DE2352900C2

DE2352900C2 - Reaktor zum Vergasen von Kohlen unter Druck

Info

Publication number: DE2352900C2
Application number: DE2352900A
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. 6380 Bad Homburg Rudolph
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1973-10-22
Filing date: 1973-10-22
Publication date: 1975-11-13
Also published as: US3902872A; GB1443293A; ZA744541B; DE2352900B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zum kontinuierliehen Vergasen von backender und blähender Kohle unter erhöhtem Druck bei erhöhten Temperaturen mit Sauerstoff und Wasserdampfund gegebenenfalls weiteren Vergasungsmitteln, mit einer im Oberteil des Reaktors angeordneten drehbaren Aufgabevorrichtung für die Kohle, die mindestens einen Auslaufkanal aufweist, von dessen vorderer Kante der Mündungsöffnung das äußere Ende in Drehrichtung hinter dem inneren liegt.

Reaktoren zur Vergasung von Kohle unter Druck bestehen üblicherweise aus einem zylindrischen Druckbehälter, der zweckmäßig einen Wassermantel besitzt und in seinem unteren Ende einen mit einer Ascheaustragsschleuse zusammenwirkenden Drehrost enthält. In diesem Drehrost können auch die Zuleitungen für das Vergasungsmittel münden. Eine Druckschleuse am oberen Ende des Reaktors dient zum Einführen der zu vergasenden Kohle, dazu ist eine Ableitung des erzeugten teerhaltigen Rohgases vorgesehen.

In solchen kontinuierlich arbeitenden Druckreaktoren sinkt das dichte Kohlebett unter fortschreitender Vergasung und ständiger Zunahme des Ascheanteils zum Drehrost hin ab, während ständig neue Kohle aus der Aufgabevorrichtung auf das Brennstoffbett aufgestreut wird. Bei bekannten Reaktoren wurde gefunden, daß die Kohleaufgabe nicht immer reibungslos funktioniert. Insbesondere beim Vergasen backender und blähender Kohle wird durch das Aufschäumen des Vergasungsgutes das Kohle- bzw. Koksvolumen im Oberteil des Gaserzeugers vergrößert Das hat zur Folge, daß die Kohleoberfläche über den Rand der Kohleauslauföffnung ansteigt, ähnlich wie sich die Oberfläche einer aufschäumenden Flüssigkeit anhebt Ein solches Ansteigen und Aufblähen des obersten Bereiches des Kohteüettes hat leicht Anbackungen im Bereich des Auslaufkanals für die Kohle zur Folge. Diese Anbackungen können bis zum Verstopfen der Mündungsöffnung des Zufuhrkanals für die Kohle führen, wodurch der Betrieb des Gaserzeugers erheblich gestört wird.

Ein bekannter Gaserzeuger (DT-PS 5 68 928) besitzt eine Beschickungsvorrichtung, mit deren Hilfe das Zusammenbacken der oberen Brennstoffschichten vermieden werden soll. Die Ausläufe der Beschickungsvorrichtung verlaufen nach unten und radial nach außen, so daß sie gleichzeitig als Rührwerk dienen und für die gleichmäßige Verteilung des Brennstoffs sorgen. Blähende, bei der Vergasung aufschäumende Kohle kann jedoch in einem solchen Gaserzeuger nicht problemlos vergast werden, da der Kohleschaum leicht in die Mündungsöffnung der Ausläufe eindringen kann. Das gilt auch für die bekannten Gaserzeuger der DT-PS 6 79 049 und DT-AS 10 21 116, deren Beschickungsvorrichtungen ebenfalls nach unten und radial nach außen gerichtete Auslauföffnungen besitzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und zu gewährleisten, daß die bei der Vergasung blähende Kohle gleichmäßig und störungsfrei auf die oberste Schicht des Kohlebettes aufgebracht wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Längsachse des Auslaufkanals in einem sich entgegen der Umlaufrichtung öffnenden Winkel λ von 8 bis 22° gegen die Vertikale geneigt ist und die vordere Kante der Mündungsöffnung tiefer als die in Drehrichtung hintere liegt. Durch diese Ausbildung des Auslaufkanals wird einmal der Kohle eine Bewegungskomponente in Gegenrichtung zur Drehbewegung der Aufgabevorrichtung mitgegeben. Zum anderen wird das Abfließen der Kohle aus dem Auslaufkanal erleichtert und dem aufschäumenden Vergasungsgut das Eindringen in die Mündungsöffnung praktisch unmöglich gemacht.

Es ist vorteilhaft, daß die Vorderseite des Auslaufkanals in einem gegen die Horizontale gemessenen Winkel δ zwischen 30 und 60° ansteigt. Hierdurch wird das bei bekannten Aufgabevorrichtungen übliche Aufpflügen der Kohle durch den Auslaufkanal vermieden. Die Vorderseite übt nun vielmehr beim Gleiten über die Kohlebett-Oberfläche einen Druck nach unten aus und trägt dabei zum Verdichten der aufblähenden Kohle bei.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Beispiels mit Hilfe der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematisierten Längsschnitt durch die oberen Teile eines Reaktors zur Druckvergasung von Kohle,

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1 und

F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen Auslaufkanal entlang der Linie llll-lll in F i g. 1.

Der Vergasungsreaktor weist ein doppelwandiges Druckgehäuse 1 und 2 auf, das im Inneren einen Wassermanlei 3 enthäät. Im oberen Teil des Reaktors ist ein Kohlebehälter 4 angeordnet, dessen Wände ebenfalls mit Wasserkühlung ausgestattet sind. Die Kohle im Behälter 4 stützt sich auf einem drehbaren Verteilerteller 5 ab. Der Teller 5 ist an einer Hohlwelle 6 befestigt, welche in den Lagern 7 und 8 geführt wird.

Mit dem Verteilerteller 5 verbunden ist auch ein im wesentlichen zylindrischer Verdrängungskörper 9, der nach unten vorspringt und Rührarme 10 und 11 trägt. In der Hohlwelle 6 läuft eine Kühlwasserleitung 12, wodurch der Verdrängungskörper 9 und übt r Abzweigungen auch die beiden Rührarme 10 und 11 gekühlt werden.

Im Betrieb wird Kohle aus dem Vorrat des Behälter:. 4 über den Veruälerteller 5 mit seinen beiden Auslaufkanälen 13 und 14 kontinuierlich dem Kohlebett 15 zugeführt Im Kohlebett 15 wird die Kohle vergast; die gasförmigen Reaktionsprodukte werden über die Leitung 16 abgezogen ur:d der Weiterverwendung zugeführt.

Zur Ausgestaltung und Anordnung der Auslaufkanä-Ie 13 und 14 wird ergänzend auf F i g. 2 und 3 verwiesen. Beim Drehen des Tellers 5 bewegen sich ά'χ Kanäle in Richtung des Pfeils P, wobei die Kohle nach unten auf das Kohlebett fließt. Die Bewegung der Kohle in den Kanälen 13 und 14 erfolgt etwa entlang ihrer Längsachse A, welche mit der Vertikalen den spitzen Winkel λ einschließt, der etwa 8 bis 22° betragen kann. Um diesen Winkel λ ist der Kanal so geneigt geführt, daß die Kohle beim Durchfließen eine Bewegungskomponente entgegen der Drehbewegung (Pfeil P) erhält. Dies erleichtert das Ausfließen der Kohle auf das Kohlebett 15, was dadurch noch zusätzlich erleichtert wird, daß die hintere Kante 17 gegenüber der Vorderkante 18 höher liegt. Dadurch ist die Ebene der Mündungsöffnung 19 der Kanäle 13 und 14 um einen Winkel γ gegen die Horizontalebene geneigt. Der Winkel γ beträgt 3 bis 10°.

Die Vorderseite 20 der AuslaufV.anäle, welche von deren Vorderkante 18 ausgeht, verläuft mit einem spitzen Winkel schräg nach oben. Für diesen Winkel δ hat sich eine Größe von 30 bis 60° als vorteilhaft erwiesen. Durch die so ausgebildete, schräg verlaufende Vorderseite 20 wird ein Anstauen der Kohle beim Drehen der Kanäle 13 und 14 in Richtung des Pfeils P vor der Vorderseite vermieden. Die Vorderseite 20 pflügt die Kohle des Bettes 15 nicht auf und übt vielmehr beim Drehen der Austragsvorrichtung noch einen gewissen Druck nach unten aus. Für stark blähende Kohle ist diese Ausgestaltung besonders vorteilhaft.

Der F i g. 2 ist zu entnehmen, daß die Vorderkante 18 der Kanäle 13 und 14 mit dem Radialstrahl R einen spitzen Winkel ε einschließt. Um diesen Winkel ε ist die Vorderkante 18 nach außen (d. h. in Richtung zur Gehäusewand 2 gesehen) zurückgeschwenkt. Beim Drehen liegt deshalb das vom Verdrängungskörper 9 ausgehende Ende der Vorderkante 18 weiter vorn als das andere Ende. Dadurch ist eine Gleitführung für die Kohle hergestellt, die mit der Vorderkante 18 und der Vorderseite 20 in Berührung kommt, um vom Verdrängungskörper 9 weg nach außen zur Gehäusewand 2 hin abzufließen. Ein toter Winkel, gebildet aus dem Verdrängungskörper 9 und dem Kanal 13 oder 14, in welchem sich Kohle ansammeln könnte, tritt dadurch nicht auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reaktor zum kontinuierlichen Vergasen von backender und blähender Kohle unter erhöhtem Druck bei erhöhten Temperaturen mit Sauerstoff und Wasserdampf und gegebenenfalls weiteren Vergasungsmitteln, mit einer im Oberteil des Reaktors angeordneten drehbaren Aufgabevorrichtung für die Kohle, die mindestens einen Auslauikanal aufweist, von dessen vorderer Kante de·· Mündungsöffnung das äußere Ende in Drehrichtung hinter dem inneren liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (A) des Auslaufkanals (13,14) in einem sich entgegen der Umlauirichtung (P) öffnenden Winkel («) von 8 bis 22° gegen die Vertikale geneigt ist und die vordere Kante (18) der Mündungsöffnung tiefer als die in Drehrichtung hintere (17) liegt.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderseite (20) des Auslaufkanals in einem gegen die Horizontale gemessenen Winkel (δ) zwischen 30 und 60° ansteigt.

3. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Kanten (19) der Mündungsöffnung des Auslaufkanals (13, 14) von vorn nach hinten in einem Winkel (γ) von 3 bis 10° ansteigen.

4. Reaktor nach Anspruch 1 oder einem der fol-, gcnden, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslauföffnung an einem Verdrängungskörper (9) außen anliegt, der sich über die Mündungsöffnung hinaus nach unten fortsetzt und mindestens einen im Betrieb unter der Oberfläche des Kohlebettes (15) liegenden radialen Rührarm (10,11) besitzt.