DE1244324B - Process for operating a tapping gas generator and gas generator for its implementation - Google Patents
Process for operating a tapping gas generator and gas generator for its implementationInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL: Int. CL:
ClOjClOj
Deutschem.: 24 e-3/04German: 24 e-3/04
Nummer: 1244 324Number: 1244 324
Aktenzeichen: G 39738 VT b/24 eFile number: G 39738 VT b / 24 e
Anmeldetag: 30. Januar 1964Filing date: January 30, 1964
Auslegetag: 13. Juli 1967Opened on: July 13, 1967
Die Erfindung betrifft den Betrieb von Gaserzeugern des kurz als Abstichgaserzeuger bezeichneten Typs, bei dem in einem Schacht eine ruhende Schicht eines aschehaltigen, festen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffs, z. B. Kohle oder Koks, zweckmäßig unter Druck mit Hilfe eines Vergasungsmittels vergast wird, das in den unteren Teil der Brennstofffüllung aus einer Vielzahl von Düsen, die um den unteren Teil der Innenwand des Schachtes des Gaserzeugers verteilt sind, eingeführt wird. Die Vergasung wird bei einer so hohen Temperatur durchgeführt, daß die Asche sich unter der Brennstofffüllung in flüssiger Form sammelt. Frischer Brennstoff wird kontinuierlich der Schicht zugeführt, und die flüssige Asche wird kontinuierlich vom unteren Teil des Gaserzeugers ausgetragen. Als »kontinuierlich« wird im Rahmen der Erfindung sowohl die ununterbrochene als auch die intermittierende Zuführung von Brennstoff oder Austragung von flüssiger Asche bezeichnet.The invention relates to the operation of gas generators referred to for short as tapping gas generators Type in which in a shaft a dormant layer of an ash-containing, solid, carbon-containing Fuel, e.g. B. coal or coke, expediently under pressure with the aid of a gasification agent is gasified, which is in the lower part of the fuel filling from a plurality of nozzles around the lower part of the inner wall of the shaft of the gas generator are distributed, is introduced. The gassing is carried out at such a high temperature that the ashes are under the fuel filling collects in liquid form. Fresh fuel is continuously fed to the layer, and the liquid ash is continuously discharged from the lower part of the gas generator. As "continuous" is within the scope of the invention both the uninterrupted and the intermittent feed of fuel or discharge of liquid ash.
Die Düsen zur Einführung des Vergasungsmittels können wassergekühlt sein und ein kurzes Stück von
der Innenwand des Gaserzeugers in die Brennstofffüllung ragen. Diese Wand kann aus feuerfestem
Material bestehen oder wassergekühlt sein. Als Vergasungsmittel kann ein Gemisch aus Wasserdampf
und/oder Kohlendioxyd mit Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft dienen. Die Geschwindigkeit,
mit der das Vergasungsmittel aus den Düsen austritt, bestimmt das Ausmaß, zu dem es in die
Brennstoffüllung eindringt. Es ist schwierig, eine Geschwindigkeit so festzulegen, daß das Vergasungsmittel
mit genügender Gleichmäßigkeit über die Querschnittsfläche des Gaserzeugerschachtes verteilt
wird, da die Geschwindigkeitsgrenzen verhältnismäßig eng sind. Ferner würde die Variation im
Durchsatz des Gaserzeugers in unerwünschter Weise beschränkt, wenn man innerhalb dieser Grenzen
arbeiten würde. Wenn die Geschwindigkeit unterhalb dieser Grenzen liegt, ist die Durchdringung der
Brennstoffüllung schlecht, und die Vergasung findet bevorzugt im äußeren Bereich der Schicht neben der
Innenwand des Schachtes statt (nachstehend als »periphere Vergasung« bezeichnet), wobei flüssige
Asche an den gekühlten Düsen erstarren kann und das Ausströmen des Vergasungsmittels behindert.
Wenn die Geschwindigkeit oberhalb dieser Grenzen liegt, findet die Vergasung bevorzugt im mittleren
Bereich der Schicht statt (nachstehend als »zentrale Vergasung« bezeichnet). Hierbei kann vor einer
oder mehreren der Düsen ein Hohlraum oder ein ungenügend mit Brennstoff gefüllter Raum ent-Verfahren
zum Betreiben eines
Abstichgaserzeugers und Gaserzeuger zu dessen
DurchführungThe nozzles for introducing the gasification agent can be water-cooled and protrude a short distance from the inner wall of the gas generator into the fuel filling. This wall can be made of refractory material or it can be water-cooled. A mixture of water vapor and / or carbon dioxide with oxygen or oxygen-enriched air can serve as the gasification agent. The speed at which the gasifying agent emerges from the nozzles determines the extent to which it penetrates the fuel charge. It is difficult to set a speed so that the gasifying agent is distributed with sufficient uniformity over the cross-sectional area of the gas generator shaft, since the speed limits are relatively narrow. Furthermore, the variation in the throughput of the gas generator would be undesirably restricted if one were to operate within these limits. If the speed is below these limits, the penetration of the fuel filling is poor and the gasification takes place preferentially in the outer area of the layer next to the inner wall of the shaft (hereinafter referred to as "peripheral gasification"), whereby liquid ash can solidify at the cooled nozzles and obstructs the outflow of the gasifying agent. If the speed is above these limits, the gasification takes place preferentially in the middle area of the layer (hereinafter referred to as "central gasification"). In this case, a cavity or a space insufficiently filled with fuel can be provided in front of one or more of the nozzles
Tapping gas generator and gas generator to its
execution
Anmelder:Applicant:
The Gas Council, LondonThe Gas Council, London
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,
Dr.-Ing. Th. Meyer und Dr. J. F. Fues,
Patentanwälte, Köln 1, DeichmannhausDr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,
Dr.-Ing. Th. Meyer and Dr. JF Fues,
Patent attorneys, Cologne 1, Deichmannhaus
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dennis Hebden,Dennis Hebden,
John Aldwyn Lacey,John Aldwyn Lacey,
Solihull, Warwickshire (Großbritannien)Solihull, Warwickshire (UK)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Großbritannien vom 31. Januar 1963 (4118)Great Britain January 31, 1963 (4118)
stehen, in dem flüssige Asche mit dem verhältnismäßig kühlen Vergasungsmittel in Berührung kommen, abgekühlt und verfestigt werden kann, wodurch der Durchgang und die Verteilung des Vergasungsmittels behindert wird.stand in which liquid ash comes into contact with the relatively cool gasification agent, can be cooled and solidified, thereby facilitating the passage and distribution of the Gasification agent is hindered.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Verteilung des Vergasungsmittels über die Querschnittsfläche des Gaserzeugerschachtes zu verbessern und die vorstehend beschriebenen Nachteile zu vermeiden. The object of the invention is to improve the distribution of the gasification agent over the cross-sectional area of the gas generator shaft and to avoid the disadvantages described above.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben von Gaserzeugern der vorstehend beschriebenen Art, gemäß dem die Zuführung des Vergasungsmittels gleichzeitig aus einem TeE der Düsen mit einer Geschwindigkeit, bei der bevorzugte zentrale Vergasung stattfinden würde, und durch die restlichen Düsen mit einer Geschwindigkeit erfolgt, bei der bevorzugte periphere Vergasung stattfinden würde, und die Geschwindigkeit, mit der das Vergasungsmittel aus jeder Düse austritt, periodisch von einer der vorstehend genannten Geschwindigkeiten zur anderen so verändert wird, daß ein Überwiegen der zentralen Vergasung oder der peripheren Vergasung und eine Behinderung der Strömung des Vergasungsmittels durch Verfestigung der Asche in der Nähe der Düsen vermieden werden und jederThe invention relates to a method for operating gas generators of the type described above Way according to which the supply of the gasification agent simultaneously from a TeE of the Nozzles at a rate at which preferential central gasification would occur and through which remaining nozzles is carried out at a rate at which preferential peripheral gasification takes place would, and the rate at which the gasifying agent exits each nozzle, periodically from one of the above speeds is changed to the other so that a predominance the central gasification or the peripheral gasification and an obstruction of the flow of the Gasification agent can be avoided by solidifying the ash near the nozzles and each
709 610/204709 610/204
3 43 4
Geschwindigkeitswechsel keine Änderung der insge- austreten kann, Ventilen zum Umschalten der Aussamt aus allen Düsen zugeführten Menge des Ver- strömgeschwindigkeit jeder Düse von der einen gasungsmittels bewirkt. Geschwindigkeit auf die andere und einer Zeitschalt-Speed change no change of the total can occur, valves for switching the total Amount of flow rate supplied from all nozzles for each nozzle from one gassing agent causes. Speed on the other and a timer
Da die Geschwindigkeit des aus einer Düse aus- vorrichtung zur periodischen Betätigung der VentileAs the speed of the nozzle alignment device for periodic actuation of the valves
tretenden Vergasungsmittels direkt proportional der 5 in vorher festgelegten Zeitabständen versehen. Der Geschwindigkeit, mit der das Vergasungsmittel Gaserzeuger ist zweckmäßig mit Zuführungsvorrich-occurring gasification agent directly proportional to the 5 provided at predetermined time intervals. Of the Speed at which the gasification agent gas generator is expedient with feed device
durch die Düse zugeführt wird, d. h. der pro Zeit- tungen, mit deren Hilfe es möglich ist, das Ver-fed through the nozzle, d. H. the pro newspapers, with the help of which it is possible to
einheit zugeführten Menge ist, kann die Geschwin- gasungsmittel gleichzeitig aus der Hälfte der Düsenunit is supplied, the gasoline can be dispensed from half of the nozzles at the same time
digkeit durch Regelung der pro Zeiteinheit züge- mit einer bestimmten Geschwindigkeit und aus einerspeed by regulating the number of trains per unit of time at a certain speed and from one
führten Menge des Vergasungsmittels geregelt io Gruppe, die durch die andere Hälfte der Düsenled amount of gasifying agent regulated io group passing through the other half of the nozzles
werden. gebildet wird, mit einer anderen Geschwindigkeitwill. is formed at a different rate
Damit jeder periodische Wechsel von einer Ge- austreten zu lassen, und Ventilen zum gleichzeitigenSo that every periodic change can be let out from one entry, and valves at the same time
schwindigkeit zur anderen keine Schwankung der Umschalten jeder Gruppe von der einen zur anderenspeed to the other no fluctuation in the switching of each group from one to the other
insgesamt von allen Düsen zugeführten Menge des Ausströmgeschwindigkeit versehen. Zu diesem Zwecktotal amount of outflow velocity supplied by all nozzles. To this end
Vergasungsmittels verursacht, muß das Verhältnis 15 können die Zuführungsvorrichtungen aus einerGasifying agent caused, the ratio must be 15, the feed devices from one
der Zahl der Düsen, die bei der einen Geschwindig- Hauptleitung, zwei Leitungssystemen zur Zuführungthe number of nozzles in the one speed main line, two line systems for supply
keit arbeiten, zur Zahl der bei der anderen Ge- des Vergasungsmittels von der Hauptleitung mitworking speed, to the number of the other amount of gasifying agent from the main line
schwindigkeit arbeitenden Düsen vor und nach praktisch gleicher Geschwindigkeit zu den beidenspeed working nozzles before and after practically the same speed to the two
jedem Wechsel gleich sein. Während der Ver- Düsengruppen, einem zusätzlichen Leitungssystembe the same with every change. During the nozzle groups, an additional line system
gasung kann jedoch die Gesamtmenge des von allen 20 zur Zuführung von zusätzlichem VergasungsmittelHowever, gassing can use the total amount of all 20 to supply additional gasifying agent
Düsen zugeführten Vergasungsmittels durch Ver- von der Hauptleitung zu jeder Düsengruppe undGasification agent supplied to nozzles by supplying from the main line to each nozzle group and
änderung der den Düsen zugeführten Gesamtmenge Ventilen, die so betätigt werden können, daß dasChange in the total amount of valves supplied to the nozzles, which can be operated in such a way that the
des Vergasungsmittels verändert werden, jedoch ist zusätzliche Leitungssystem abwechselnd mit derof the gasification agent can be changed, however, the additional piping system is alternating with the
es üblich, zumindest für einen bestimmten Zeitraum, einen oder der anderen Düsengruppe verbundenit is customary, at least for a certain period of time, to connect one or the other nozzle group
die Gesamtmenge konstant zu halten, um stetiges 25 werden kann, bestehen.to keep the total amount constant in order to become a steady 25 can consist.
und schwankungsfreies Ausbringen aus dem Gas- Der Ausdruck »Vergasung« bezeichnet im Sinneand fluctuation-free discharge from the gas. The term "gasification" denotes in the sense
erzeuger sicherzustellen. der Erfindung jede Reaktion zwischen einem festento ensure producers. the invention any reaction between a solid
Eine einfache und vorteilhafte Methode zur kohlenstoffhaltigen Brennstoff und einem Gas (nachDurchführung des Geschwindigkeitswechsels besteht stehend als Vergasungsmittel bezeichnet), wobei aus darin, eine aus der Hälfte der Düsen bestehende 30 dem kohlenstoffhaltigen Material des Brennstoffs ein Gruppe mit der einen Geschwindigkeit und eine aus oder mehrere Gase gebildet werden, d. h. Produkte, der anderen Hälfte der Düsen bestehende Gruppe die bei Normaldruck und normaler Temperatur im mit der anderen Geschwindigkeit zu betreiben und gasförmigen Zustand vorliegen, z. B. Kohlenoxyd, jede Gruppe gleichzeitig von der einen Geschwin- Wasserstoff, Kohlendioxyd, Methan oder Äthan. Als digkeit auf die andere Geschwindigkeit umzu- 35 Vergasungsmittel kann beispielsweise Sauerstoff schalten. Die Düsen, die jede Gruppe bilden, wer- oder Luft allein oder in Mischung mit Wasserdampf den vorteilhaft so ausgewählt, daß sich an jeder und/oder Kohlendioxyd verwendet werden. Auch Seite jeder Düse der einen Gruppe eine Düse der Wasserstoff ist geeignet.A simple and beneficial method of using carbonaceous fuel and a gas (after performing of the speed change consists of standing referred to as gasification means), whereby from therein, one made up of half of the nozzles 30 the carbonaceous material of the fuel Group with the one speed and one of or more gases are formed, d. H. Products, of the other half of the nozzles, the group that exists at normal pressure and normal temperature in the operate at the other speed and be in the gaseous state, e.g. B. carbon dioxide, each group at the same time from one speed - hydrogen, carbon dioxide, methane or ethane. as 35 Gasifying agent can, for example, be oxygen switch. The nozzles that make up each group are or air alone or mixed with water vapor which are advantageously selected so that each and / or carbon dioxide can be used. Even Side of each nozzle of the one group a nozzle of hydrogen is suitable.
anderen Gruppe befindet. Die maximale Zeitdauer, Die Vergasung kann unter Normaldruck durchwährend
der die beiden Düsengruppen bei ihren 4° geführt werden, jedoch wird Überdruck bevorzugt,
jeweiligen Geschwindigkeiten betrieben werden, wenn der Durchsatz erhöht werden soll,
darf nicht dazu führen, daß sich überwiegende Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß
zentrale Vergasung oder überwiegende periphere der Erfindung und eines zu seiner Durchführung
Vergasung ausbildet oder die Strömung des Ver- geeigneten Gaserzeugers ist in den Abbildungen
gasungsmittels durch Erstarrung von Asche in der 45 dargestellt.
Nähe der Düsen behindert wird. F i g. 1 zeigt schematisch in senkrechtem Schnittother group is located. The maximum period of time, the gasification can be carried out under normal pressure during which the two nozzle groups at their 4 °, but overpressure is preferred, respective speeds are operated if the throughput is to be increased,
must not lead to the formation of predominant An embodiment of the process according to central gasification or predominantly peripheral of the invention and a gasification for its implementation or the flow of the suitable gas generator is shown in the figures gassing agent by solidification of ash in FIG.
Close to the nozzles. F i g. 1 shows schematically in vertical section
Die maximalen Zeitabstände, nach denen die Um- den unteren Teil des Gaserzeugers und die zugeschaltung von der einen Geschwindigkeit zur hörigen Leitungen zur Zuführung des Vergasungsanderen erfolgen muß, um eine Störung der Strö- mittels;The maximum time intervals after which the lower part of the gas generator and the switching on from one speed to the associated lines for supplying the gasification to the other must take place in order to avoid a disturbance of the flow means;
mung des Vergasungsmittels durch Erstarrung von 50 F i g. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 vontion of the gasification agent by solidification of 50 F i g. FIG. 2 is a cross section taken along line 2-2 of FIG
Asche in der Nähe der Düsen zu vermeiden, hängt Fig. 1.To avoid ash near the nozzles depends on Fig. 1.
von der Geschwindigkeit der Aschebildung ab, die Der Gaserzeuger besitzt einen Außenmantel 1, deron the speed of ash formation, the The gas generator has an outer jacket 1, the
ihrerseits in erster Linie vom Aschegehalt des mit feuerfestem Material 2 ausgekleidet ist. Derin turn, is primarily lined with the ash content of the refractory material 2. Of the
kohlenstoffhaltigen Brennstoffs und vom Durchsatz Herd 3 ist mit einem Austritt 4 zum Austragen dercarbonaceous fuel and throughput stove 3 is with an outlet 4 for discharging the
des Gaserzeugers abhängt. Je höher der Aschegehalt 55 flüssigen Asche versehen. Sechs Düsen, von denenof the gas generator depends. The higher the ash content 55 liquid ash provided. Six nozzles, one of which
und je höher der Durchsatz, um so kürzer sind die drei durch die Zahl 5 und die anderen drei durchand the higher the throughput, the shorter the three through the number 5 and the other three through
maximalen Zeitabstände und umgekehrt. Im allge- die Zahl 6 gekennzeichnet sind, sind mit gleichenmaximum time intervals and vice versa. In general, the number 6 are marked with the same
meinen liegen diese maximalen Zeitabstände im Abständen voneinander so angeordnet, daß sie ober-mean, these maximum time intervals are arranged at intervals from one another in such a way that they
Bereich von 15 Sekunden bis 5 Minuten. halb der Zone, in der sich die flüssige Asche sam-Range from 15 seconds to 5 minutes. half of the zone in which the liquid ash collects
Die Erfindung umfaßt ferner einen Gaserzeuger, fio melt, in den Schacht des Gaserzeugers ragen. Das der sich zur Durchführung des vorstehend beschrie- Vergasungsmittel wird den drei Düsen 5 von einer benen Verfahrens eignet. Dieser Gaserzeuger ist mit Ringleitung 7, die außen um den Gaserzeuger vereiner Vielzahl von Düsen, die um den unteren Teil läuft, und den Düsen 6 von einer ähnlichen Leider Innenwand seines Schachtes verteilt sind, Zu- tang 8 zugeführt. Die Leitungen 7 und 8 erhalten führungsvorrichtungen, mit deren Hilfe das Ver- 65 das Vergasungsmittel von einer Hauptleitung 9, von gasungsmittel gleichzeitig aus einem Teil der Düsen der drei Zweigleitungen 10,11 und 12 abgehen. Die mit einer bestimmten Geschwindigkeit und aus den Zweigleitung 10 steht mit der Ringleitung 7 und die restlichen Düsen mit einer anderen Geschwindigkeit Zweigleitung 12 mit der Ringleitung 8 in Verbin-The invention further comprises a gas generator, fio melt, projecting into the shaft of the gas generator. That which is suitable for carrying out the gasification means described above is the three nozzles 5 of a benen method. This gas generator is supplied with a ring line 7, which is distributed around the outside of the gas generator with a plurality of nozzles that run around the lower part and the nozzles 6 from a similar inner wall of its shaft. The lines 7 and 8 contain guiding devices with the aid of which the gasifying agent 65 exits from a main line 9 and from some of the nozzles of the three branch lines 10, 11 and 12 at the same time. The branch line 12 with a certain speed and from the branch line 10 is connected to the ring line 7 and the remaining nozzles at a different speed with the ring line 8 in connection.
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