DE2346833C3 - Verfahren zum Kühlen der Drehrostlager eines Gasgenerators - Google Patents
Verfahren zum Kühlen der Drehrostlager eines GasgeneratorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen der Drehrostlager eines Gasgenerators für die Vergasung
von Kohle unter Druck und mit Sauerstoff und Wasserdampf als Vergasungsmittel, wobei der Drehrost
zum Verteilen der von außen zugeführten Vergasungsmittel in den Reaktor dient
Gasgeneratoren bzw. Vergasungsreaktoren dieser Art bestehen üblicherweise aus einem Druckbehälter,
der zweckmäßig mit einem Wassermantel umgeben ist. Am oberen Ende des Behälters befindet sich eine
Druckschleuse zur Einführung der zu vergasenden Kohle sowie auch eine Ableitung für das erzeugte
Rohgas. Am unteren Ende des Reaktors ist ein Drehrost angeordnet der mit einer Ascheaustragsschleuse
zusammenwirkt und auch die Verteilung der Vergasungsmittel in das Brennstoffbett übernimmt Druckreaktoren
dieser Art sind z. B. in der DE-PS 8 28 759 und der US-PS 26 67 409 beschrieben.
Solche Drehreaktoren werden mit weitgehend ruhendem Brennstoffbett betrieben, wobei die in dichter
Schüttung eingefüllte Kohle unter fortschreitender Vergasung und Aschebildung zum Drehrost absinkt,
während gleichzeitig neues Vergasungsgut auf das Brennstoffbett aufgestreut wird.
Die Drehroste der Reaktoren müssen unter extrem harten Bedingungen betrieben werden. Oberhalb des
Drehrostes befindet sich die Vergasungszone, in der eine Verbrennungsreaktion bei Temperaturen von über
8000C abläuft. Die höchsten Temperaturen im Kohlebett werden in der Nähe des Drehrostes erreicht und
nehmen nach oben zur Verteilervorrichtung hin ab. Der Drehrost steht außerdem ständig mit der heißen Asche
in Berührung, deren Austrag er bewirkt. Durch das Innere des Drehrostes strömen die Vergasungsmittel,
nämlich elementarer Sauerstoff oder Luft oder ein Gemisch beider einerseits und Wasserdampf, und
gegebenenfalls Kohlendioxid oder Stickstoff andererseits, in den Vergasungsraum. Gasgeneratoren mit
diesen Merkmalen sind aus »Brennstoff-Chemie« 1959, Nr. 3, Band 40, Seiten 74 und 75, bekannt.
Bei einem Drehrost für Gaserzeuger mit mehreren treppenartig übereinanderliegenden Rostplatten, die
mit von der jeweils darüberliegenden Rostplatte abgedeckten öffnungen versehen sind (DE-PS 6 26 075),
wird eine Lagerkühlung dadurch erreicht, daß in dem Hohlzapfen, um den der Rost sich dreht, Kühlwasser
nach oben geleitet wird, welches dann zurück nach unten durch die Lagerbüchsen über dem Grundflansch
des Hohlzapfens in den Aschenbehälter strömt. Dem Kühlwasser wird von Zeit zu Zeit öl zugesetzt, das von
dem Wasser bis zu den Lagerbüchsen mitgenommen wird, wo es sich absetzt.
werden durch diese Betriebsbedingungen ungewöhnlich hohe Anforderungen gestellt Es gilt insbesondere für
die Konstruktion des Lagers, in welchem der Rost drehbar angeordnet ist In bekannten Rostkonstruktios
nen ist das Lager einer sauerstoffreichen Atmosphäre von Vergasungsmittel ausgesetzt Dadurch wird die
Schmierung dieses Lagers außerordentlich erschwert weil Schmieröle bei Temperaturen über 3000C unter
dem Einfluß des Sauerstoffs ihre Schmiereigenschaften
ίο rasch verlierea Nachteilig ist bei bekannten Vergasungsreaktoren
auch, daß ihre heißesten und damit am meisten beanspruchten Teile ständig mit sauerstoffhaltigem
Vergasungsmittel in Berührung kommea örtliche extreme Temperaturerhöhungen können dabei zum
Verbrennen der rotglühend aufgeheizten Stahlteile führen, wodurch der Rost teilweise zerstört wird Ein
solcher Schaden kann noch zu gefährlicheren Situationen führen, wenn geschmolzenes Eisen dadurch in eine
hoch sauerstoffhaltige Atmosphäre gelangt wodurch sich die Verbrennung dort fortsetzt und eine nochmalige
Temperatursteigerung erzeugt Auf diese Weise kann der ganze Gaserzeuger zerstört werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Lagerung des Drehrostes eines Kohledruckvergasungsreaktors auf
wirtschaftliche und betriebssichere Weise zu kühlen. Bei einem der Verfahren der eingangs genannten Art wird
dies dadurch erreicht, daß die Lager von Wasserdampf durchspült werden, der dann in den Vergasungsraum
eintritt. Durch den Wasserdampf wird gleichzeitig das Schmiermittel vor Zersetzung durch Sauerstoff geschützt.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung verwiesen. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch den unteren Teil des
F i g. 1 einen Längsschnitt durch den unteren Teil des
Fig.2 die Lagerung des Drehrostes in einer gegenüber F i g. 1 abgewandelten Ausführungsform.
Der in F i g. 1 dargestellte untere Teil des Druckvergasungsreaktors
weist einen Druckmantel 1 und einen Innenmantel 2 auf. Im Zwischenraum beider Mantel
wird der Reaktor mit Wasser gekühlt, wobei aufgrund der hohen Temperaturen im Reaktor Dampf erzeugt
wird, der nachfolgend als Manteldampf bezeichnet sei. Dieser Manteldampf findet als Vergasungsmittel im
Der Reaktor, der z. B. einen Durchmesser von 3 m haben kann, besitzt einen drehbar gelagerten Drehrost
R. Dieser Rost, der im ganzen etwa Kegelform hat, besteht im wesentlichen aus dem Oberteil 3, dem
Mittelteil 4 und dem Unterteil 5. Die Teile 3 und 5 sind durch ein Rohrstück 3a und eine Ringscheibe 5a
miteinander verbunden. Von der Ringscheibe 5a geht eine Lagerscheibe 6 aus, deren Fuß auf einem Axiallager
7 ruht. Im Lager auftretende radiale Kräfte werden durch das Radiallager 8 aufgenommen. Axial- und
Radiallager sind als oberes Ende eines Tragzylinders 9 ausgebildet. Der Antrieb des Rostes R um eine vertikale
Drehachse erfolgt über die Welle 13 (mit Hilfe eines nicht eingezeichneten Motors), das Ritzel 12 und einen
zur Lagerscheibe 6 gehörenden Zahnkranz 22 Die Asche wird mit Hilfe eines oder mehrerer pflugscharähnlicher
Schieber 21 in den Ringraum 25 geschoben, von wo sie aus dem Reaktor abgezogen wird.
b5 dampf und Sauerstoff sind drei Leitungen 14, 15 und 16
vorhanden. Durch sie gelangen die Vergasungsmittel zunächst in das Innere des Drehrostes, von wo sie dann
zum Teil miteinander gemischt nach außen in das
Vergasungsgut eintreten. Durch die Leitung 16 wird Manteldampf mit üblicherweise einer Temperatur von
etwa 235° C, gegebenenfalls auch gemischt mit Heißdampf, zunächst in eine obere Kammer 26 eingeleitet
Die Kammer 26, welche durch das Oberteil 3, das Rohrstück 3a und ein ringscheibenförmiges Umlenkblech
27 gebildet wird, ist weitgehend abgeschlossen.
Ausströmöffnungen für den Dampf befinden sich nur im Zwischenraum zwischen dem Umlenkblech 27 und der
Leitung 16. Weiterer Manteldampf wird in der Leitung 15 einer unteren Kammer 23 zugeführt, welche vom
Zylinder 9, einem dazu konzentrischen Rohr iO und einem Umlenkblech 29 gebildet wird. Der Manteldampf
hat einen Druck, der mindestens geringfügig höher als der im Reaktor herrschende Druck ist und der
höchstens etwa 10 Atm darüber liegt Durch diesen Manteldampf bildet sich in der Kammer 28 und damit
insbesondere im Lagerbereich eine sauerstofffreie Wasserdampfatmosphäre aus, wobei e:ji Teil des
Wasserdampfes auch durch das Spiel des Lagers hindurch direkt in den Vergasungsraum gelangt Dieser
Dampf schützt die Schmierung des Lagers, die in nicht dargestellter Weise durch eine Ölleitung aufgebaut
wird.
Ein anderer Teil des Wasserdampfes der unteren Kammer 28 gelangt durch eine oder mehrere schmale
öffnungen am Umlenkblech 29 vorbei in eine Mischkammer 30. In diese Mischkammer wird durch die
Leitung 14 und das Rohr 10 eine Mischung aus Dampf und freien Sauerstoff enthaltendem Gas geleitet In die
Kammer 30 tritt ferner noch der aus der oberen Kammer 26 kommende, am Umlenkblech 27 vorbeiströmende
Wasserdampf ein. Das sich in der Kammer 30 bildende Gemisch strömt über öffnungen 20 im
Rohrstück 3a aus und verteilt sich in das Vergasungsgut
ίο Durch das Kammersystem und die zuvor beschriebene
Führung der verschiedenen Vergasungsmittel bleibt die obere Kammer 26, welche zu dem am höchsten
erhitzten Oberteil 3 des Rostes gehört sowie auch der Bereich des Lagers 6, 7 und 8 frei von Sauerstoff.
Dadurch ist einmal eine hohe Stabilität des Rostes und zum anderen auch eine störungsfreie Lagerschmierung
gewährleistet
Gemäß Fig.2 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Drehrostes auf Kugeln 23 gelagert. Sie
vergrößern die Spaltbreite für den Durchtritt von Wasserdampf von der unteren Kammer 28 in das
Reaktorinnere gegenüber dem Beispiel der F i g. 1 erheblich. Deshalb sind in F i g. 2 noch Umlenkrippen 24
.vorgesehen, um den Druckverlust des Dampfes innerhalb des Lagers niedrig zu halten.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Kühlen der Drehrostlager eines Gasgenerators für die Vergasung von Kohle unter Druck und mit Sauerstoff und Wasserdampf als Vergasungsmittel, wobei der Drehrost zum Verteilen der von außen zugeführten Vergasungsmittel in den Reaktor dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (7, 8, 23) von Wasserdampf durchspült werden, der dann in den Vergasungsraum eintritt
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