DE1551055C

DE1551055C - Waste heat boiler for heating with the corrosive gases of high pressure and high temperature that occur during the pressurized oil gasification

Info

Publication number: DE1551055C
Authority: DE
Inventors: Frohmut 3500 Kassel Vollhardt
Original assignee: Schmidtsche Heissdampf Gesellschaft mbH, 3500 Kasse! Bettenhausen
Publication date: 1971-09-09

Description

1 , 2 1 , 2

Die Erfindung betrifft einen Abhitzekessel zur (Fingerhutrohre), um in dem Ringraum aufwärts zuThe invention relates to a waste heat boiler for (thimble tubes) to in the annulus upwards

Beheizung mit bei der Druckölvergasung anfallenden strömen. Hierbei kühlt sich das Gas ab und kühltHeating with streams arising from the pressurized oil gasification. Here the gas cools down and cools down

korrosiven Gasen hohen Druckes und hoher Tempe- seinerseits das keramische Innenrohr, und damit wirdCorrosive gases of high pressure and high temperature in turn the ceramic inner tube, and thus becomes

ratur aus einem an seinem einen Ende mit einem das in diesem abwärts strömende frische und sehrrature from one at its one end with one that is fresh and very flowing downward in this one

Boden versehenen, den Wasserraum bildenden 5 heiße Gas einer ersten Kühlung unterworfen. DieseBottom provided, the water space forming 5 hot gas subjected to a first cooling. This

Druckmantel und zwei in dessen, von einer Gas- Vorkühlung des frischen Gases bewirkt, daß einePressure jacket and two in it, from a gas pre-cooling of the fresh gas causes one

eintrittshaube überdeckten, anderen Ende mit Ab- unerwünschte Filmverdampfung nicht eintreten kannEntrance hood covered, other end with unwanted film evaporation cannot occur

stand zueinander eingesetzten Rohrböden als Träger und die gefährliche Zone der Schwefeleisenbildungstood to each other inserted tube sheets as a carrier and the dangerous zone of the formation of sulfur iron

von in den Wasserraum eintauchenden Fieldrohren, in den Bereich der keramischen drucklosen Rohreof field pipes immersed in the water space, in the area of the ceramic non-pressurized pipes

deren Innenrohre in dem oberen Rohrboden, diesen io gelegt wird, so daß eine Hochtemperaturkorrosionwhose inner tubes are placed in the upper tube sheet, this io, so that high-temperature corrosion

durchbrechend, und deren unten geschlossene Außen- nicht möglich ist.breaking through, and whose bottom closed outer is not possible.

rohre mit ihrem oberen offenen Ende in dem zweiten ■„ Das in dem besagten Ringraum aufwärtsströmendepipes with their upper open end in the second

Rohrboden, diesen durchbrechend, befestigt sind. Gas tritt am oberen Ende der Außenrohre in den alsTube sheet, this breaking through, are attached. Gas enters the as at the top of the outer tubes

Mit solchen bekannten Einrichtungen ist ein Wendekammer dienenden Raum zwischen dem me-With such known devices, a turning chamber is used between the me-

sicherer und wirtschaftlicher Betrieb zur Erzeugung 15 tallischen Rohrboden und dem oberen keramischensafe and economical operation for the production of 15 metallic tube sheets and the upper ceramic tube sheet

yon Nutzdampf unmittelbar hinter einem Reaktor Rohrboden aus, um hier in die Rauchrohre um-of useful steam immediately behind a reactor tube sheet in order to circulate here in the smoke tubes.

für Druckölvergasung nicht gewährleistet, da dieser gelenkt zu werden. Beim Durchströmen der Rauch-for pressurized oil gasification not guaranteed, as this has to be steered. When flowing through the smoke

mit höchsten gasseitigen Drücken arbeitet, z. B. rohre werden die Gase weiter bis auf etwa 400° Cworks with the highest gas-side pressures, e.g. B. pipes, the gases continue to around 400 ° C

80 atü und mehr; und vor allem, da die Größe der abgekühlt, um dann aus deren Enden, die den Boden80 atmospheres and more; and especially since the size of the cooled, to then take off their ends, which the bottom

zu beherrschenden Heizfiächenbelastungen zu der ao des Druckmantels durchbrechen, in einen dem BodenTo break through to be controlled Heizfiflächenverbindungen to the ao of the pressure jacket, in one of the ground

unbedingt zu vermeidenden Filmverdampfung führt, unterbauten, mit einem Abgasstutzen versehenenFilm evaporation, which must be avoided, leads, substructures, provided with a flue gas nozzle

deren Folge eine Zerstörung des Rohrwandmaterials Gasaustrittsraum abzuströmen. Die keramischenthe consequence of which is a destruction of the pipe wall material, flowing away from the gas outlet space. The ceramic

durch Verzunderung ist. Innenrohre können verschiedene Formen haben. Eineis due to scaling. Inner tubes can be of different shapes. One

Da außerdem das der Beheizung dienende Gas aus vorteilhafte Ausführung kann darin bestehen, daßIn addition, since the gas used for heating from advantageous embodiment can consist in that

dem Reaktor mit Schwefel in Form von H₂S beladen 25 dieselben auf ihrer Außenwand mit Längsrippenthe reactor is loaded with sulfur in the form of H ₂ S and the same on their outer wall with longitudinal ribs

ist, setzt bei Rohrwandtemperaturen ab 350° C eine besetzt sind.is, at pipe wall temperatures from 350 ° C one is occupied.

Hochtemperaturkorrosion ein, die in kürzester Zeit Ein Beispiel des erfindungsgemäßen AbhitzekesselsHigh-temperature corrosion that occurs in a very short time. An example of the waste heat boiler according to the invention

eine Zerstörung des Rohrwandmaterials herbeiführt ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtcausing destruction of the pipe wall material is shown in the drawing. It shows

und einen Wärmetauscher der beschriebenen Bau- F i g. 1 den Abhitzekessel im Mittellängsschnitt undand a heat exchanger of the type described. 1 the waste heat boiler in the center longitudinal section and

weise zum Ausfall bringen muß. 30 F i g. 2 einen Querschnitt durch ein Tauchrohr inmust wisely bring it to failure. 30 Fig. 2 shows a cross section through a dip tube in FIG

Da ferner das Heizgas einen hohen Anteil an der Linie A-B nach Fig. 1.Furthermore, since the heating gas has a high proportion on the line AB according to FIG.

Ruß mit sich führt, muß daher, um eine Selbst- Der Abhitzekessel besteht aus dem den Wasserreinigung der Heizflächenwandungen aufrechtzuer- raum 1 umgebenden Druckmantel 2, dessen unteres halten, eine Mindestmassen-Geschwindigkeit einge- Ende durch den Boden 3 abgeschlossen ist. Das halten werden, da sonst ein aisbaldiges Zusetzen der 35 obere Ende des Druckmantels 2 ist durch den Gas-Rohrheizflächen die Folge ist, wodurch der Wärme- eintrittskopf 4 abgeschlossen. Unter dem Gaseintrittsaustauscher zum Ausfall gebracht wird und die kopf ist ein aus keramischem Werkstoff bestehender Anlage stillgelegt werden muß. Rohrboden. 5 angeordnet. In dem Rohrboden 5 undSoot carries with it, must therefore, in order to self-The waste heat boiler consists of the water purification the heating surface walls upright space 1 surrounding pressure jacket 2, the lower hold, a minimum mass speed is completed by the end of the floor 3. The will hold, otherwise an immediate clogging of the 35 upper end of the pressure jacket 2 is due to the gas-tube heating surfaces the consequence is, whereby the heat inlet head 4 is completed. Under the gas inlet exchanger is brought to failure and the head is made of ceramic material Plant must be shut down. Tube sheet. 5 arranged. In the tube sheet 5 and

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- diesen nach seiner Oberseite durchbrechend, sind steht darin, die Heizflächen eines Abhitzekessels der 40 keramische Rohre 6 befestigt. Mit Abstand unter besagten Bauart, der mit den frischen und heißen dem Rohrboden 5 ist als oberer Abschluß des Gasen aus einem Reaktor für die Druckölvergasung Wasserraumes 1 bzw. des über dem Wasserspiegel betrieben wird, in einem Bereich so auszubilden, daß befindlichen Dampfsammeiraumes 7 ein metallener diese gegen die gefährliche Filmverdampfung und Rohrboden 8 eingezogen. Der Raum zwischen dem die durch Schwefeleisenbildung hervorgerufene 45 Rohrboden 5 und dem Rohrboden 8 dient als Wende-Hochtemperaturkorrosion unempfindlich sind und raum 9. In dem Rohrboden 8 sind die in den Wasserdie Zonen dieser schädlichen Einflüsse gewollt in raum 1 ragenden Außenrohre 10 befestigt. In diese einen hierfür vorgesehenen Heizflächenbereich zu Außenrohre 10 tauchen die keramischen Rohre 6 ein. legen. - - In dem Rohrboden 8 sind außerdem die RauchrohreThe object on which the invention is based is breaking through towards its upper side is in it, the heating surfaces of a waste heat boiler of 40 ceramic tubes 6 attached. By far below said design, which is with the fresh and hot the tube sheet 5 as the upper end of the Gases from a reactor for the pressurized oil gasification water space 1 or above the water level is operated to train in an area that the Dampfsammeiraumes 7 is a metallic one these drawn in against the dangerous film evaporation and tube sheet 8. The space between the the tube sheet 5 and the tube sheet 8 caused by the formation of sulfur iron serve as reversible high-temperature corrosion are insensitive and space 9. In the tube sheet 8, the zones of these damaging influences in the water are deliberately attached to the outer pipes 10 protruding into space 1. In these The ceramic tubes 6 are immersed in a heating surface area provided for this purpose in relation to the outer tubes 10. lay. - - In the tube sheet 8 are also the smoke tubes

Dem Bekannten gegenüber besteht die Erfindung So 11 befestigt, die den Wasserraum 1 durchziehen und darin, daß die Innenrohre sowie der obere Rohr- mit ihrem freien Ende in den Boden 3 des Wasserboden als Träger der Innenrohre aus keramischem raumes 1, diesen nach außen durchbrechend, fest Material bestehen und zusätzlich zu den Fieldrohren sind.Opposite the known there is the invention so 11 attached, which pull through the water space 1 and in that the inner tubes and the upper tube with their free end in the bottom 3 of the water floor as a carrier of the inner tubes made of ceramic space 1, this breaking through to the outside, firmly Material and are in addition to the field tubes.

den Wasserraum durchziehende Rauchrohre vorge- Die Rauchrohre 11 münden in einen Gasaustrittssehen sind, deren Enden jeweils fai dem als Träger 55 raum 12, von dem ein Abgasstutzen 13 ausgeht, der Außenrohre dienenden Rohrboden und im Boden Durch Aufsetzen eines eventuellen keramischen des Druckkessels, diese durchbrechend, befestigt sind. Verlängerungsrohres 14 auf das obere Ende derThe smoke tubes 11 open into a gas outlet view are, the ends of which are each suitable as a support 55 space 12 from which an exhaust pipe 13 extends, the outer tubes serving tube sheet and in the bottom by placing a ceramic of the pressure vessel, these breakthroughs are attached. Extension tube 14 to the upper end of the

Bei einem in erfindungsgemäßer Weise ausgebil- Außenrohre 10 besteht die Möglichkeit, dem aus demWhen in an inventive manner outer tubes 10 there is the possibility that from the

deten Abhitzekessel tritt das frische heiße Gas un- Ringraum 15 zwischen der Außenrohrinnenwand undDeten waste heat boiler, the fresh hot gas enters the annular space 15 between the outer pipe inner wall and

mittelbar aus dem Reaktor über den Gaseintrittskopf 6° der Außenwand des keramischen Rohres 6 in denindirectly from the reactor via the gas inlet head 6 ° of the outer wall of the ceramic tube 6 into the

in den Kesselkopf ein und durchströmt zunächst die Wenderaum 9 strömenden Gas eine Zwangsführunginto the boiler head and first flows through the turning space 9 flowing gas a forced guidance

in dem keramischen oberen Rohrboden festen kera- über den Eintrittsbereich des keramischen Rohres 6'in the ceramic upper tube sheet solid ceramic over the entry area of the ceramic tube 6 '

mischen Innenrohre, die in die in dem metallenen in das Außenrohr 10 hinaus zu geben.mix the inner tubes, which are in the metal in the outer tube 10 out.

Rohrboden festen Außenrohre (Fingerhutrohre) ein- Das keramische Rohr 6 kann verschiedene FormenTube sheet fixed outer tubes (thimble tubes) The ceramic tube 6 can have various shapes

tauchen. Aus dem unteren Ende der keramischen 65 haben, z. B. als glattes Rohr oder mit Rippen besetztdive. From the lower end of the ceramic 65 have e.g. B. as a smooth tube or with ribs

Innenrohre tritt das Gas in den Ringraum zwischen sein oder nach F i g. 2 ausgebildet sein,Inner tubes, the gas enters the annulus between his or her according to FIG. 2 be trained,

der Außenwand derselben und der Innenwand der Die Rauchrohre 11 können selbstverständlich auchthe outer wall of the same and the inner wall of the smoke tubes 11 can of course also

an ihrer Außenwand wassergekühlten Außenrohre als schraubenartig gewundene Rohre ausgebildet sein.on their outer wall water-cooled outer pipes be designed as helically wound pipes.

Claims

Patent claims:

1. Waste heat boiler for heating with the corrosive gases that occur during pressurized oil gasification high pressure and high temperature, from a one end provided with a bottom, the pressure jacket forming the water space and two in it, from a gas inlet hood covered, other end at a distance from each other inserted tube sheet as a carrier of in Field pipes immersed in the water space, their inner pipes in the upper pipe sheet, these breaking through, and the outer tubes closed at the bottom with their upper open end in are attached to the second tube sheet by breaking through it, characterized in that that the inner tubes (6) and the upper tube sheet (5) as a carrier of the inner tubes (6) consist of ceramic material and in addition to the field pipes (6, 10) the water space (1) passing smoke pipes (11) are provided, the end of which is in each case in the as a carrier of the outer pipes (10) serving tube sheet and in the bottom (3) of the pressure vessel, breaking through this, are attached.

2. Waste heat boiler according to claim 1, characterized in that the ceramic inner tubes (6) are occupied with longitudinal ribs on their outer wall (Fig. 2).

3. Waste heat boiler according to claims 1 and 2, characterized in that the bottom (3) penetrating ends of the smoke tubes (11) into a gas outlet space placed on the outside of the base (3) (12) open, to which an exhaust gas nozzle (13) is assigned in a known manner.

1 sheet of drawings