DE1146034B - Gas former plant - Google Patents

Gas former plant

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DE1146034B
DE1146034B DEV19694A DEV0019694A DE1146034B DE 1146034 B DE1146034 B DE 1146034B DE V19694 A DEV19694 A DE V19694A DE V0019694 A DEV0019694 A DE V0019694A DE 1146034 B DE1146034 B DE 1146034B
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Heinz Ullrich
Lienhard Gebigke
Ernst Roth
Gerhard Pettinger
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SCHWERMASCHB IAKARL LIEBKNECHT
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Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

V19694 IVa/12gV19694 IVa / 12g

ANMELDETAG: 24. NOVEMBER 1960REGISTRATION DATE: NOVEMBER 24, 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DERNOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE

AUSLEGESCHRIFT: 28. MÄRZ 1963 EDITORIAL: MARCH 28, 1963

Die Erfindung betrifft: eine Gasumformeranlage zur Erzeugung aggressiver Gase bzw. eines aggressive Gase enthaltenden Produktgases durch chemische exotherme Reaktion, in der die frei werdende Wärme zur Dampferzeugung genutzt wird.The invention relates to: a gas converter system for generating aggressive gases or an aggressive one Gases containing product gases by chemical exothermic reaction in which the heat released is used to generate steam.

Es sind bereits derartige Anlagen, sogenannte Reaktionsöfen, bekannt, in denen die bei der chemischen exothermen Reaktion frei gewordene Wärmeenergie zur Dampferzeugung benutzt wird. Beispielsweise ist ein Reaktionsofen bekannt, in welchem ein Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd im Überschuß enthaltendes Gas zu Schwefel verbrannt wird, wobei mit den Abgasen in einem nachgeschalteten Abhitzkessel Dampf erzeugt wird. Weiterhin sind sogenannte Klausöfen bekannt, in denen Schwefelwasserstoff mit Luftunterschuß verbrannt wird und im Abgas eine geringe Menge Schwefeldioxyd anfällt. Die Abgase werden ebenfalls zur Dampferzeugung verwertet. Außerdem ist es bei einem Verfahren zur Gewinnung von Schwefel bekannt, daß ein Dampfkessel die Kühlung der Verbrennungsgase vornimmt, was auch mit Luft- oder Ölkühlern bzw. auch mit Wasser vorgenommen werden kann. Dabei ist zur Dampferzeugung ein Feuerbuchskessel verhältnismäßig weit vom Feuerraum entfernt angeordnet. Diesem Feuerbuchskessel sind ein Überhitzer, ein Speisewasservorwärmer und ein weiterer Vorwärmer nachgeordnet. Es sind weiterhin auch Reaktionsöfen bekannt, bei denen Siederohre unmittelbar im Verbrennungsraum angeordnet sind.There are already such systems, so-called reaction furnaces, known in which the chemical The heat energy released by the exothermic reaction is used to generate steam. For example a reaction furnace is known in which hydrogen sulfide and carbon dioxide are in excess containing gas is burned to sulfur, with the exhaust gases in a downstream waste heat boiler Steam is generated. Furthermore, so-called Klausöfen are known in which hydrogen sulfide is burned with an excess of air and a small amount of sulfur dioxide is obtained in the exhaust gas. the Exhaust gases are also used to generate steam. There is also a method for Extraction of sulfur known that a steam boiler cools the combustion gases, which can also be done with air or oil coolers or with water. It is for Steam generation a fire box boiler arranged relatively far away from the furnace. This fire box boiler has a superheater, a feed water preheater and another preheater subordinate. Reaction furnaces are also known in which boiler tubes are located directly in the combustion chamber are arranged.

Die bekannten Anlagen weisen jedoch nur eine geringe Ausnutzung der frei werdenden Wärmeenergie auf, da die Dampferzeugersysteme sich nicht in unmittelbarer Nähe der Verbrennungszone befinden, was durch die große Korrosionsgefahr der meist während der chemischen exothermen Reaktion äußerst aggressiven Produktgase bedingt ist. Werden die Siederohre aber direkt um den Verbrennungsraum angeordnet, ist die Bemessung der Heizfläche durch die Größe dieses Verbrennungsraumes beschränkt. However, the known systems have only a low utilization of the heat energy released because the steam generator systems are not in the immediate vicinity of the combustion zone, which is due to the great risk of corrosion, which is usually during the chemical exothermic reaction extremely aggressive product gases. But the boiler pipes are located directly around the combustion chamber arranged, the dimensioning of the heating surface is limited by the size of this combustion chamber.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Gasumformeranlage zu schaffen, in der die frei werdende Wärmeenergie in hohem Maße für die Dampferzeugung ausgenutzt wird, wobei die Gefahr der Korrosion der Metallteile des Dampferzeugers auf ein solches Maß herabgesetzt ist, wie es bei den mit Normalheizgas betriebenen Dampferzeugern üblich ist.The invention is now based on the object of creating a gas converter system in which the free heat energy is used to a large extent for steam generation, with the risk the corrosion of the metal parts of the steam generator is reduced to such an extent as it is with the with normal heating gas operated steam generators is common.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem ein an sich bekannter Reaktionsofen mit einem Zweikreisdampferzeuger, dessen Primärkreis-Betriebstempe-Gasformeranlage According to the invention, this is achieved by using a known reaction furnace with a dual-circuit steam generator, its primary circuit operating temperature gas former system

Anmelder:
VEB SchwermaschinenbauApplicant:
VEB heavy engineering

»Karl Liebknecht«,
Magdeburg, Alt-Salbke 6-10"Karl Liebknecht",
Magdeburg, Alt-Salbke 6-10

Heinz Ullrich, Lienhard Gebigke, Ernst RothHeinz Ullrich, Lienhard Gebigke, Ernst Roth

und Gerhard Pettinger, Magdeburg,and Gerhard Pettinger, Magdeburg,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

ratur höher als die Taupunkttemperatur des zu erzeugenden Produktgases bzw. der im Produktgas enthaltenden aggressiven Gase ist, zweckmäßig in stehender Anordnung kombiniert ist, wobei sich die wärmeabgebenden Rohrelemente des Primärkreises in senkrecht stehender Anordnung außerhalb des Produktgas enthaltenden Raumes befinden.temperature higher than the dew point temperature of the product gas to be generated or that in the product gas containing aggressive gases is expediently combined in a standing arrangement, with the heat-emitting tubular elements of the primary circuit in a vertical arrangement outside the Product gas containing space are located.

Diese Anordnung ermöglicht es, die Anlage mit einem Normalheizgas bis auf eine Rohrwandtemperatur des Primärkreises anzufahren, die über der Taupunkttemperatur des Produktgases bzw. der im Produktgas enthaltenden aggressiven Gase liegt und dann ohne Korrosionsgefahr auf die zur Reaktion bestimmten Gase umzuschalten.This arrangement makes it possible to use the system with a normal heating gas up to a pipe wall temperature of the primary circuit that is above the dew point temperature of the product gas or the im Aggressive gases containing product gas lies and then react without any risk of corrosion on the to switch certain gases.

Dadurch ist es zum Zweck einer größtmöglichen Wärmeausnutzung möglich, die wärmeaufnehmenden Rohrelemente des Primärkreises unmittelbar über der Reaktions- bzw. Verbrennungszone anzuordnen. Die Regelung der Primärkreis-Mindesttemperatur ist auf Grund der senkrechten Anordnung des Wärmeaustauschers des Primärkreises innerhalb des Sekundärkreises außer durch Regelung der Gasreaktion im Verbrennungsraum noch durch Veränderung des Wasserstandes des Sekundärkreises auf einfache Weise möglich. Weiterhin gestattet die senkrechte Anordnung des Wärmeaustauschers die Erzeugung eines in gewissen Grenzen beliebig überhitzten Dampfes, indem die bei niedrigem Wasserstand nicht bedeckte obere Fläche des Wärmeaustauschers als Überhitzer wirkt.This makes it possible to utilize the heat as much as possible, the heat-absorbing To arrange pipe elements of the primary circuit directly above the reaction or combustion zone. The regulation of the primary circuit minimum temperature is due to the vertical arrangement of the heat exchanger of the primary circuit within the secondary circuit except by regulating the gas reaction in the Combustion chamber simply by changing the water level in the secondary circuit Way possible. Furthermore, the vertical arrangement of the heat exchanger allows generation a steam that is arbitrarily superheated within certain limits, while that at low water level is not covered upper surface of the heat exchanger acts as a superheater.

309 547/414309 547/414

Die erfindungsgemäße Gasumformeranlage soll an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigtThe gas converter system according to the invention is intended to Hand of an embodiment will be explained in more detail. To do this shows

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Gasumformeranlage, Fig. 2 einen Horizontalschnitt und Fig. 3 und 4 Schnitte durch Membranabdichtungen in Rohrdurchtr|tten durch die Verbrennungswand.1 shows a vertical section through the gas converter system, FIG. 2 shows a horizontal section, and FIG 3 and 4 sections through membrane seals in pipe penetrations through the combustion wall.

Auf mehreren Stützen 27 steht ein im Querschnitt runder Verbrennungsraum 4 mit einem am Boden zentrisch angeordneten Gasbrenner 2; dessen Düsen radial in/den Verbrennungsraum 4 münden und der mit einan Brennergewölbe 3 abgedeckt ist. Der Gasbrenner 2 weist mehrere Stutzen 1 zum Anschluß an Luf/, Normalheizgas- und Betriebsgasleitungen auf *5 sowie eine in der Fig. 1 nicht dargestellte Umschalt-/brrichtung. On several supports 27 there is a cross-section round combustion chamber 4 with one at the bottom centrally arranged gas burner 2; whose nozzles open radially into / the combustion chamber 4 and the is covered with a burner vault 3. The gas burner 2 has several connecting pieces 1 for connection Air, normal heating gas and operating gas lines on * 5 as well as a changeover direction not shown in FIG. 1.

y Über den Verbrennungsraum 4 schließt sich ein / Berührungsraum 5 mit ebenfalls rundem Querschnitt an, der von einer Wand 22 gebildet wird und der die wärmeaufnehmenden Elemente des primären Rohrsystems eines Zweikreisdampferzeugers enthält. Den oberen Abschluß des Berohrungsraumes 5 bildet ein dachförmiges Oberteil 13, das in einen Produktgasstutzen 11 übergeht. Das Siederohrbündel wird von einer Anzahl radial angeordneter Siederohre 6 gebildet, die einen unteren, am unteren Ende des Berührungsraumes 5 isoliert angeordnetenRingsammler7 und einen oberen, in das Oberteil 13 eingebetteten Ringsammler 8 verbinden. Von dem unteren Ringsammler 7 zweigen mehrere Speisewasser- und Abschlammleitungen 24 ab, die durch Membrandichtungen 29, wie in Fig. 4 dargestellt, an ihrer Durchtrittsstelle durch die Verbrennungsraumwand abgedichtet sind. Vom oberen Ringsammler 8 zweigen senkrecht aufsteigende Verbindungsrohre 9 zu einem Dampf sammlerring 10 ab, von dem aus Kurzschlußrohre 21, am äußeren Umfang der Anlage abfallend, in einen Kondensatverteilungsring 25 münden, der wiederum mit Verbindungsrohren 23 mit dem unteren Ringsammler7 in Verbindung steht. Der Durchtritt der Verbindungsrohre 23 durch die Feuerraumwand ist ebenfalls, wie in Fig. 3 dargestellt, nach außen mit Membrandichtungen 28 abgeschlossen. Von dem Dampfsammlerring 10 führt ein Sattelrohr 12 zu dem separat stehenden Sekundärsystem des Zweikreisdampferzeugers in einen Wärmeaustauscher 17 mit Rohren 14, die sich in einem Druckbehälter 15 befinden. Eine Kondensatrücklaufleitung 20 verbindet den unteren Teil des Wärmeaustauschers 17 mit dem Kondensatverteilungsring 25. Der untere Teil des Wärmeaustauschers 17 ist mit einem Bodendeckel 18 des Druckbehälters 15 fest verbunden, während die Durchführung des Sattelrohres 12 durch die Wand des Druckbehälters 15 mit einer Stopfbuchse 19 abgedichtet ist. Weiterhin münden in den Druckbehälter 15 eine Speiseleitung 26 und eine Abdampfleitung 16. Ein Merkmal der erfindungsgemäßen Anordnung ist es, daß nach Lösen der verbindenden Anschlußbungen das Oberteil 13 mit dem gesamten Siederohrbündel einschließlich des unteren Ringsammlers 7 aus der Wand 22 nach oben herauszuziehen ist. Ebenso ist nach Lösen des Bodendeckels 18 und der Stopfbuchse 19 der Wärmeaustauscher 17 mit den Rohren aus dem Druckbehälter 15 ausziehbar. y Above the combustion chamber 4 there is a / contact chamber 5 with a round cross-section, which is formed by a wall 22 and which contains the heat-absorbing elements of the primary pipe system of a dual-circuit steam generator. The upper end of the tubing space 5 is formed by a roof-shaped upper part 13 which merges into a product gas nozzle 11. The boiler tube bundle is formed by a number of radially arranged boiler tubes 6 which connect a lower ring collector 7, arranged in an isolated manner at the lower end of the contact space 5, and an upper ring collector 8 embedded in the upper part 13. Several feed water and blowdown lines 24 branch off from the lower ring collector 7, which are sealed by membrane seals 29, as shown in FIG. 4, at their point of passage through the combustion chamber wall. From the upper ring collector 8 vertically rising connecting pipes 9 branch off to a steam collector ring 10, from which short-circuit pipes 21, sloping on the outer periphery of the system, open into a condensate distribution ring 25, which in turn is connected to connecting pipes 23 with the lower ring collector7. The passage of the connecting pipes 23 through the furnace wall is also, as shown in FIG. 3, closed to the outside with membrane seals 28. A saddle tube 12 leads from the steam collector ring 10 to the separately standing secondary system of the dual-circuit steam generator in a heat exchanger 17 with tubes 14 which are located in a pressure vessel 15. A condensate return line 20 connects the lower part of the heat exchanger 17 with the condensate distribution ring 25. The lower part of the heat exchanger 17 is firmly connected to a bottom cover 18 of the pressure vessel 15, while the passage of the saddle tube 12 through the wall of the pressure vessel 15 is sealed with a stuffing box 19 . Furthermore, a feed line 26 and an exhaust line 16 open into the pressure vessel 15. A feature of the arrangement according to the invention is that, after loosening the connecting connections, the upper part 13 with the entire boiler tube bundle including the lower ring collector 7 must be pulled up out of the wall 22. Likewise, after loosening the bottom cover 18 and the stuffing box 19, the heat exchanger 17 with the tubes can be pulled out of the pressure vessel 15.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Gasumformeranlage zur Erzeugung aggressiver Gase durch chemische exotherme Reaktion, in der die frei werdende Wärmeenergie zur Dampferzeugung genutzt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß ein an sich bekannter Reaktionsofen mit einem Zweikreisdampferzeuger, dessen Primärkreis-Betriebstemperatur höher als die Taupunkttemperatur des Produktgases bzw. der in ihm enthaltenden aggressiven Gase ist, zweckmäßig in stehender Anordnung kombiniert ist, wobei sich die wärmeabgebenden Rohrelemente des Primärkreises in senkrechter Anordnung außerhalb des Produktgas enthaltenden Raumes befinden.1. Gas converter system for generating aggressive gases by chemical exothermic reaction, in which the released thermal energy is used to generate steam, characterized in that a known reaction furnace with a dual-circuit steam generator, whose primary circuit operating temperature is higher than the dew point temperature of the product gas or the aggressive gases contained in it, is expediently combined in an upright arrangement, the heat-emitting tubular elements of the primary circuit being in a vertical arrangement outside the space containing the product gas. 2. Gasumformeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage einen im Querschnitt runden Verbrennungsraum (4) mit einem am Boden zentriseh angeordneten Gasbrenner (2) aufweist sowie einen im Querschnitt ebenfalls runden Berührungsraum (5), den ein dachförmiges Oberteil (13), das in einen Produktgasstutzen (11) übergeht, nach oben abschließt.2. Gas converter system according to claim 1, characterized in that the system has an im Cross-section of a round combustion chamber (4) with a gas burner arranged centrally on the floor (2) and a contact space (5), which is also round in cross section, the one Roof-shaped upper part (13), which merges into a product gas nozzle (11), closes at the top. 3. Gasumformeranlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeaufnehmenden JLohrelemente des Primärkreises radial im Berührungsraum (5) angeordnete Siederohre (6) sind, die einen unteren Ringsammler (7) mit einem in das Oberteil (13) fest eingebetteten oberen Ringsammler (8) verbinden und daß zusammen mit dem Oberteil (13) die Siederohre (6) einschließlich des unteren Ringsammlers (7) aus dem Berührungsraum (5) nach oben ausziehbar sind.3. Gas converter system according to claim 1 and 2, characterized in that the heat-absorbing Boiler pipes arranged radially in the contact area (5) (6) which have a lower ring collector (7) with a firmly embedded in the upper part (13) Connect the upper ring collector (8) and that, together with the upper part (13), the boiler pipes (6) including the lower ring collector (7) can be pulled out of the contact space (5) upwards are. 4. Gasumformeranlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Durchtrittsstellen von aus der Feuerraumwand nach außen austretende Rohre durch Membrandichtungen (28, 29) abgeschlossen sind.4. Gas converter system according to claim 1 to 3, characterized in that passages from pipes emerging from the furnace wall to the outside through membrane seals (28, 29) have been completed. 5. Gasumformeranlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärsystem des Zweikreisdampferzeugers einen vorzugsweise senkrecht stehenden Druckbehälter (15) mit einem Bodendeckel (18) aufweist, an dem ein senkrecht stehender Wärmeaustauscher (17) des Primärsystems fest angeordnet ist und dessen oberer Rohrdurchtritt durch die Dampftrommel mit einer Stopfbuchse (19) abgedichtet ist.5. Gas converter system according to claim 1 to 4, characterized in that the secondary system of the dual-circuit steam generator with a preferably vertical pressure vessel (15) has a bottom cover (18) on which a vertical heat exchanger (17) of the Primary system is fixed and its upper pipe passage through the steam drum is sealed with a stuffing box (19). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 752 205, 666 572; Winnacker—Küchler, Chem. Technologie,Documents considered: German Patent Specifications No. 752 205, 666 572; Winnacker-Küchler, Chem. Technologie, leitungen sowie der zusammenhaltenden Verschrau- 60 1959, Bd. 2, S. 178, 179, 232.lines as well as the cohesive screw 60 1959, Vol. 2, pp. 178, 179, 232. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings @ 309 547/414 3.@ 309 547/414 3.
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