DE1041193B

DE1041193B - Device for the gasification of finely divided solid fuels

Info

Publication number: DE1041193B
Application number: DEK14164A
Authority: DE
Inventors: Willy Linder
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1952-05-10
Filing date: 1952-05-10
Publication date: 1958-10-16
Also published as: FR1086774A; GB749311A; BE519600A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Vergasung von feinverteilten, festen Brennstoffen in der Schwebe mit Sauerstoff und gegebenenfalls endotherm reagierenden Vergasungsmitteln, bei der eine wenigstens teilweise Ausnutzung der fühlbaren Wärme des erzeugten Nutzgases in einer Dampfkesseleinrichtung stattfindet.The invention relates to a device for gasifying finely divided solid fuels in the suspension with oxygen and possibly endothermic gasifying agents, in which one at least partial utilization of the sensible heat of the useful gas generated in a steam boiler device takes place.

Es ist bekannt, die Dampfkesseleinrichtung oberhalb der Vergasungseinrichtung anzuordnen und baulich so mit dieser zu vereinigen, daß die heißen Nutzgase unmittelbar, d. h. ohne besondere Gasleitungen, von der einen in die andere Einrichtung übergehen können. Bei einer der bekannten Einrichtungen dieser Art hat man den heißen Nutzgasen der Staubvergasung vor oder bei deren Eintritt in die Dampfkesseleinrichtung Wasserdampf von sehr viel niedrigerer Temperatur, als die Gase sie aufweisen, zugesetzt. Bei anderen Ausführungsformen hat man den heißen Nutzgasen mehr oder weniger große Mengen bituminösen Brennstaub zugesetzt, in der Hoffnung, ao daß dieser unter Abziehung von Wärme aus den Nutzgasen wenigstens teilweise vergasen würde, wonach dann die Ausnutzung der restlichen fühlbaren Wärme in der Kesseleinrichtung erfolgen sollte.It is known to arrange the steam boiler device above the gasification device and structurally to be combined with this in such a way that the hot useful gases are immediately, i.e. H. without special gas pipes, can move from one facility to the other. In one of the known bodies of this One has the hot useful gases of the dust gasification before or when they enter the steam boiler device Water vapor at a much lower temperature than the gases are added. In other embodiments, the hot useful gases have more or less large quantities bituminous fuel dust added in the hope of ao that this would at least partially gasify with the removal of heat from the useful gases, after which then the utilization of the remaining sensible heat in the boiler equipment should take place.

Es wurde nun gefunden, daß die Ausnutzung der fühlbaren Wärme von Nutzgasen einer Staubvergasung nur dann auf die Dauer störungsfrei möglich ist, wenn man nicht nur jede durch Einführung von Stoffen, wie Wasserdampf von mittlerer Temperatur oder Brennstaub, bewirkte vorzeitige Abkühlung der Nutzgase vermeidet, sondern außerdem noch dafür sorgt, daß das Nutzgas der Staubvergasung eine erhebliche Wegstrecke ohne nennenswerte Temperatursenkung zurückgelegt hat, ehe es mit den Wärmeaustauschern der Dampfkesseleinrichtung in Berührung kommt. Beobachtet man diese Vorschrift nicht, so bilden sich, wie gefunden wurde, auf den Wänden der Kesseleinrichtung Ablagerungen aus der staubförmigen Asche der Nutzgase, die auf die Dauer die Gaswege verlegen und einen Stillstand der ganzen Anlage erzwingen.It has now been found that the utilization of the sensible heat of useful gases from dust gasification Trouble-free in the long run is only possible if you do not just introduce Substances such as medium temperature water vapor or fuel dust caused the premature cooling of the Avoids useful gases, but also ensures that the useful gas of the dust gasification a considerable Covered a distance without any significant temperature reduction before the heat exchangers comes into contact with the steam boiler equipment. If one does not observe this rule, so As has been found, deposits form on the walls of the boiler equipment from the dusty Ashes from the useful gases, which in the long run relocate the gas paths and the entire system comes to a standstill force.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Zuführungsorgane, durch die sämtliche Vergasungskomponente in Form von festem Brennstoff, Sauerstoff und Wasserdampf oder Kohlendioxyd gleichzeitig eingeführt werden, ausschließlich im unteren Teil des gegen Abkühlung geschützten Gaserzeugers angeordnet sind und ein freier Gasraum, der etwa zwei Drittel des Gaserzeugers beträgt, zwischen der eigentlichen Vergasungszone und dem Dampfkessel vorgesehen ist.The invention consists essentially in the fact that the supply organs, through which all gasification components in the form of solid fuel, oxygen and water vapor or carbon dioxide are introduced simultaneously, exclusively in the lower part of the Protected against cooling gas generator are arranged and a free gas space, which is about two thirds of the gas generator is provided between the actual gasification zone and the steam boiler.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird der eigentliche Vergasungsteil zweckmäßig, jedoch nicht unbedingt notwendig, so angeordnet, daß seine Hauptachse senkrecht steht. Der mit dem Vergasungsteil Einrichtung zur Vergasung
von feinverteilten, festen BrennstoffenIn the device according to the invention, the actual gasification part is expediently, but not absolutely necessary, arranged so that its main axis is perpendicular. The device for gasification with the gasification part
of finely divided solid fuels

Anmelder:
Heinrich KoppersApplicant:
Heinrich Koppers

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
Essen, Moltkestr. 29Company with limited liability,
Essen, Moltkestr. 29

Willy Linder, Essen,
ist als Erfinder genannt wordenWilly Linder, food,
has been named as the inventor

der Einrichtung zu einer baulichen Einheit verbundene Dampferzeugerteil wird auf jeden Fall oberhalb des Vergasungsteiles angeordnet. Die ganze Einrichtung ist zum Betrieb sowohl bei normalem Druck als auch bei Überdruck geeignet.the device to form a structural unit connected steam generator part is in any case above of the gasification part arranged. The whole facility is designed to operate both at normal pressure and also suitable for overpressure.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.In the drawing, the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

Bei der dargestellten Einrichtung besteht der eigentliche Vergaserteil 1 aus einem senkrecht stehenden, vorzugsweise zylindrischen Raum, der durch feuerfeste Wände 2 begrenzt wird. An der Außenseite wird der Vergaserteil 1 von einem gasdichten Eisenpanzer 3 umschlossen und zusammengehalten. Die erzeugten Nutzgase verlassen den Gaserzeuger durch eine praktisch den ganzen Schachtquerschnitt einnehmende Abzugsöffnung 4 und gelangen ohne irgendeine Zwischenbehandlung, insbesondere auch ohne Zufuhr von Wasserdampf oder Brennstaub, in den Wasserrohrkessel 5. Am unteren Ende des Gaserzeugerteils 1 befindet sich die Abzugsöffnung 6, durch die die Vergasungsrückstände kontinuierlich oder absatzweise abgezogen werden können.In the device shown, the actual carburetor part 1 consists of a vertical, preferably a cylindrical space which is delimited by refractory walls 2. On the outside is the carburetor part 1 is enclosed and held together by a gas-tight iron armor 3. The generated Useful gases leave the gas generator through an exhaust opening that takes up practically the entire cross-section of the shaft 4 and arrive without any intermediate treatment, in particular without the addition of Steam or fuel dust into the water tube boiler 5. Located at the lower end of the gas generator part 1 the vent opening 6 through which the gasification residues are withdrawn continuously or intermittently can be.

Die eigentliche Vergasung des Brennstoffes findet vorzugsweise im unteren Drittel des Gaserzeugers 1 statt. Zu diesem Zweck sind eine Reihe von Vergaserköpfen 7 vorgesehen, die vorzugsweise die Form von zurückspringenden Nischen haben, die sich zum Vergasungsraum hin erweitern. Durch die kleinere Grundfläche der vorzugsweise kegelstumpfförmig ausgebildeten Nischen werden der zu vergasende Brennstoff und die Vergasungsmittel eingeblasen. Eine besonders gute Vergasungsreaktion wird erzielt, wenn man zentral durch eine oder gegebenenfalls mehrere Düsen ein vorbereitetes Gemisch von feinverteiltem Brennstoff und Sauerstoff einbläst, welches durch dieThe actual gasification of the fuel takes place preferably in the lower third of the gas generator 1 instead. For this purpose, a number of carburetor heads 7 are provided, which are preferably the Have the form of recessed niches that expand towards the gassing room. By the smaller one The base area of the niches, which are preferably frustoconical, is the area to be gasified Fuel and gasifying agents blown in. A particularly good gasification reaction is achieved if a prepared mixture of finely divided material is fed centrally through one or, if appropriate, several nozzles Injects fuel and oxygen, which through the

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Leitung 8 der oder den Düsen zugeführt wird. Infolge der hohen Temperatur der Wände des Vergasungsraumes entzündet sich das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch unmittelbar nach seinem Eintritt in die nischenförmigen Vergaserköpfe unter Bildung von Vorzugsweise Kohlenoxyd. Gleichzeitig mit dem Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch wird durch die die zentrale Düse umgebenden Düsen, die auch zu einer Ringdüse zusammengefaßt sein können, ein endotherm mit Kohlenstoff reagierendes Vergasungsmittel durch Leitung 9 eingeführt. Als endotherm reagierendes Vergasungsmittel kommen Wasserdampf und Kohlendioxyd, vorzugsweise vorerhitzt, in Frage. Die Einführung der endotherm reagierenden Vergasungsmittel erfolgt so, daß diese Vergasungsmittel eine mehr oder weniger geschlossene Hülle um die zentrale, exotherme Zone bilden und auf diese Weise verhindern, daß in der exothermen Zone noch nicht völlig vergaster Bennstoff sowie glühende Brennstoffrückstände auf die Wände der Vergaserköpfe auftreffen. Die glühenden, festen Bestandteile müssen vielmehr die endotherme Gashülle durchdringen, wobei einerseits eine Umsetzung des glühenden Kohlenstoffes mit dem Wasserdampf bzw. dem Kohlendioxyd unter Bildung brennbarer Gase stattfindet und andererseits die glühenden Brennstoff rückstände (Asche) so abgekühlt werden, daß sie beim Auftreffen auf die Wände des Vergaserkopfes nicht anbacken.Line 8 is fed to the nozzle or nozzles. As a result of the high temperature of the walls of the gasification chamber, the fuel-oxygen mixture ignites immediately after its entry into the niche-shaped gasifier heads with the formation of preferably Carbon dioxide. Simultaneously with the fuel-oxygen mixture is combined into an annular nozzle by the nozzles surrounding the central nozzle may be an endothermic carbon reactive gasifier by conduction 9 introduced. Steam and carbon dioxide are used as endothermic gasifying agents, preferably preheated, in question. The introduction of endothermic gasifying agents takes place in such a way that these gasification agents form a more or less closed envelope around the central, Form exothermic zone and in this way prevent that in the exothermic zone not yet completely gasified fuel and glowing fuel residues hit the walls of the carburetor heads. The glowing, solid components must rather penetrate the endothermic gas envelope, whereby on the one hand, a conversion of the glowing carbon with the water vapor or carbon dioxide takes place with the formation of flammable gases and on the other hand the glowing fuel residues (Ash) are cooled so that they do not stick when they hit the walls of the gasifier head.

Oberhalb der Ebene der Vergaserköpfe 7 befindet sich eine freie Wegstrecke, die etwa zwei Drittel der Gesamthöhe der Vergasungseinrichtung ausmacht. In dieser findet eine gewisse Nachreaktion von noch nicht vollständig vergastem Brennstoff statt, mit dem Effekt, daß Asche, soweit sie mit dem Gas nach oben getragen wird, ihre klebrigen Eigenschaften verliert.Above the level of the carburetor heads 7 is a free path which is about two thirds of the The total height of the gasifier. In this there is a certain post-reaction of not yet completely gasified fuel instead, with the effect that ash, as far as it goes with the gas is worn, loses its sticky properties.

Die heißen Gase verlassen den Vergasungsraum durch die Deckenöffnung 4 und kommen sofort in Berührung¹ mit den Rohren 10 des Wasserrohrkessels 5. Die Anordnung der Wasserrohre 10 ist so getroffen, daß die Gase in möglichst ruhiger Strömung an den Rohren vorbeistreichen und dabei ihre Wärme an das Rohrsystem abgeben. Die abgekühlten Gase verlassen den Wasserrohrkessel durch die Abzugsöffnung 11.The hot gases leave the gasification chamber through the ceiling opening 4 and immediately come into contact ¹ with the pipes 10 of the water-tube boiler 5. The arrangement of the water pipes 10 is such that the gases pass the pipes in as calm a flow as possible and their heat is transferred to the Submit pipe system. The cooled gases leave the water tube boiler through the exhaust opening 11.

Das Kesselspeisewasser wird dem Kessel durch Leitung 12 zugeführt und gelangt nach Durchlaufen der Rohre zusammen mit dem erzeugten Dampf in den Abscheidetopf 13, in welchem die flüssige von der Dampfphase abgetrennt wird. Die flüssige Phase fließt durch Leitung 14 wieder in das Rohrsystem zurück, während der Dampf durch Leitung 15 einem Dampfüberhitzer 16 zugeführt wird, den er schließlich durch Abzugsleitung 17 verläßt. Die Dampf- und Wassersammelräume 18 bzw. 19 des Wasserrohrkessels können dabei einen Teil des gasdichten Metallpanzers 3 der Gaserzeugereinrichtung bilden. Auf diese Weise ist es möglich, die Wasser- und Dampfsammeiräume von außen leicht zugänglich" zu machen, so daß die einmündenden Wasserrohre von innen her gedichtet werden können, z. B. durch Aufwalzen.The boiler feed water is fed to the boiler through line 12 and arrives after passing through the Pipes together with the generated steam in the separator pot 13, in which the liquid from the Vapor phase is separated. The liquid phase flows back into the pipe system through line 14, while the steam is fed through line 15 to a steam superheater 16, which it finally through Discharge line 17 leaves. The steam and water collection spaces 18 and 19 of the water tube boiler can thereby forming part of the gas-tight metal armor 3 of the gas generating device. In this way it is possible to make the water and steam collection rooms easily accessible from the outside "so that the opening water pipes can be sealed from the inside, z. B. by rolling.

Claims

Claim

Device for gasifying finely divided solid fuels in suspension with oxygen and optionally endothermic gasifying agents with at least partial utilization of the sensible heat of the useful gases generated in a structurally combined with the gasification device and arranged above the same Steam boiler device, characterized in that the supply organs through which all gasification components in the form of solid fuel, oxygen and water vapor or carbon dioxide are introduced at the same time, exclusively in the / © ke? ea part of the anti-cooling '- Protected gas generator are arranged and a free gas space, which is about two thirds of the gas generator is provided between the actual gasification zone and the steam boiler.

Considered publications:
German Patent Nos. 479 431, 579 419;
German patent application B 1002 IVb / 12i (published on September 13, 1951);

Swiss Patent No. 274 479;
Belgian patent specification No. 494 498.

1 sheet of drawings