DE202016006668U1

DE202016006668U1 - Apparatus for cooling and purifying a hot gas stream containing solids

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Publication number: DE202016006668U1
Application number: DE202016006668.5U
Authority: DE
Original assignee: Choren Industrietechnik GmbH; Choren Industries GmbH
Current assignee: Choren Industrietechnik GmbH; Choren Industries GmbH
Priority date: 2016-10-29
Filing date: 2016-10-29
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2026-10-30
Also published as: CN208472003U

Abstract

Vorrichtung zur Kühlung und Reinigung eines Feststoffe enthaltenden Heißgasstromes, wobei die Vorrichtung – einen oberen Boden (1), eine zylindrische Druckwand (2) und einen unteren Konusboden (3), – ein im oberen Boden (1) zentral angeordnetes Einlassrohr (4) für den Heißgasstrom (5) und eine im Konusboden (3) zentral angeordnete Feststoffaustragsöffnung (6), – ein axial und zentral angeordnetes Tauchrohr (7), in welches das Einlassrohr (4) mündet, – ein Wasserbad (8) im Konusboden (3), in welches das Tauchrohr (7) mit einem unteren Abschnitt eintaucht, – ein Steigrohr (9), das das Tauchrohr (7) in einem unteren Abschnitt konzentrisch umgibt und sich tiefer in das Wasserbad (8) erstreckt als das Tauchrohr (7), und – eine seitliche Gasauslassöffnung (10) in der Druckwand (2) für den abgekühlten und gereinigten Heißgasstrom aufweist, – wobei das obere Ende des Steigrohres (9) von einer Haube (11) umgeben ist, die oberhalb des Steigrohres (9) gasdicht den Außenumfang des Tauchrohrs (7) umschließt und das Steigrohr (9) am oberen Ende konzentrisch mit einem radialen Abstand umgibt unter Ausbildung eines gasdurchströmbaren Ringraumes (12) zwischen dem Steigrohr (9) und der Haube (11), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ringraum (12) zwischen Steigrohr (9) und Haube (11) ein Leitschaufelkranz zur Erzeugung einer Rotationskomponente im Heißgasstrom angeordnet ist, dessen Leitschaufelbleche (13) in ihrer Breite radial ausgerichtet sind und in ihrer Länge tangential gegen die Längsachse der Vorrichtung geneigt sind.Apparatus for cooling and cleaning a hot gas stream containing solids, the apparatus comprising an upper floor (1), a cylindrical pressure wall (2) and a lower cone floor (3), an inlet pipe (4) centrally arranged in the upper floor (1) the hot gas flow (5) and a solids discharge opening (6) arranged centrally in the cone bottom (3), - an axially and centrally arranged dip tube (7) into which the inlet tube (4) opens, - a water bath (8) in the cone bottom (3) in which the dip tube (7) dips with a lower portion, - a riser pipe (9) which concentrically surrounds the dip tube (7) in a lower portion and extends deeper into the water bath (8) than the dip tube (7), and - a lateral gas outlet opening (10) in the pressure wall (2) for the cooled and purified hot gas flow, - wherein the upper end of the riser pipe (9) by a hood (11) is above the riser pipe (9) gas-tight Außenum fang of the dip tube (7) encloses and concentrically surrounds the riser (9) at the upper end with a radial distance to form a gas-flowable annular space (12) between the riser (9) and the hood (11), characterized in that in the annulus (12) between the riser pipe (9) and hood (11) is arranged a vane ring for generating a rotational component in the hot gas stream whose Leitschaufelbleche (13) are radially aligned in their width and are tangent in length to the longitudinal axis of the device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung und Reinigung eines Feststoffe enthaltenden Heißgasstromes gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Quencheinrichtung zur Kühlung und Reinigung eines Schlacke und Aschepartikel enthaltenden Synthesegasstromes sowie auf eine Vergasungsanlage, die einen Flugstromvergaser und eine solche Quencheinrichtung umfasst.The invention relates to a device for cooling and cleaning a solids-containing hot gas stream according to the preamble of the first claim. More particularly, the invention relates to a quench device for cooling and purifying a synthesis gas stream containing slag and ash particles, and to a gasification plant comprising an entrained flow gasifier and quench device.

In der chemischen Verfahrenstechnik werden Quenchkühler eingesetzt, um Reaktionsgemische schnell abzukühlen, so dass eine Weiterreaktion zu unerwünschten Folgeprodukten unterbunden wird. Ein derartiges Einsatzgebiet für Quencher ist das Vergasen von kohlenstoffhaltigen Stoffen zur Erzeugung von Synthesegas, einer reaktionsfreudigen Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die sich als Zwischenprodukt zur Herstellung einer Vielzahl von chemischen Endprodukten eignet. Die Bildungsreaktionen, bei denen Synthesegas entsteht, laufen bei hohen Temperaturen (1200–1900°C) und Drücken (40–80 bar) ab. Bei einer langsamen Abkühlung würden unerwünschte Nebenreaktionen dominieren, die die Ausbeute an Synthesegas reduzieren. Bei der industriellen Herstellung von Synthesegas werden zerkleinerte kohlenstoffhaltige Brennstoffe, insbesondere Kohle, mit Hilfe von Außenmischbrennern unter Zugabe von Sauerstoff und Wasserdampf als Moderatorgas in der Flammenzone der Brenner teiloxidiert. Dieser Vorgang wird als Vergasung bezeichnet. Vergasungsreaktoren können beispielsweise als Flugstromvergaser, Festbettvergaser oder Schlackebadvergaser ausgebildet sein.In chemical engineering, quench coolers are used to rapidly cool reaction mixtures, so that a further reaction to undesired secondary products is prevented. One such field of use for quenchers is the gasification of carbonaceous materials to produce synthesis gas, a reactive mixture of carbon monoxide and hydrogen, which is useful as an intermediate to make a variety of end-products. The formation reactions, which produce synthesis gas, take place at high temperatures (1200-1900 ° C) and pressures (40-80 bar). With slow cooling, undesirable side reactions that reduce the yield of synthesis gas would dominate. In the industrial production of synthesis gas comminuted carbonaceous fuels, especially coal, partially oxidized by means of external mixers with the addition of oxygen and water vapor as a moderator gas in the flame zone of the burner. This process is called gasification. Gasification reactors can be designed, for example, as entrained flow gasifier, fixed bed gasifier or slag bath gasifier.

In einem Flugstromvergaser sind die Vergasungsbrenner im Kopfbereich eines Reaktionsraumes angeordnet, in deren Flammenbereich die Teiloxidation zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff eingeleitet wird. Die weitere Umsetzung der Reaktanten erfolgt dann in einer Flugwolke, die sich aus der Flammenzone heraus als kontinuierlicher Gasstrom nach unten durch den Reaktionsraum in den Quencher bewegt, wobei die nicht reagierenden Brennstoffanteile als schmelzflüssige Schlacke- und Aschepartikel mit dem Rohsynthesegasstrom mittransportiert und vor der weiteren Verarbeitung des Synthesegases zu chemischen Endprodukten abgetrennt werden müssen.In an entrained-flow gasifier, the gasification burners are arranged in the head region of a reaction space, in the flame region of which the partial oxidation to carbon monoxide and hydrogen is introduced. The further reaction of the reactants is then carried out in a flying cloud which moves out of the flame zone as a continuous gas flow down through the reaction chamber in the quencher, wherein the unreacted fuel components transported as molten slag and ash particles with the Rohsynthesegasstrom and before further processing of the synthesis gas to chemical end products must be separated.

In einem Quencher werden die heißen, mit schmelzflüssigen Reaktionsrückständen beladenen heißen Reaktionsgase zur schnellen Abkühlung in an sich bekannter Weise in Kontakt mit einem Kühlmittel, üblicherweise Wasser, gebracht, wobei dafür das Zerstäuben von Wasser in den Heißgasstrom und/oder das Hindurchleiten der Reaktionsgase durch ein Wasserbad besonders intensiv wirken. Sinnvollerweise wird der ohnehin zur Gaskühlung erforderliche Wasserkontakt gleichzeitig auch zur Feststoffabtrennung aus dem Gasstrom genutzt. Nach der Abkühlung der Reaktionsgase und der schmelzflüssigen Reaktionsrückstände bis unter den Schlackeschmelzpunkt kann ein großer Teil der Feststoffe noch innerhalb des Quenchers mit den bekannten Mitteln zur mechanischen Gaswäsche abgetrennt werden. Flugstromvergaser werden im Allgemeinen zur schnellen Abkühlung der Reaktanten in einer baulichen Down-Stream-Einheit mit dem Quencher konzipiert, wobei die Feststoff beladenen Reaktionsgase direkt in den Quencher eingeleitet werden. Die Verhinderung des Absetzens von Schlacken und Asche auf den Oberflächen innerhalb der Quencher, die Kontakt mit dem Reaktionsgasstrom haben, gehört dabei zu den schwierigen Themen, die beim Anlagenengineering zu berücksichtigen sind.In a quencher, the hot, loaded with molten reaction residues hot reaction gases for rapid cooling in a conventional manner in contact with a coolant, usually water, brought for this purpose, the sputtering of water in the hot gas stream and / or passing the reaction gases through a Water bath have a particularly intense effect. It makes sense to use the water contact required anyway for gas cooling at the same time also for separating solids from the gas stream. After cooling the reaction gases and the molten reaction residues to below the slag melting point, a large part of the solids can still be separated within the quencher with the known means for mechanical gas scrubbing. Run-off gasifiers are generally designed to rapidly quench the reactants in a down-stream structural unit, with the solid laden reaction gases being introduced directly into the quencher. Preventing the deposition of slag and ash on the surfaces within the quencher that are in contact with the reaction gas stream is one of the difficult issues to consider in plant engineering.

Für eine zweckmäßige Gestaltung der Quencheinrichtungen ist eine Vielzahl von Lösungen bekannt. Die am häufigsten angewandten Lösungen konzentrieren sich auf die Erzeugung von schützenden Wasserfilmen auf den gefährdeten Oberflächen und die schnelle Abkühlung der Heißgase unter den Schlackeschmelzpunkt.For a convenient design of quenching a variety of solutions is known. The most commonly used solutions focus on the production of protective water films on the vulnerable surfaces and the rapid cooling of the hot gases below the slag melting point.

In der WO 2012/034700 A2 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung eines Schlacke haltigen Heißgasstromes beschrieben, wobei das Heißgas in einem Tauchrohrquencher in einer ersten Zone in Kontakt mit einem Kühlmittelfilm auf der Innenwand eines Tauchrohres und in einer zweiten Zone in Kontakt mit einem in den Tauchrohrquerschnitt hinein zerstäubten Kühlmittel gebracht wird, in einer dritten Zone ein Kühlmittelbad durchströmt und in einer vierten Zone erneut in Kontakt mit einem zerstäubten Kühlmittel gebracht wird. Das Tauchrohr kann optional doppelwandig mit einer Innenkühlung ausgeführt sein.In the WO 2012/034700 A2 An apparatus and method for treating a slag-containing hot gas stream is described wherein the hot gas in a dip tube quencher in a first zone in contact with a coolant film on the inner wall of a dip tube and in a second zone in contact with an atomized in the dip tube cross-section coolant is passed through in a third zone, a coolant bath and is brought in a fourth zone again in contact with an atomized coolant. The dip tube can optionally be double-walled with internal cooling.

Aus der CN 204 097 417 U ist eine Kohlevergasungseinrichtung, bestehend aus einem Kohlevergaser und einem sich anschließenden Tauchrohrquencher bekannt, wobei in üblicher Bauweise Vergaser und Quencher in einem gemeinsamen Druckmantel untergebracht sind. Das Rohsynthesegas strömt aus dem Vergaser in ein innengekühltes doppelwandiges Tauchrohr, in dem das Synthesegas und die Feststoffpartikel unter den Schlackeschmelzpunkt abgekühlt werden. Beim anschließenden Hindurchleiten durch ein Wasserbad wird ein großer Teil des Feststoffes abgetrennt. Das Synthesegas steigt in Blasen in einem Ringraum zwischen dem Tauchrohr und einem das Tauchrohr konzentrisch umgebenden Steigrohr auf und wird an einer Haube, die das Steigrohr am oberen Ende in einem Abstand umschließt, nach unten umgelenkt in einen Ringraum zwischen der Haube und dem Steigrohr. In dem Ringraum ist ein axial gewendeltes Leitblech angeordnet, das dem hindurch strömenden Synthesegas eine Drall- bzw. Wirbelströmung aufprägt. Infolge der Zentrifugalkraft werden die noch im Gas mittransportierten Feststoffpartikel nach außen beschleunigt, so dass sie noch innerhalb der Haube oder unmittelbar danach an der Außenwand abgeschieden werden und nach unten in das Wasserbad des Quenchers absinken. Das Steigrohr gemäß CN 204 097 417 U ist mit radialen Streben an der Druckwand befestigt.From the CN 204 097 417 U is a coal gasification, consisting of a coal gasifier and a subsequent Tauchrohrquencher known, with carburetor and quencher are housed in a common pressure jacket in the usual design. The raw synthesis gas flows from the gasifier into an internally cooled double-walled dip tube, in which the synthesis gas and the solid particles are cooled below the slag melting point. During the subsequent passage through a water bath, a large part of the solid is separated off. The synthesis gas bubbles up in an annulus between the dip tube and a riser pipe concentrically surrounding the dip tube, and is deflected downwardly into a annulus between the dome and the riser on a dome which encloses the riser at a distance at the top. In the annulus is an axially coiled baffle arranged, which imparts a swirling or vortex flow to the synthesis gas flowing therethrough. As a result of the centrifugal force, the solid particles still transported in the gas are accelerated to the outside, so that they are still deposited within the hood or immediately afterwards on the outer wall and sink down into the quench water bath. The riser according to CN 204 097 417 U is attached to the pressure wall with radial struts.

Nachteilig an dieser Lösung ist es, dass das spiralförmige Strömungsleitblech einen hohen Druckverlust erzeugt und in dem engen Strömungsquerschnitt eine Verstopfungsgefahr besteht.The disadvantage of this solution is that the spiral flow baffle creates a high pressure loss and there is a risk of clogging in the narrow flow cross section.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine weitere, strömungstechnisch verbesserte Lösung für die Feststoffabtrennung aus dem abgekühlten Gasstrom in einem Tauchrohrquencher vorzuschlagen.The invention is therefore based on the object to propose a further, fluidically improved solution for the solids separation from the cooled gas stream in a Tauchrohrquencher.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des ersten Anspruchs oder eine Vergasungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9.According to the invention the object is achieved by a device having the features of the first claim or a gasification plant with the features of claim 10. Further developments of the device are the subject of the dependent claims 2 to 9.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass in einem vom Synthesegas durchströmten Ringraum zwischen einem Steigrohr und einer den Gasstrom nach unten umlenkenden Haube ein Leitschaufelkranz zur Erzeugung einer Rotationskomponente im Gasstrom angeordnet ist, dessen Leitschaufelbleche in ihrer Breite radial ausgerichtet und in ihrer Länge tangential gegen die Längsachse der Vorrichtung geneigt sind.The device according to the invention is characterized in that in a flowed through by the synthesis gas annulus between a riser and the gas flow deflecting down hood a vane ring for generating a rotational component in the gas flow is arranged, the Leitschaufelbleche radially oriented in their width and tangential in their length the longitudinal axis of the device are inclined.

Die Vorteile der vorgeschlagenen Lösung bestehen darin, dass mit Hilfe des Leitschaufelkranzes in der Haube der axiale Synthesegasstrom eine Drall- bzw. tangentiale Strömungskomponente erhält, in der Feststoffe unter Radialkrafteinfluss nach außen beschleunigt werden und sich an der Innenwand der Vorrichtung ablagern, bevor das abgekühlte Synthesegas die Vorrichtung verlässt. Damit wird ein zusätzlicher Effekt zur Feststoffabtrennung genutzt, so dass der Trenngrad gegenüber einfachen Quenchern, in denen lediglich der Wascheffekt zur Feststoffabtrennung genutzt wird, verbessert werden kann. Gegenüber der beschriebenen Quencheinrichtung gemäß CN 204 097 417 U hat die vorgeschlagene Lösung die Vorteile, dass die Mittel zur Drallerzeugung einfacher in der Herstellung und Montage und weniger anfällig gegenüber Schlackeanhaftungen bis hin zur Verstopfung des Gasweges sind und darüber hinaus einen geringeren Druckverlust verursachen. Durch die Formgebung der Leitschaufeln mit ihrer zunehmenden Neigung zur axialen Strömungsrichtung wird eine verwirbelungsarme Drallerzeugung gewährleistet, wobei die mehrfache Abwinkelung der Leitschaufelbleche eine kostensparende Formgebungsvariante darstellt. Zur Vermeidung unerwünschter Feststoffablagerungen entlang der Gasströmungswege, die durch Unstetigkeiten in den Strömungsgeschwindigkeiten entstehen könnten, weisen die Strömungswege für das Synthesegas weitgehend konstante Querschnitte auf. Dementsprechend sind die Strömungsquerschnitte beispielsweise innerhalb des Steigrohres, in dem das Synthesegas beim Verlassen des Wasserbades aufsteigt und in der anschließenden konischen Umlenkhaube, in welcher der Leitschaufelkranz angeordnet ist, betragsmäßig gleich groß und auch am Gasauslass sind konstante Strömungsquerschnitte bei der Einströmöffnung des Gasauslasskastens und der Gasauslassöffnung in der Quencherwand vorgesehen. Mit der Anordnung eines Gasauslasskastens, der eine radial von der Druckwand beabstandete Einströmöffnung auf der Lee-Seite aufweist, wird ein neues Mittel eingesetzt, mit welchem das Mitreißen von bereits aus der Rohgasströmung abgetrennten Feststoffpartikeln im wandnahen Bereich beim Verlassen des Quenchers wirksam verhindert wird. Störende Ablagerungen auf dem Gasauslasskasten werden in vorteilhafter Weise dadurch verhindert, dass der Gasauslasskasten bis zum oberen Boden verlängert ist. Mit einer axialen und radialen Fixierung des Steigrohres durch radiale Spannelemente und einen Gleitring zur konzentrischen Führung des innenliegenden Tauchrohres sowie durch anpassbare axiale Stützen wird eine montagefreundliche Lagerung von Tauch- und Steigrohr gewährleistet, wobei die Lagerungsmittel darüber hinaus wegen ihrer geringen Querschnitte in Gasströmungsrichtung nur geringe Turbulenzen im Gasstrom erzeugen.The advantages of the proposed solution are that with the help of the vane ring in the hood, the axial synthesis gas stream receives a swirl or tangential flow component in which solids are accelerated outward under the influence of radial force and deposit on the inner wall of the device before the cooled synthesis gas the device leaves. Thus, an additional effect for solids separation is used, so that the degree of separation compared to simple quenchers, in which only the washing effect is used for solids separation, can be improved. Compared to the described quench device according to CN 204 097 417 U The proposed solution has the advantages that the means for swirl generation are easier to manufacture and assemble and less prone to slag adhesions to the clogging of the gas path and also cause a lower pressure drop. The shaping of the guide vanes with their increasing inclination to the axial flow direction ensures a low swirl generation of swirl, wherein the multiple angling of the guide vanes represents a cost-saving design variant. To avoid unwanted solid deposits along the gas flow paths, which could be caused by discontinuities in the flow rates, the flow paths for the synthesis gas largely constant cross-sections. Accordingly, the flow cross sections, for example, within the riser, in which the synthesis gas rises on leaving the water bath and in the subsequent conical Umlenkhaube in which the vane ring is arranged, the same size and at the gas outlet are constant flow cross sections at the inlet of the gas outlet box and the gas outlet provided in the quencher wall. With the arrangement of a gas outlet box, which has a radially spaced from the pressure wall inlet opening on the lee side, a new means is used with which the entrainment of already separated from the raw gas flow solid particles in the near wall region is effectively prevented when leaving the quencher. Disturbing deposits on the gas outlet box are advantageously prevented by the fact that the gas outlet box is extended to the upper floor. With an axial and radial fixation of the riser by radial clamping elements and a sliding ring for concentric guidance of the inner dip tube and adjustable axial supports a mounting-friendly storage of dip and riser is ensured, the storage means beyond because of their small cross-sections in the gas flow direction only slight turbulence generate in the gas stream.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der vorgeschlagenen Vorrichtung zur Behandlung eines Heißgasstromes aus einem Flugstromreaktor zur Kohlevergasung.Particularly advantageous is the use of the proposed device for treating a hot gas stream from a fly-flow reactor for coal gasification.

Im Folgenden soll die Erfindung deshalb am Beispiel eines Tauchrohrquenchers für die Kohlevergasung erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen stellen dabei dar:In the following, the invention will therefore be explained using the example of a Tauchrohrquenchers for coal gasification. The accompanying drawings represent:

1: eine Seitenschnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung eines Heißgasstromes 1 : A side sectional view of the device according to the invention for the treatment of a hot gas stream

2: Seitenansicht des Leitschaufelkranzes und Ansicht von oben 2 : Side view of the vane wreath and view from above

3: Vorder- und Seitenansicht des Gasauslasskastens 3 : Front and side view of the gas outlet box

4: Ansicht der Tauch- und Steigrohrlagerung von oben 4 : View of diving and riser storage from above

Gemäß 1 weist die Vorrichtung zur Kühlung und Reinigung des Feststoffe enthaltenden Heißgasstromes einen oberen Boden 1, eine zylindrische Druckwand 2 und einen unteren Konusboden 3 auf. Im oberen Boden 1 ist ein Einlassrohr 4 für den Heißgasstrom 5 zentral angeordnet. Im Konusboden 3 befindet sich ein Wasserbad 8 mit zentraler Feststoffaustragsöffnung 6 in der Konusspitze. According to 1 For example, the apparatus for cooling and purifying the solids-containing hot gas stream has an upper floor 1 , a cylindrical pressure wall 2 and a lower cone bottom 3 on. In the upper floor 1 is an inlet pipe 4 for the hot gas stream 5 centrally located. In the cone bottom 3 there is a water bath 8th with central solids discharge opening 6 in the cone top.

Das Einlassrohr 4 für den Schlacke und Asche mitführenden Heißgasstrom 5 mündet mit einer Schlackeabtropfkante konzentrisch innerhalb des oberen Abschnittes eines axial und zentral angeordneten Tauchrohres 7. Der Durchmesser des Tauchrohres 7 kann das Zwei- bis Fünffache des Durchmessers des Einlassrohres 4 betragen. Das Tauchrohr 7 ist hängend am Boden 1 gelagert. Falls das Tauchrohr 7 einen bekannten Quenchring zur Wasserzuführung in den Heißgasstrom am oberen Ende aufweist, der zumindest einen umlaufenden Wasserkanal umfasst und fest am Tauchrohr angeordnet ist, kann das Tauchrohr alternativ mittelbar über den Quenchring mit dem Boden 1 verbunden sein. Mit seinem unteren Abschnitt taucht das Tauchrohr in ein Wasserbad 8 im Konusboden 3 ein. Zur Niveauregulierung des Wasserbades 8 weist der Druckmantel der Vorrichtung Wanddurchführungen für einen (bekannten und daher nicht dargestellten) Wasserzulauf und Wasserablauf auf, mit denen die für eine Tauchquenchung erforderliche Wasserspiegelhöhe regelbar ist. Das Tauchrohr 7 kann zum Schutz vor dem heißen Reaktionsgasstrom zumindest in seinem oberen Abschnitt mit einem innengekühlten Doppelmantel 20 ausgestattet sein. Dazu besitzt der Doppelmantel 20 ebenfalls in bekannter Weise einen unteren Kühlwasserzulauf und am oberen Ende einen Kühlwasserablauf (nicht dargestellt).The inlet pipe 4 for the slag and ash carrying hot gas stream 5 opens with a Schlackeabtropfkante concentrically within the upper portion of an axially and centrally arranged dip tube 7 , The diameter of the dip tube 7 can be two to five times the diameter of the inlet pipe 4 be. The dip tube 7 is hanging on the ground 1 stored. If the dip tube 7 a known quench ring for supplying water into the hot gas stream at the upper end, which comprises at least one circumferential water channel and is fixedly arranged on the dip tube, the dip tube may alternatively indirectly via the quench ring to the ground 1 be connected. With its lower section, the dip tube dips into a water bath 8th in the cone bottom 3 one. For level control of the water bath 8th has the pressure jacket of the device wall penetrations for a (known and therefore not shown) water inlet and drainage, with which the required water level height for a Tauchquenchung is adjustable. The dip tube 7 can protect against the hot reaction gas stream at least in its upper portion with an internally cooled double jacket 20 be equipped. This has the double jacket 20 also in a known manner a lower cooling water inlet and at the top of a cooling water drain (not shown).

Zur Verbesserung des Schutzes des Tauchrohres vor aggressiven Reaktionsgasen und schmelzflüssiger Schlacke können eine oder mehrere von dafür bekannten Wasserfilmerzeugungseinrichtungen im Gaseintrittsbereich des Tauchrohres 7 vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines separat mit Kühlwasser gespeisten Quenchrings mit Wasserüberlaufkante oder diskreten, über den Umfang verteilten Austrittsöffnungen 21 in der Tauchrohrinnenwand. Das auf der Tauchrohrinnenwand nach unten abfließende Wasser soll auf deren Oberfläche einen möglichst geschlossenen Wasserfilm ausbilden, der die Anlagerung von Feststoffen verhindert. Eine vorteilhafte Ausführungsform kombiniert die Innenkühlung des Tauchrohres 7 mit der Wasserfilmerzeugung auf der Tauchrohrinnenwand und weist anstelle des Kühlwasserablaufes am Doppelmantel 20 einen Kühlwasserüberlauf am oberen Tauchrohrende oder die Austrittsöffnungen 21 in der Tauchrohrinnenwand auf, durch die das im Tauchrohr 7 aufsteigende Kühlwasser auf die Tauchrohrinnenwand ausfließen kann.To improve the protection of the dip tube from aggressive reaction gases and molten slag one or more of known water film generating means in the gas inlet region of the dip tube 7 be provided, for example in the form of a separately fed with cooling water quench ring with water overflow edge or discrete, distributed over the circumference outlet openings 21 in the dip tube inner wall. The water flowing downwards on the immersion tube inner wall should form on the surface thereof a water film which is as closed as possible and which prevents the accumulation of solids. An advantageous embodiment combines the internal cooling of the dip tube 7 with the Wasserfilmerzeugung on the dip tube inner wall and has instead of the cooling water drain on the double jacket 20 a cooling water overflow at the upper dip tube end or the outlet openings 21 in the dip tube inner wall, through which in the dip tube 7 ascending cooling water can flow out to the dip tube inner wall.

Zur Intensivierung der Gaskühlung können optional übliche Zerstäubungsdüsen (nicht dargestellt) für Quenchwasser entlang des Tauchrohrinnenumfanges verteilt und in einer oder mehreren Ebenen im Tauchrohrmantel angeordnet sein, wobei das Quenchwasser radial in den Heißgasstrom einsprühbar ist.To intensify the gas cooling, optionally customary atomizing nozzles (not shown) for quench water can be distributed along the immersion tube inner circumference and arranged in one or more levels in the dip tube jacket, wherein the quench water can be sprayed radially into the hot gas stream.

Ein Steigrohr 9 umgibt konzentrisch das Tauchrohr 7 in einem unteren Abschnitt und erstreckt sich tiefer in das Wasserbad 8 als das Tauchrohr 7. Das obere Ende des Steigrohres 9 ist zur Umlenkung des Gasstromes von einer ringförmigen Haube 11 umgeben, die oberhalb des Steigrohres 9 gasdicht den Außenumfang des Tauchrohrs 7 umschließt und das Steigrohr 9 am oberen Ende konzentrisch mit einem radialen Abstand umgibt unter Ausbildung eines Ringraumes 12 zwischen Steigrohr 9 und Haube 11. Die Ringräume zwischen Tauchrohr 7 und Steigrohr 9 und zwischen Steigrohr 9 und Haube 11 besitzen betragsmäßig den gleichen Strömungsquerschnitt. Die Haube 11 verjüngt sich in einer bevorzugten Ausführungsform über dem Steigrohr 9 konusförmig nach oben bis zum Tauchrohr 7.A riser 9 concentrically surrounds the dip tube 7 in a lower section and extends deeper into the water bath 8th as the dip tube 7 , The upper end of the riser 9 is for deflecting the gas flow from an annular hood 11 Surrounded above the riser 9 gastight the outer circumference of the dip tube 7 encloses and the riser 9 at the upper end concentrically surrounds with a radial distance to form an annular space 12 between riser 9 and hood 11 , The annular spaces between dip tube 7 and riser 9 and between riser 9 and hood 11 have the same flow cross-section in terms of amount. The hood 11 in a preferred embodiment, it tapers over the riser 9 cone-shaped up to the dip tube 7 ,

In dem Ringraum 12 zwischen Steigrohr 9 und Haube 11 ist nun erfindungsgemäß ein Leitschaufelkranz zur Erzeugung einer Rotationskomponente im Gasstrom angeordnet, wobei dessen Leitschaufelbleche 13 in ihrer Breite annähernd radial ausgerichtet sind und in ihrer Länge tangential gegen die Längsachse der Vorrichtung geneigt sind (2). Die Leitschaufelbleche 13 sind in Längsrichtung aus mehreren Teilflächen mit zunehmender Neigung, beispielsweise 30°, 45° und 60°, gegen die Längsachse der Vorrichtung zusammengesetzt. Dies kann beispielsweise durch mehrfache Biegeverformung von geraden Blechen oder Schweißverbindung von mehreren ebenen Teilflächen erfolgen. Eine geringe Schrägstellung der Leitschaufelbleche 13 gegen die radiale Richtung an den Oberkanten ergibt sich aus der Anpassung an den Krümmungsradius des Tauchrohres 7 während der Montage der Leitschaufeln. Die Anzahl der Leitschaufelbleche 13 ist von deren Abstand und vom Tauchrohrumfang abhängig, wobei bestimmte Verhältnisse zwischen Leitschaufellänge und Leitschaufelabstand, beispielsweise 2 bis 5, als vorteilhaft betrachtet werden. Auch strömungstechnisch vorteilhafte Leitschaufelformen mit kontinuierlicher Krümmung oder mit einem zusätzlichen Anstellwinkel zur radialen Ausrichtung entsprechen dem erfinderischen Grundgedanken, sofern der Drall erzeugende tangentiale Neigungswinkel zur Vorrichtungslängsachse realisiert ist.In the annulus 12 between riser 9 and hood 11 Now according to the invention a vane ring for generating a rotational component in the gas stream is arranged, wherein the guide vane plates 13 are approximately radially aligned in their width and are tangent in their length to the longitudinal axis of the device ( 2 ). The vane plates 13 are composed in the longitudinal direction of several partial surfaces with increasing inclination, for example 30 °, 45 ° and 60 °, against the longitudinal axis of the device. This can be done, for example, by multiple bending deformation of straight sheets or welded joint of several flat partial surfaces. A slight inclination of the guide vanes 13 against the radial direction at the upper edges results from the adaptation to the radius of curvature of the dip tube 7 during the assembly of the vanes. The number of vane plates 13 is dependent on their distance and the dip tube circumference, with certain ratios between the blade length and vane spacing, for example 2 to 5, are considered advantageous. Also fluidically advantageous guide vane shapes with continuous curvature or with an additional angle of attack for radial alignment correspond to the inventive idea, provided that the swirl-producing tangential angle of inclination is realized to the device longitudinal axis.

Eine Gasauslassöffnung 10 für abgekühltes und vorgereinigtes Heißgas ist vorzugsweise oberhalb der Oberkante des Steigrohres 9 seitlich in der Druckwand 2 vorgesehen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mehr als eine Gasauslassöffnung 10 aufweist. Sind zwei oder mehr Rohgasauslässe vorgesehen, so können diese auf verschiedenen Höhen in der Druckwand 2 angeordnet sein.A gas outlet 10 for cooled and pre-cleaned hot gas is preferably above the upper edge of the riser 9 laterally in the pressure wall 2 intended. It can also be provided be that the device has more than one gas outlet 10 having. If two or more raw gas outlets are provided, they may be at different heights in the pressure wall 2 be arranged.

Vor der Gasauslassöffnung 10 ist ein Gasauslasskasten 14 (3) angeordnet mit einer Einströmöffnung 15 auf der vom rotierenden Gasstrom nicht angeströmten Seite, wobei die Einströmöffnung 15 in einem Abstand von der Druckwand 2 angeordnet ist und einen annähernd gleichgroßen Strömungsquerschnitt aufweist wie die Gasauslassöffnung 10. Der Gasauslasskasten 14 weist eine quaderförmige Grundform auf und erstreckt sich bis zum oberen Boden 1 und ist gasdicht mit dem oberen Boden 1 und der Druckwand 2 verbunden, beispielsweise verschweißt. In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Gasauslasskasten 14 eine Einströmöffnung 15, deren Breite/Höhe-Verhältnis weniger als 0,5 beträgt, und eine horizontale Querschnittserweiterung bis auf die Breite der kreisförmigen Gasauslassöffnung 10. Zur strömungstechnischen Optimierung des Gasauslasskastens 14 bzgl. seiner Umströmungseigenschaften sind Abweichungen von den ebenen Seitenflächen auf der Anströmseite im Rahmen verhältnismäßiger Fertigungskosten vorteilhaft. Zwecks Ableitung von Wasserniederschlägen aus dem Gasauslasskasten 14 ist dessen Boden mit einem radialen Gefälle nach innen ausgestattet, so dass Niederschlagswasser und ggfs. darin enthaltener Feststoff zur Einströmöffnung 15 und in das Wasserbad 8 abfließen können. Falls zwei oder mehrere Rohgasauslässe 10 auf verschiedenen Höhen im oberen Bereich des Quenchers angeordnet sind, sind die Strömungsquerschnitte der Gasauslasskästen 14 entsprechend reduzierbar. Anstelle eines Gasauslasskastens 14 kann alternativ auch ein kurzes Rohrstück bzw. ein Ring von der Größe der Gasauslassöffnung 10 an der Gasauslassöffnung 10 angeordnet sein, das/der den Gasaustritt gegenüber der wandnahen Gasströmung und den darin angereicherten Feststoffen abschirmt.In front of the gas outlet 10 is a gas outlet box 14 ( 3 ) arranged with an inflow opening 15 on the not flowed by the rotating gas flow side, wherein the inflow opening 15 at a distance from the pressure wall 2 is arranged and has an approximately equal flow cross-section as the gas outlet opening 10 , The gas outlet box 14 has a cuboid basic shape and extends to the upper floor 1 and is gas-tight with the upper floor 1 and the pressure wall 2 connected, for example, welded. In a preferred embodiment, the gas outlet box has 14 an inflow opening 15 , whose width / height ratio is less than 0.5, and a horizontal cross-sectional widening to the width of the circular gas outlet opening 10 , For fluidic optimization of the gas outlet box 14 With respect to its Umströmungseigenschaften deviations from the flat side surfaces on the upstream side in the context of relative manufacturing costs are advantageous. For discharging water precipitates from the gas outlet box 14 its bottom is equipped with a radial gradient inwards, so that rain water and possibly contained therein solid to the inlet opening 15 and in the water bath 8th can drain away. If two or more raw gas outlets 10 are arranged at different heights in the upper region of the quencher, the flow cross sections of the gas outlet boxes 14 correspondingly reducible. Instead of a gas outlet box 14 may alternatively also a short piece of pipe or a ring of the size of the gas outlet opening 10 at the gas outlet 10 be arranged, which shields the gas outlet from the near-wall gas flow and the enriched solids therein.

Das Steigrohr 9 ist mit mindestens 6 Zugspannmitteln 16 an der Druckwand 2 radial fixiert (4). Zugspannmittel 16 sind beispielsweise Gewindestangen mit Spannmutter, die paarweise in einem horizontalen Winkel zueinander zwischen Steigrohr 9 und Druckwand 2 angeordnet sind, um die vom Leitschaufelkranz erzeugten tangentialen Reaktionskräfte zu kompensieren. Alternativ können Seile oder Ketten anstelle der Gewindestangen zum Einsatz kommen. Die Zugspannmittel 16 tolerieren eine gewisse vertikale, thermisch bedingte Längenänderung des Steigrohrs 9, wofür die Zugspannmittel 16 an beiden Seiten (am Steigrohr 9 und an der Druckwand 2) zweckmäßig mittels Ösen und Bolzen befestigt sind. Zur konzentrischen Lagerung des Tauchrohres 7 im Steigrohr 9 sind am Steigrohr 9 mindestens 3 radiale Stege 18 im Winkel von 120° zueinander fest angeordnet, die ein Ringblech 17 tragen, welches konzentrisch das Tauchrohr 7 umschließt. Zwischen dem Ringblech 17 und dem Tauchrohr 7 ist ein schmaler Luftspalt vorhanden, der thermisch bedingte vertikale Relativbewegungen zwischen Tauchrohr 7 und Steigrohr 9 ermöglicht. Anstelle eines geschlossenen Ringbleches 17 können ebenso Ringsegmente zum Einsatz kommen, die jeweils mit zwei radialen Stegen 18 am Steigrohr 9 fest angeordnet sind. Eine bevorzugte Ausführungsform zur Tolerierung von Formabweichungen des Tauchrohres 7 besteht aus einer Tauchrohrführung mit drei Ringsegmenten, die mit insgesamt sechs Stegen mit angepassten Längen am Steigrohr 9 gelagert sind. Das Steigrohr 9 kann anstelle der Zugspannmittel 16 auch analog zur Tauchrohrzentrierung in einem Ring oder in Ringsegmenten, der/die über radiale Stege mit der Druckwand 2 verbunden ist/sind, vertikal gleitend geführt sein. Das Steigrohr 9 ist zweckmäßig mit höhenvariabel anbringbaren axialen Stützen 19, die an der Unterkante des Steigrohres 9 angreifen, auf dem Konusboden 3 gelagert. Die stabförmigen Stützen 19 weisen in einer bevorzugten Ausführungsform gabelförmige bzw. geschlitzte Aufnahmen für das Steigrohr 9 auf. Dadurch ist es möglich, das Steigrohr 9 zunächst in den Aufnahmen exakt vertikal auszurichten und danach das Steigrohr 9 in den Aufnahmen mit den Stützen 19 zu verschweißen. Die Lagerung der Stützen 19 auf dem Konusboden 3 erfolgt am Einfachsten in üblicher Weise auf eingeschweißten Fußblechen. Für die vorgeschlagene Lösung ist es unerheblich, in welchem Winkel zur Längsachse der Vorrichtung die Stützen 19 vom Steigrohr 9 ausgehend zum Konusboden 3 verlaufen.The riser 9 is with at least 6 Zugspannmitteln 16 on the pressure wall 2 radially fixed ( 4 ). Zugspannmittel 16 For example, threaded rods with clamping nut, the pairs in a horizontal angle to each other between riser 9 and pressure wall 2 are arranged to compensate for the tangential reaction forces generated by the vane ring. Alternatively, ropes or chains can be used instead of the threaded rods. The tension means 16 tolerate a certain vertical, thermally induced change in length of the riser 9 What the tension means 16 on both sides (on the riser 9 and on the pressure wall 2 ) are suitably fastened by means of eyelets and bolts. For concentric storage of the dip tube 7 in the riser 9 are on the riser 9 at least 3 radial webs 18 fixed at an angle of 120 ° to each other, which is a ring plate 17 carry which concentric the dip tube 7 encloses. Between the ring plate 17 and the dip tube 7 is a narrow air gap, the thermally induced vertical relative movements between dip tube 7 and riser 9 allows. Instead of a closed ring plate 17 can also ring segments are used, each with two radial webs 18 on the riser 9 are fixed. A preferred embodiment for tolerating deviations in shape of the dip tube 7 consists of a dip tube guide with three ring segments, with a total of six bars with adapted lengths on the riser 9 are stored. The riser 9 can instead of the tensile means 16 also analogously to Tauchrohrzentrierung in a ring or in ring segments, the / via radial webs with the pressure wall 2 connected is / are vertically slidably guided. The riser 9 is appropriate with height-adjustable attachable axial supports 19 at the lower edge of the riser 9 attack, on the cone bottom 3 stored. The rod-shaped supports 19 have in a preferred embodiment forked or slotted shots for the riser 9 on. This makes it possible for the riser 9 first align exactly vertical in the images and then the riser 9 in the pictures with the supports 19 to weld. The storage of the supports 19 on the cone bottom 3 is most easily done in the usual way on welded Fußblechen. For the proposed solution, it does not matter at what angle to the longitudinal axis of the device, the supports 19 from the riser 9 starting to the cone bottom 3 run.

Eine Vergasungsanlage, in der eine vorstehend beschriebene Vorrichtung einsetzbar ist, umfasst einen Flugstromvergaser zur Erzeugung von Synthesegas und eine Quencheinrichtung, die dem Flugstromvergaser stromabwärts nachgeordnet ist, wobei der Synthesegasaustritt des Flugstromvergasers, gebildet durch eine zentrale Öffnung in einem als Schlackeablauf bezeichneten konusförmigen Boden der Reaktionskammer, mit dem Einlassrohr 4 für den Heißgasstrom 5 konzentrisch verbunden ist.A gasification plant employing a device as described above includes an entrained flow gasifier for producing synthesis gas and a quench downstream of the entrained flow gasifier, the synthesis gas exit of the entrained flow gasifier formed by a central orifice in a conical bottom of the reaction chamber called a slag outlet , with the inlet pipe 4 for the hot gas stream 5 is concentrically connected.

Zur Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung:
Der schlacke- und aschehaltige Heißgasstrom 5 aus der vorgeschalteten Reaktionskammer des Vergasers wird zunächst durch das Einlassrohr 4 vertikal nach unten in das Tauchrohr 7 geleitet. Darin erfolgt eine Vorkühlung des zugeführten Heißgasstromes 5 im Kontakt mit dem Wasserfilm, der an der Innenwandfläche des Tauchrohrs 7 erzeugt wird. Der Wandfilm schützt die Tauchrohrinnenwand vor aggressiven Gasen und fest anhaftenden Ablagerungen von Schlacke und bewirkt auch einen verbesserten Abtransport der abgeschiedenen Schlackepartikel in das Wasserbad 8. Sind Quenchdüsen im Tauchrohr 7 vorhanden, so erfolgt durch die Dispergierung von Wasser und dessen Verdampfung im Heißgasstrom 5 eine intensive Abkühlung des Gases (Flashquench) und der mittransportierten Schlackepartikel unter den Schlackeschmelzpunkt, wobei die Schlacke zumindest oberflächlich erstarrt und nicht mehr zu Anhaftungen auf den gasstromführenden Wandflächen neigt. Der vorgekühlte Gasstrom wird im Tauchrohr 7 zusammen mit den erstarrten Schlackepartikeln in das Wasserbad 8 eingeleitet und und steigt anschließend in einen zwischen Tauchrohr 7 und Steigrohr 9 gebildeten Ringraum nach oben. Im Wasserbad 8 sinkt die aus dem Gas abgetrennte Schlacke und Asche nach dem Prinzip der Dichtetrennung im Schwerkraftfeld ab. Der Konusboden 3 oder auch ein zusätzlicher Innenkonus leitet die erstarrten Schlacke- und Ascheagglomerate einem Schlackeabzug (Feststoffaustragsöffnung 6) am tiefsten Punkt zu, so dass sie dort chargenweise oder kontinuierlich abgezogen bzw. ausgeschleust werden können.For the operation of the device according to the invention:
The slag and ash-containing hot gas stream 5 From the upstream reaction chamber of the carburetor is first through the inlet pipe 4 vertically down into the dip tube 7 directed. This is a pre-cooling of the supplied hot gas stream 5 in contact with the water film attached to the inner wall surface of the dip tube 7 is produced. The wall film protects the immersion tube inner wall from aggressive gases and firmly adhering deposits of slag and also causes an improved removal of the deposited slag particles into the water bath 8th , Are quench nozzles in the dip tube 7 present, it is done by the dispersion of water and its evaporation in the hot gas stream 5 an intensive cooling of the gas (flash quench) and the transported slag particles under the slag melting point, wherein the slag solidifies at least superficially and no longer prone to buildup on the gas stream leading wall surfaces. The pre-cooled gas stream is in the dip tube 7 along with the solidified slag particles in the water bath 8th introduced and then rises in a between dip tube 7 and riser 9 formed annulus upwards. In a water bath 8th The slag and ash separated from the gas sinks according to the principle of density separation in the gravitational field. The cone bottom 3 or an additional inner cone directs the solidified slag and ash agglomerates a slag outlet (solids discharge 6 ) at the lowest point, so that they can be withdrawn or discharged there in batches or continuously.

Durch zusätzliche horizontale Gasverteilerelemente (nicht dargestellt) innerhalb des Wasserbades 8 kann das aufsteigende Gas in kleinere Blasen dispergiert werden. Die Vergrößerung der Gas(blasen-)oberflache trägt zur Intensivierung des Wascheffektes bei. Der von Schlacke weitgehend befreite Heißgasstrom sammelt sich im Ringraum des Steigrohres 9 und steigt darin unter Ausbildung einer Blasenkolonne auf, in der Wasser und die im Rohgas noch enthaltenen Feststoffpartikel in intensiven Kontakt miteinander gebracht werden, wobei die verbliebenen Feststoffe mit Wasser benetzt werden und dabei agglomerieren. Der im Ringraum aufsteigende Heißgasstrom wird in der Haube 11 nach unten umgelenkt und gelangt in den Leitschaufelkranz. Die nach Außen abfallende Haube 11 verhindert Schlacke- oder Ascheablagerungen auf deren Oberseite, An den schräg gestellten Leitschaufelblechen 13 erhält der Gasstrom eine Drall bzw. Rotationskomponente in Umfangsrichtung des Quenchers, die nach Verlassen des Ringraumes 12 eine Beschleunigung der Feststoff-Wasser-Agglomerate in radialer Richtung und eine Abscheidung an der Druckwand 2 bewirkt. Nach erneuter Umlenkung des Gasstromes an der Wasserbadoberfläche mit entsprechender trägheitsbedingter weiterer Feststoffabtrennung steigt das nun weitgehend von Feststoffen befreite Heißgasstrom im Ringraum zwischen Steigrohr 9 und Druckwand 2 in einer Spiralströmung auf, umströmt infolge des noch immanenten Dralls den Gasauslasskasten 14 seitlich und verlässt den Quencher nach einer Gasstromumlenkung auf der Leeseite durch die Einströmöffnung 15 und die Gasauslassöffnung 10. Mit der Anordnung der Einströmöffnung 15 auf der Abstromseite des Gasauslasskastens 14 wird zum Einen eine erneute Gasstromumlenkung mit Trägheitsabscheidung von Restpartikeln erreicht, zum Anderen wird verhindert, dass die im wandnahen Bereich bereits abgelagerten Feststoffpartikel in Strömungsrichtung mitgerissen werden und in den Gasauslasskasten 14 gelangen. Aus dem zuletzt genannten Grund ist auch die Einströmöffnung 15 des Gasauslasskastens 14 soweit wie möglich nach innen verlegt. Mit den beschriebenen Mitteln der Gaswäsche und Trägheitsabscheidung wird eine sehr weitgehende Abscheidung von Feststoffpartikeln aus dem Heißgasstrom erreicht, die mit den bekannten Quenchern nicht möglich ist. Das aus dem Quencher austretende abgekühlte und gereinigte Gas wird auch als Rohsynthesegas bezeichnet und in weiteren mechanischen und chemischen Reinigungsprozessen behandelt.By additional horizontal gas distribution elements (not shown) within the water bath 8th For example, the rising gas can be dispersed into smaller bubbles. The enlargement of the gas (bubble) surface contributes to the intensification of the washing effect. The largely freed of slag hot gas stream collects in the annulus of the riser 9 and rises therein to form a bubble column in which water and the solid particles still contained in the raw gas are brought into intimate contact with each other, the remaining solids are wetted with water and thereby agglomerate. The rising in the annulus hot gas stream is in the hood 11 deflected downwards and enters the vane ring. The outside sloping hood 11 prevents slag or ash deposits on their top, on the inclined guide vanes 13 the gas stream receives a swirl or rotational component in the circumferential direction of the quencher after leaving the annular space 12 an acceleration of the solid-water agglomerates in the radial direction and a deposition on the pressure wall 2 causes. After renewed deflection of the gas stream at the Wasserbadoberfläche with appropriate inertia-related further solids separation increases now largely freed from solids hot gas stream in the annulus between riser 9 and pressure wall 2 in a spiral flow, flows around due to the still immanent twist the gas outlet box 14 laterally and leaves the quencher after a gas flow deflection on the leeward side through the inlet opening 15 and the gas outlet 10 , With the arrangement of the inflow opening 15 on the downstream side of the gas outlet box 14 On the one hand, a renewed gas flow deflection with inertial separation of residual particles is achieved, on the other hand it is prevented that the solid particles already deposited in the wall region are entrained in the flow direction and into the gas outlet box 14 reach. For the latter reason is also the inflow 15 of the gas outlet box 14 moved as far as possible to the inside. With the described means of gas scrubbing and inertial separation a very extensive separation of solid particles from the hot gas stream is achieved, which is not possible with the known quenchers. The cooled and purified gas leaving the quencher is also referred to as the raw synthesis gas and treated in further mechanical and chemical purification processes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Bodenground
22: Druckwandpressure wall
33: Konusbodencone bottom
44: Einlassrohrinlet pipe
55: HeißgasstromHot gas stream
66: Feststoffaustragsöffnungsolids discharge
77: Tauchrohrdip tube
88th: Wasserbadwater bath
99: Steigrohrriser
1010: Gasauslassöffnunggas discharge port
1111: HaubeHood
1212: Ringraumannulus
1313: LeitschaufelblecheLeitschaufelbleche
1414: GasauslasskastenGasauslasskasten
1515: Einströmöffnunginflow
1616: ZugspannmittelZugspannmittel
1717: Ringblechring plate
1818: Stegweb
1919: StützenSupport
2020: Doppelmanteljacketed
2121: Austrittsöffnungoutlet opening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2012/034700 A2 [0006]
CN 204097417 U [0007, 0007, 0012]

Claims

Apparatus for cooling and purifying a hot gas stream containing solids, the apparatus comprising - an upper floor ( 1 ), a cylindrical pressure wall ( 2 ) and a lower cone bottom ( 3 ), - one in the upper floor ( 1 ) centrally arranged inlet pipe ( 4 ) for the hot gas stream ( 5 ) and one in the cone bottom ( 3 ) centrally arranged solids discharge opening ( 6 ), - an axially and centrally arranged immersion tube ( 7 ) into which the inlet pipe ( 4 ), - a water bath ( 8th ) in the cone bottom ( 3 ) into which the dip tube ( 7 ) immersed with a lower section, - a riser ( 9 ), which the dip tube ( 7 ) concentrically surrounds in a lower section and extends deeper into the water bath ( 8th ) extends as the dip tube ( 7 ), and - a lateral gas outlet ( 10 ) in the pressure wall ( 2 ) for the cooled and cleaned hot gas stream, - wherein the upper end of the riser ( 9 ) of a hood ( 11 ), which above the riser ( 9 ) gas-tight the outer circumference of the dip tube ( 7 ) and the riser ( 9 ) concentrically surrounds at the upper end with a radial distance to form a gas-permeable annular space ( 12 ) between the riser ( 9 ) and the hood ( 11 ), characterized in that in the annulus ( 12 ) between riser ( 9 ) and hood ( 11 ) a vane ring for generating a rotational component in the hot gas flow is arranged, whose Leitschaufelbleche ( 13 ) are radially aligned in their width and are tangent in their length to the longitudinal axis of the device.

Device according to claim 1, characterized in that the guide vanes ( 13 ) are composed in the longitudinal direction of a plurality of partial surfaces with increasing inclination against the longitudinal axis of the device.

Device according to claim 1, characterized in that the hood ( 11 ) above the riser ( 9 ) up to the dip tube ( 7 ) conically tapered.

Device according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that in front of the gas outlet opening ( 10 ) a gas outlet box ( 14 ) is arranged with an inflow opening ( 15 ) on the not flown by the rotating gas flow side, wherein the inflow opening ( 15 ) at a distance from the pressure wall ( 2 ) is arranged.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the gas outlet box ( 14 ) to the upper floor ( 1 ) and gas-tight with the upper floor ( 1 ) and the pressure wall ( 2 ) connected is.

Device according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that • the two annular spaces between dip tube ( 7 ) and riser ( 9 ) and between riser ( 9 ) and hood ( 11 ) and • the inflow opening ( 15 ) of the gas outlet box ( 14 ) and the gas outlet ( 10 ) in each case have the same size flow cross sections.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the riser ( 9 ) with tensioning means ( 16 ) on the pressure wall ( 2 ) is radially fixed.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the dip tube ( 7 ) in a ring plate ( 17 ) or in ring segments, which via webs ( 18 ) with the riser ( 9 ) is firmly connected, are vertically slidably guided.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the riser ( 9 ) with axial supports ( 19 ) at the lower edge of the riser ( 9 ), on the cone bottom ( 3 ) is stored.

Gasification plant, characterized in that a quench device according to any one of claims 1 to 9 downstream downstream of an entrained flow gasifier for the production of synthesis gas, wherein the inlet pipe ( 4 ) for the hot gas stream ( 5 ) is connected to a synthesis gas outlet of the entrained flow gasifier.