip, whereby unavoidable increased raw gas temperatures and high local gas velocities with inevitably increased dust content in the gas stream. For safety reasons, these effects prevent a further increase in the performance of the method. In addition, the mechanism of the raw gas distribution from the lower space to annulus and gas collection chamber is interrupted. Another disadvantage of the device described is its geometric design. When using inhomogeneous fuels, especially in the Mischkohlefahrweise of brown coal briquettes and lignite brown cartilage occur when filling the carburetor segregation, which cause irregular Strömurigs- 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 Mängel der unterschiedlichen Brennstoffschütthöhen durch ein zentral angeordnetes Füllrohr 2U beseitigen. Der Nachteil dieser Lösung ist, daß bei hohen Schachtbelas .jngen du>ch die hochliegende Einfüllöffnung 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 listed deficiencies of the different fuel storage heights by a centrally disposed filling tube 2U. The disadvantage of this solution is that with high Schachtbelas .jngen du> ch the high-lying filling opening the fuel supply to the filling pipe is not constantly guaranteed.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine Lösung, mit der eine Erhöhung der spezifischen Schachtbelastung des Festbettdruckvergasers bei verringertem spezifischen Verbrauch der Einsatzstoffe, auch bei Verwendung von Mischbrennstoffen, beispielsweise bestehend aus Braunkohlenbriketts und Rohbraunkohlenknorpeln, denen wahlweise flüssige Brennstoffe zugemischt werden können, erreicht wird.The aim of the invention is a solution with which an increase of the specific shaft load of fixed bed pressure carburetor with reduced specific consumption of the starting materials, even when using mixed fuels, for example consisting of lignite briquettes and Rohbraunkohlenknorpeln, which optionally liquid fuels can be added, is achieved.

Explanation of the essence of the invention

Die Erfindung hat die Aufgabe, durch eine neue Kohleverteilerbauform mit geringem Aufwand neue, die Betriebseigenschaften des Druckvergasers verbessernde Wirkungen zu erreichen und damit Voraussetzungen für eine weitere Steigerung der Vergaserleistung zu schaffen.The invention has the object to achieve by a new coal manifold design with little effort new, the operating characteristics of the pressure carburetor improving effects and thus create conditions for a further increase in the carburetor.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer Höhe über der Rostspitze von etwa 3 m innerhalb der Schüttung ein ringförmiger Kohleverteiler angeordnet ist, dor auch als Gasaustritt dient. Dieser Kohleverteiler ist axial angeordnet und hat die Form eines sich nach oben verjüngenden Ringkanals, der eine Höhe aufweist, die kleiner als der halbe Schachtdurchmesser ist und der an seiner Unterseite offen ist, wodurch sich eine innerhalb der Schüttung liegende ringförmige Gasaustrittsfläche ergibt, die sich an der unteren Öffnung des Ringkanals leicht gemuldet ausbildet und in waagerechter Richtung eine Fläche von mehr als ein Viertel des Schachtt,uerschnittes einnimmt. Die zur Generatorinnenwand weisende Mantelfläche ist senkrecht oder weist eine Schräge zur Senkrechten bis ?u 30° auf, und die innere Mantelfläche ist bis zu einem Winkel von 30° zur Senkrechten abgeschrägt. Die Mantelflächen sind gleich lang oder können bis zu 500mm unterschiedliche Längen aufweisen. Zwischen Unterkante der äußeren Mantelfläche des Kohleverteilors und Generatorinnenwand besteht mindestens ein Durchlaß von 450mm.According to the invention the object is achieved in that at an altitude above the grate tip of about 3 m within the bed an annular coal distributor is arranged, which also serves as a gas outlet. This coal distributor is arranged axially and has the shape of an upwardly tapered annular channel having a height which is smaller than half the shaft diameter and which is open on its underside, resulting in an annular gas outlet surface lying within the bed, which abuts The lower opening of the annular channel forms slightly troughed and in the horizontal direction occupies an area of more than a quarter of the Schachtt, cut. The jacket surface facing the generator inner wall is vertical or has a slope to the vertical of up to 30 °, and the inner jacket surface is beveled to an angle of 30 ° to the vertical. The lateral surfaces are the same length or can have up to 500mm different lengths. Between lower edge of the outer surface of the coal distributor and generator inner wall there is at least one passage of 450mm.

Durch diese erfindungsgemäße Form des Kohleverteilers wird erreicht, daß sich unterhalb des Kohleverteilers keine Schüttmulde ausgebildet, dadurch daß ein Teil der Schüttung zwischen Generatorinnenwand und Kohleverteiler und ein anderer Teil der Schüttung durch die axiale Öffnung des Kohleverteilers rutscht. Die Füllmenge, die durch die axiale Öffnung abwärts gleitet, ist um das 1- bis 1,5fache größer als die Füllmenge für aen äußeren Ringraum. Neben der Ausbildung einer weitgehend homogenisierten Brennstoffschüttung unterhalb des Kohleverteilers verhindert dessen Bauform auch eine Entmischung dieser Brennstoffschüttung. Neben diesen brennstoffseitigen Vorteilen bewirkt die ringförmige Gasaustrittsfläche eine größtmögliche Vergleichmäßigung der Gasstromlinien und verhindert damit Konvektionsströmungen unterhalb des Kohleverteilers ebenso wie lokale Temperaturdifferenzen an der Hasaustrittsfläche und erhöhten Staubaustrag.By this form of the coal distributor according to the invention it is achieved that formed below the coal distributor no bulkhead, characterized in that a portion of the bed between generator inner wall and coal distributor and another part of the bed slips through the axial opening of the coal distributor. The amount of charge that slides down through the axial opening is 1-1.5 times greater than the outer annular space fill. In addition to the formation of a largely homogenized fuel bed below the coal distributor whose design also prevents segregation of this fuel bed. In addition to these fuel-side advantages, the annular gas outlet surface effects the greatest possible equalization of the gas flow lines and thus avoids convection currents below the coal distributor as well as local temperature differences at the hatch outlet surface and increased dust discharge.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt schematisch einen Schnitt durch den Generator und den erfindungsgemäßen Ringkanal.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows schematically a section through the generator and the annular channel according to the invention.

In einem Druckgasgenerator üblicher Bauart mit einem Durchmesser von 3,6m ist unterhalb der Eintragsschleuse 1 ein Kohleverteiler 2 in Form eines sich nach oben verjüngenden Ringkanals angeordnet. Der Abstand zwischen Oberkante des Drehrostes 3 und Unterkante des Koh ^Verteilers 2 beträgt 3 m. Der Kohleveneiler 2 hat eine Bauhöhe von 1600 mm, bildet eine axiale Öffnung 7 mit einem Kohleeinlaß von 2700mm und Kohleauslaß von 1600 mm Durchmesser und einen Ringraum 8 zwischen äußerer Mantelfläche und Generatorinnonwand, deren Abstand 462mm beträgt. Dio zur Generatorinnenwand weisende äußere Mantelfläche ist senkrecht und die innere Mantelfläche mit einem Winkel von 20°zur Senkrechten abgeschrägt. Die untere Öffnung des Ringkanals, gebildet von der inneren und äußeren unteren Kante der Mantelflächen des Kohleverteilers 2, beträgt in waagerechter Richtung 550mm.In a compressed gas generator of conventional design with a diameter of 3.6 m below the entry lock 1, a coal distributor 2 is arranged in the form of an upwardly tapered annular channel. The distance between the upper edge of the rotating grate 3 and lower edge of the Koh ^ distributor 2 is 3 m. The Kohleveneiler 2 has a height of 1600 mm, forming an axial opening 7 with a coal inlet of 2700mm and coal outlet of 1600 mm diameter and an annular space 8 between the outer surface and generator inner wall whose distance is 462mm. Dio to the generator inner wall facing outer surface is vertical and the inner circumferential surface bevelled at an angle of 20 ° to the vertical. The lower opening of the annular channel, formed by the inner and outer lower edge of the lateral surfaces of the coal distributor 2, is in the horizontal direction 550mm.

Die Vergasungskohle, die aus einem Gemisch von Braunkohlenbriketts und Rohbraunkohlenknorpeln besteht, gelangt rius der Eintragsschleuse 1 in den Druckgasgenerator. Sie gleitet sowohl innen, als auch außen am Kohleverteiler 2 nach unten bis mr Reaktionszone. Entmischungen treten dabei nicht auf. Das erzeugte Rohgas tritt unterhalb des Kohleverteilers aus der Schüttung aus und gelangt über das dezentral angeordnete Rohgasabzugsrohr 4 in die nachgeschalteten Anlagenteile. Die sich unterhalb des Kohleverteilers 2 ausbildende ringförmige Gasaustrittsflächo 5 gewährleistet weitestgehend gleichlange Gasstromlinien 6 zwischen Drehrost 3 und Gasaustrittsfläche 5.The gasification coal, which consists of a mixture of brown coal briquettes and Rohbraunkohlenknorpeln passes rius the entry lock 1 in the compressed gas generator. It slides both inside and outside the coal distributor 2 down to the reaction zone . Demixing does not occur here. The raw gas produced exits below the coal distributor from the bed and passes through the decentralized arranged Rohgasabzugsrohr 4 in the downstream equipment parts. The forming below the coal distributor 2 annular Gasaustrittsflächo 5 ensures largely equal gas flow lines 6 between the rotary grate 3 and gas outlet surface. 5

Claims

1. coal distributor for coal pressure carburetor, wherein the coal distributor is arranged axially in the upper part of the generator shaft is.t and serves as a gas outlet, characterized in that this coal distributor (2) with its lower edge of the lateral surface about 3 m above the top of the rotary grate (3) is and has the form of an upwardly tapered annular channel, the underside of which is open and an annular gas outlet surface, (5) forms, which occupies more than a quarter and less than half of the shaft cross-section, wherein the height of the Kohleverteileis (2) smaller than half the shaft diameter.

2. coal distributor for Kohledruckvergaser according to claim 1, characterized in that the facing for Druckvergaserinnenwand lateral surface of the coal distributor (2) has a slope to the vertical up to 30 °, but is preferably carried out vertically, that the inner lateral surface up to an angle of 30 ° bevelled to the vertical, that the height of the lateral surfaces can be up to 500mm different.

3. coal distributor for Kohledmckvergaser according to claim 1 and 2, characterized in that the clear width of the bulk material passage between the lower edge of the outer lateral surface and the pressure carburetor inner wall is at least 450mm, that the flow through the axial opening (7) to the 1 to 1, 5 times greater than the flow through the annular space (8) and that the Rohgasabzugsrohr (4) in the upper part of the coal manifold (2 * is arranged decentrally.

4. coal distributor for Kohledruckvergaser according to claim 1 to 3, characterized in that the vertical distance from the upper edge of the rotary grate (3) and the lowest regions of the gas outlet surface (5) corresponds to at least the 0,7rachen inner diameter of the Kohledruckvergasers.