DE1121764B

DE1121764B - Process for operating a furnace cyclone with simultaneous generation of fuel gas and device for carrying out the process

Info

Publication number: DE1121764B
Application number: DEST7009A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinrich Schult
Original assignee: Steinkohlen Elektrizitat AG
Current assignee: Steinkohlen Elektrizitat AG
Priority date: 1953-09-15
Filing date: 1953-09-15
Publication date: 1962-01-11

Description

Verfahren zum Betreiben eines Feuerungszyklons mit gleichzeitiger Erzeugung von Brenngas und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens FeuerunQszyklone sind üblicherweise Dampfkesseln vorgeschaltet, so daß die heißen Verbrennungsgase in den Strahlungsraum der Kesselanlage, zumeist über eine sogenannte Sekundärkammer, eintreten. Es ist außerdem bekannt, Feuerungszyklone so zu betreiben, daß ein Brenngas erzeugt wird. Dieses Brenngas wird entweder Verbrauchern zugeführt oder in einem nachgeschalteten Kessel verbrannt. Dagegen ist es bisher nicht gelungen, einen Feuerungszyklon so zu betreiben, daß gleichzeitig ein Brenngas, möglichst ein solches wählbarer Zusammensetzung, für einen beliebigen Verbraucher erzeugt wird und außerdem der normale Kesselbetrieb möglich ist.Method for operating a furnace cyclone with simultaneous Generation of fuel gas and device for carrying out the fire cyclone process steam boilers are usually connected upstream, so that the hot combustion gases into the radiation room of the boiler system, usually via a so-called secondary chamber, enter. It is also known to operate furnace cyclones so that a fuel gas is produced. This fuel gas is either fed to consumers or in one downstream boiler burned. On the other hand, it has not yet been possible to use a firing cyclone to operate in such a way that at the same time a fuel gas, if possible one that can be selected Composition produced for any consumer and also the normal boiler operation is possible.

Im einzelnen ist es zur Erzeugung von Brenngas in Feuerungszyklonen mit im wesentlichen horizontaler Achse bekannt, die Luftzufuhr so zu dosieren, daß der Zyklon im ganzen, d. h. in Bezug auf den Vergasungsvorgang einstufig, als Brennkammer, in der Verbrennungsgase entstehen, oder als Vergasungskammer, aus der brennbare Gase abgezogen werden können, arbeitet, wobei im letzteren Fall der Zyklon mit Luftmangel betrieben wird. Dabei ist es auch bekannt. beim Betrieb des Zyklons als Vergasungskammer den Brennstoff in einer gegebenenfalls als Zyklonmuffel ausgebildeten Vorkammer vorzuwärmen und teilweise vorzuvergasen. Diese Betriebsweise ist insbesondere für gasarme Kohlen vorgeschlagen worden, die sich auf diese Weise vergasen lassen. Die entstandenen Brennaase hat man dann zumeist in den Kessel eingeführt. Bei Feuerungszyklonen mit im wesentlichen lotrechter Achse ist es ebenfalls bekannt, mit Luftunterschuß zu fahren und auf diese Weise ein Brenngas zu erzeugen.In particular, it is used to generate fuel gas in furnace cyclones known with a substantially horizontal axis to meter the air supply so that the cyclone as a whole, d. H. single-stage in relation to the gasification process, as a combustion chamber, in which combustion gases arise, or as a gasification chamber, from the combustible Gases can be withdrawn, works, in the latter case the cyclone with a lack of air is operated. It is also known. when operating the cyclone as a gasification chamber the fuel in an antechamber, possibly designed as a cyclone muffle preheat and partially pre-gasify. This mode of operation is particularly useful for Low-gas coals have been proposed that can be gasified in this way. the The resulting distillate was then mostly introduced into the kettle. With combustion cyclones with an essentially vertical axis, it is also known, with a deficit of air to drive and generate a fuel gas in this way.

Bei anderen Einrichtungen. nämlich bei Abstichgeneratoren mit fester Brennstoffsäule, ist es bekannt, aus der heißen Zone Gase der Vergasung abzuleiten. um auf diese Weise die Höhe der Schmelzzone zu beeinflussen. Die Betriebsweise und Gestaltung von Feuerungszyklonen ist durch diese Maßnahmen nicht berührt worden.At other institutions. namely with tapping generators with fixed Fuel column, it is known to derive gasification gases from the hot zone. in order to influence the height of the melting zone in this way. The mode of operation and The design of furnace cyclones has not been affected by these measures.

Im übrigen kennt man Gaserzeugungsöfen, die in mehrere, auch als Wirbelkammer ausgebildete Kammern, z. B. eine Entgasungs- und eine Brennkammer, aufgeteilt sind. Hier findet zunächst eine Verbrennung von fein verteiltem suspendiertem Brennstoff in Gegenwart von Brennmitteln, wie Luft, statt, und zwar im Sinn einer vollständigen Verbrennung, wobei im Anschluß daran in die so erzeugten Rauchgase weiterer, feinverteilter Brennstoff eingebracht wird. Diese Gaserzeugungsöfen arbeiten also zweistufig, und zwar mit einer vollständigen Verbrennung in der ersten Verfahrensstufe und einer Reduktion in der zweiten Verfahrensstufe. Auf Feuerungszyklone lassen sich derartige Maßnahmen nicht übertragen. da offenbar die Gefahr besteht, daß unverbrannter Brennstoff in den nachgeschalteten Kessel gelangt.In addition, one knows gas generating furnaces, which are in several, also as a vortex chamber trained chambers, e.g. B. a degassing and a combustion chamber are divided. First there is a combustion of finely divided, suspended fuel in the presence of fuel, such as air, instead, in the sense of a complete Combustion, followed by further, finely divided into the smoke gases thus generated Fuel is introduced. These gas generating furnaces work in two stages, and although with a complete combustion in the first process stage and a Reduction in the second process stage. Such can be found on furnace cyclones Measures not transferred. since there is obviously a risk of unburned fuel enters the downstream boiler.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Feuerungszyklone so zu betreiben, daß sowohl der Kesselbetrieb als auch eine gleichzeitige Erzeugung von Brenngas. das anderen Verbrauchern zugeführt werden kann, möglich ist.The invention is based on the object of operating combustion cyclones in such a way that that both the boiler operation and the simultaneous generation of fuel gas. that can be fed to other consumers is possible.

Der eingebrachte Brennstoff wird in einem E.nt-bzw. Vergasungsteil des Zyklons entgast und teilweise vergast und das entstandene Gas unmittelbar aus diesem Teil des Zyklons abgezogen, während der Vergasungsrückstand in dem anschließenden Verbrennungsteil des Zyklons unter Zugabe von Verbrennungsluft vollständig verbrannt wird. Je nach der gewünschten Zusammensetzung des Brenngases empfiehlt es sich, die beiden Reaktionszonen des Zyklons mit verschiedenen Temperaturen zu betreiben. Auch besteht die Möglichkeit, den Ent- bzw. Veruasunasteil und den Verbrennungsteil des Zyklons mit verschiedenen Pressungen zu betreiben.The introduced fuel is in an E.nt or. Gasification part of the cyclone degassed and partially gasified and the resulting gas immediately out this part of the cyclone withdrawn, while the gasification residue in the subsequent Combustion part of the cyclone completely burned with the addition of combustion air will. Depending on the desired composition of the fuel gas, it is advisable to to operate the two reaction zones of the cyclone at different temperatures. There is also the possibility of the Ent- or Veruasuna part and the combustion part to operate the cyclone with different pressures.

Das Trägergas für die Kohle im Ent- bzw. Vergasungsteil des Zyklons ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens grundsätzlich beliebig. Es empfiehlt sich. als Trägergas und Vergasungsmittel der Kohl: an Sauerstoff angereicherte Luft zu benutzen. Man kann aber auch mit reinem Sauerstoff arbeiten. Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung wird als Trägergas der Kohle im Ent- und Vergasungsteil des Zyklons ein Starkgas verwendet. Endlich besteht die Möglichkeit, eine Teilmenge des aus dem Ent-oder Vergasungsteil des Zyklons abgezogenen Gases als Trägergas einzusetzen.The carrier gas for the coal in the degassing or gasification part of the cyclone is basically arbitrary within the scope of the method according to the invention. It recommends themselves. As a carrier gas and gasifying agent, cabbage: oxygen-enriched air to use. But you can also work with pure oxygen. According to another Proposal of the invention is used as a carrier gas of the coal in the degassing and gasification part of the cyclone uses a strong gas. Finally there is the possibility, a partial amount of the gas withdrawn from the degassing or gasification part of the cyclone to be used as a carrier gas.

Um eine vollständige Verbrennung und gute Flammenführung zu erzielen, empfiehlt es sich im übrigen, im Verbrennungsteil des Zyklons die Sekundärluft in an sich bekannter Weise über den ganzen Umfang verteilt zuzugeben.To achieve complete combustion and good flame guidance, It is also recommended that the secondary air be in the combustion section of the cyclone to admit in a manner known per se distributed over the entire scope.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß ein Feuerungszyklon so betrieben werden kann, daß einerseits normaler Kesselbetrieb möglich ist, während andererseits ein Brenngas praktisch beliebiger Zusammensetzung aus dem Zyklon abgezogen und einem anderen Verbraucher zugeführt werden kann. Der Betrieb des Zyklons läßt sich dabei auf einfache Weise verwirklichen und auch regeln.The advantages achieved by the invention are mainly in it see that a furnace cyclone can be operated so that on the one hand more normal Boiler operation is possible, while on the other hand a fuel gas is practically any Composition withdrawn from the cyclone and fed to another consumer can be. The cyclone can be operated in a simple manner and also regulate.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, diese im wesentlichen gekennzeichnet ist durch eine Zyklonmuffel mit einem Ent- und Vergasungsteil und einem Verbrennungsteil, wobei der Übergang vom Ent- und Vergasungsteil zum Verbrennungsteil in an sich bekannter Weise verengt ist.The invention also relates to a device for implementation of the method described, this is essentially characterized by a Cyclone muffle with a degassing and gasification part and a combustion part, wherein the transition from the degassing and gasification part to the combustion part is known per se Way is narrowed.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden schematischen Zeichnung ausführlicher erläutert: Die Zyklonmuffel 1 ist mit der Sekundärkammer 2 eines Kessels verbunden. Sie ist durch die Einbauten 3 in der Mitte etwas verengt und wird dadurch in eine Brennkammer 4 und in eine Entgasungskammer 5 unterteilt. Die Kohle wird durch die Brenner 6 tangential in die Entgasungskammer 5 eingeblasen und hier durch Strahlungswärme aus der Brennkammer 4 aufgewärmt und entgast. Sie gelangt dann in die Brennkammer 4 und wird dort mit der tangential durch die Lufteinführungen 7 eingeblasenen Luft erneut durchwirbelt und verbrannt. Die entstehende flüssige Schlacke fließt durch das Schlackenloch 8 in die Sekundärkammer 2 und wird durch den Schlackentrichter 9 abgezogen. Das in der Entgasungskammer 5 erzeugte Brauchgas wird durch das Gasabzugsrohr 10 über die Abzugsöffnungen 11 abgezogen. Das Abzugsrohr 10 ist an seinem Ende 12 verbreitert, was für die Strömungsverhältnisse günstig ist.In the following, the invention is explained in more detail with reference to a schematic drawing showing only one embodiment: The cyclone muffle 1 is connected to the secondary chamber 2 of a boiler. It is somewhat narrowed in the middle by the internals 3 and is thereby divided into a combustion chamber 4 and a degassing chamber 5 . The coal is blown tangentially into the degassing chamber 5 by the burner 6 and is heated and degassed here by radiant heat from the combustion chamber 4. It then reaches the combustion chamber 4 and is swirled through again and burned there with the air blown in tangentially through the air inlets 7. The resulting liquid slag flows through the slag hole 8 into the secondary chamber 2 and is drawn off through the slag funnel 9. The used gas generated in the degassing chamber 5 is drawn off through the gas discharge pipe 10 via the discharge openings 11 . The exhaust pipe 10 is widened at its end 12, which is favorable for the flow conditions.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for operating a furnace cyclone with simultaneous generation of fuel gas, characterized in that the fuel introduced is degassed and partially gasified in a degassing or gasification part of the cyclone and the resulting gas is withdrawn directly from this part of the cyclone, during the Gasification residue is burned in the subsequent combustion part of the cyclone with the addition of combustion air.

2. The method according to claim 1, characterized in that the two reaction zones of the firing cyclone with different Temperatures are operated.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the degassing or gasification part and the combustion part of the cyclone can be operated with different pressures.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that oxygen-enriched air is used as the carrier gas and gasification agent of the coal in the gasification part of the cyclone.

5. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the carrier gas and gasifying agent of the coal in the gasifying part of the cyclone uses pure oxygen will.

6. Process according to claims 1 to 3, characterized in that as A strong gas is used as the carrier gas for the coal in the degassing and gasification section of the cyclone.

7. The method according to claims 1 to 3, characterized in that a portion of the withdrawn from the degassing and gasification part of the cyclone gas is used as a carrier gas. B. The method according to claims 1 to 7, characterized in that the secondary air is added distributed over the entire circumference in the combustion part in a manner known per se. 9. Device for performing the method according to claims 1 to 8, characterized by a cyclone muffle with a degassing and gasification part and a combustion part, the transition from the degassing and gasification part to the combustion part being narrowed in a manner known per se. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 408 850, 441824, 584 798; German patent application R 33941a / 241 (published on 27. B. 1953); Swiss Patent No. 235 538; U.S. Patent No. 901232.