DE2552077A1 - Schlackenbadgenerator - Google Patents

Description

ψ. W. P. Radt

DipL/Ing. E. E. Finkener _

Di^L-Ing. W. Ernesti ' *~ Dr_n G. Otto & Comp.

Patentanwälte Gesellschaft mit beschränkter

463 Bochum Haftung

Heinridi-KSnig-Straße 12

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Telegrammadresse: Radtpatent Bochum ——"——·———————————

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WER/KP

Schlackenbadgenerator

Gegenstand der Erfindung ist ein als senkrechter, im wesentlichen zylindrischer Schacht ausgebildeter, unter Druck arbeitender Schlackenbadgenerator mit einer mittleren als Schlackenüberlauf dienenden Aufwölbung des Bodens und auf die Badoberfläche gerichteten, zur Einführung des feinkörnigen Brennstoffes und der Vergasungsmittel dienenden Düsen.

Bei Aufrechterhaltung einer hohen Temperatur und eines homogenen Gefüges der flüssigen Schlacke wirkt diese als Hitzeschild für die oberhalb des Bades sich abspielenden Reaktionen zwischen dem eingeführten festen Brennstoff und dem Vergasungsmittel und läßt hohe Temperaturen und einen raschen Reaktionsablauf zu.

Es wurde erkannt, daß zur Aufrechterhaltung eines raschen iieaktionsablaufs und eines hinreichend schnellen Ablaufs der gebildeten genügend dünnflüssigen Schlacke eine hinreichend schnelle Kreisbewegung derselben im Bad und eine Bewegungskomponente der !Flüssigkeit zum mittleren Überlauf hin erforderlich ist.

Das Ziel der Erfindung ist, eine solche zweckmäßig kreisende Bewegung des Schlackenbades durch entsprechende Anordnung der das Vergasungsmittel und den zu vergasenden feinkörnigen Brennstoff aufgebenden Düsen zu erzielen.

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Gemäß der Erfindung bildet die Strahlrichtung der in der Schachtwandung angeordneten Düsen einen Winkel von 35 bis 40° mit der Waagerechten, und die Düsen sind so verteilt, daß die Auftreffpunkte der von ihnen gebildeten Strahlen auf der Schlackenoberfläche auf mehreren, um die Achse des Schachtes verlaufenden konzentrischen Kreisen liegen. Bei dem genannten Winkelbereich wird ein möglichst hoher Beschleunigungseffekt auf die Badoberfläche erreicht, der sich auf die gesamte Badoberfläche verteilt. Im übrigen werden die Düsen so angeordnet, daß der auf die Schlackenoberfläche auftreffende Strahl mit der im Auftreffpunkt auf der Oberfläche senkrecht stehenden Tangentialebene an den betreffenden Kreis nach der dem Schlackenablauf abgewandten Seite zu einen Winkel von etwa 10° bildete Dadurch wirkt auf die Badoberfläche eine Eadialkraft in Richtung auf den mittleren Schlackenüberlauf.

Es hat sich gezeigt, daß bei einem Betriebsdruck des Schlackenbadgenerators von 25 atü die optimalen Werte der Austrittsgeschwindigkeit des im Gasstrom geförderten Brennstoffes an den Düsen zwischen 20 und 50 m/sec, vorzugsweise um 40 m/sec. liegen.

Der Beschleunigungseffekt des von den Düsen eingeschlossenen Brennstoffes nimmt naturgemäß ab, je größer der Abstand zwischen den Düsen und der Badoberfläche ist. Auf der anderen Seite ist es erwünscht, daß bis zum Auftreffen der Blasstrahlen auf die Badoberfläche der Brennstoff möglichst weitgehend vergast ist. Um zwischen diesen beiden Wirkungen einen optimalen Ausgleich herzustellen, werden gemäß der weiteren Erfindung die Düsen so angeordnet, daß die Länge des BrennstoffStrahles bis zum Auftreffen auf die Oberfläche des Schlackenbades einen bestimmten Wert hat. Die Größe dieses Wertes ist auch ab-

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hängig von der Größe des lichten Durchmessers des im wesentlichen zylindrischen Schachtes, den der Reaktor bildet. Bei einem Durchmesser zwischen 1,4 m und 2,2 m liegt die länge des BrennstoffStrahles von der Düse bis zum Auftreffen auf die Oberfläche zwischen 4-00 und 1200 mm. Bei einem lichten Durchmesser des Reaktors von 1,4 m hat sich als optimaler Vert ein solcher von 600 mm ergeben. Bei einem lichten Durchmesser des Reaktors von 2,0 m liegt der optimale Vert für die Länge des Brennstoff Strahles bei 900 bis 1000 mm.

Zur Erläuterung der gemäß der Erfindung anzuwendenden Konstruktionen und betrieblichen Maßnahmen dient die anliegende Zeichnung, auf der

Figur 1 einen Axialschnitt der Reaktionszone eines Schlackenbadgenerators,

Figur 2 eine Draufsicht auf das Schlackenbad und den Schlackenüberlauf darstellt.

10 bezeichnet die mit Kühlrohren 11 besetzte Wandung des Generators, dessen Reaktionsraum 22 nach oben durch die Einschnürung 12 begrenzt ist. Die mittlere Öffnung 13 des kegelförmigen Einbaus 14 bildet den Überlauf für die sich über dem Boden 15 des Generators sammelnde flüssige Schlacke 16. Unterhalb dieses Überlaufs befindet sich ein (nicht dargestellter) Wasserbehälter, in dem die ablaufende Schlacke erstarrte

Das Ziel der Erfindung geht dahin, die Schlacke 16 genügend dünnflüssig und die Oberfläche 17 der Schlacke in einer kreisenden Bewegung zu erhalten, die durch die strich-punktiert dargestellten Kreise 18a, 18b und 18c in Figur 2 angedeutet ist. Diesem Zwecke dient die be-

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sondere Anordnung der in der Wandung 10 angeordneten und darin mittels der Stützen 19 gehaltenen Düsen.

Die Düsen 20a, 20b und 20c liegen innerhalb der Rohre 21, durch die das Vergasungsmittel zugeführt wird. Durch die Düsen 20a, 20b und 20c wird der feinkörnige Brennstoff mit IFördergas aufgegeben, und zwar mit den oben angegebenen optimalen Austrittsgeschwindigkeiten. Die Stellung der einzelnen Düsen zur Achse des Generatorschachtes ist unterschiedlich, und zwar so, daß die von den Düsen 20a, 20b und 20c aufgegebenen Strahlen auf die Kreise 18a, 18b, 18c der Badoberfläche 17 auf treffen. Im übrigen ist die Düsenanordnung so, daß der betreffende Strahl etwas schräg zur Tangentialebene steht, die im Auftreffpunkt des Strahles auf der Oberfläche längs des betreffenden Kreises errichtet wird, und zwar in einem Winkel von etwa 10° nach der dem Schlackenablauf abgewandten Seite. In Figur 2 ist bei dem Brennstoff strahl, der von der untersten Düse ausgeht, die erwähnte Tangentialebene angedeutet, die mit dem Brennstoff strahl einen Winkel <>C bildet. Dadurch wird in den oberen Schichten des Schlakkenbades die Bewegung in Richtung auf den tiberlauf 13 gefördert.

Bei einem Durchmesser des schachtförmigen Raumes 22 von 1,4 m beträgt der Abstand zwischen der Mündung der Düsen 20a, 20b und 20c bis zu dem Auftreffpunkt des Brennstoff Strahles auf die Oberfläche 17 etwa 600 mm«

Patentansprüche

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Claims (6)

25520?? — st — Patentansprüche

1. Als senkrechter, im wesentlichen zylindrischer Schacht ausgebildeter, unter Druck arbeitender Schlackenbadgenerator mit einer mittleren, als Schlackenüberlauf dienenden Aufwölbung des Bodens und auf die Badoberfläche gerichteten, zur Einführung des feinkörnigen Brennstoffes und der Vergasungsmittel dienenden Düsen, dadurch gekennzeichnet , daß die Strahlrichtung der in der Schachtwandung angeordneten Düsen (20a, 20b, 20c) einen Winkel um 35 bis 4-0° mit der Waagerechten bildet und die Düsen (20a, 20b, 20c) so verteilt sind, daß die Auftreffpunkte der von ihnen gebildeten Strahlen auf der Schlackenbadoberflache (17) auf mehreren, um die Achse des Schachtes verlaufenden konzentrischen Kreisen (18a, 18b, 18c) liegen.

2. Schlackenbadgenerator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Düsen (20a, 20b, 20c), daß der auf der Schlackenbadoberflache (17) auftreffende Strahl mit der im Auftreffpunkt auf der Oberfläche (17) senkrecht stehenden Tangentialebene des betreffenden Kreises (18a, 18b, 18c) einen Winkel von etwa 10° nach der dem Schlackenablauf (13) abgewandten Seite zu bildet.

3. Schlackenbadgenerator nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Druck des Reaktors von etwa 25 atü die Austrittsgeschwindigkeit des im Gasstrom geförderten Brennstoffes an der Düse zwischen 20 und 50 m/sec. liegt»

4-. Schlackenbadgenerator nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsgeschwindigkeit bei 4-0 m/sec. liegt.

ORIGINAL INSPECTED

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5. Schlackenbadgenerator nach den Ansprächen 3 oder 4-, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Düsen (20a, 20b, 20c) in der Wandung (10) des Reaktionsraumes (22), daß bei einem lichten Durchmesser desselben zwischen 1,4- und 2,2 m die Länge des BrennstoffStrahles bis zum Auftreffen auf die Schlackenbadoberflache (17) 400 bis 1200 mm beträgt.

6. Schlackenbadgenerator nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß bei einem lichten Durchmesser des Reaktionsraumes (22) von 1,4- m die Länge des Brennstoff Strahles 600 mm beträgt.

7« Schlackenbadgenerator nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß bei einem lichten Durchmesser des Heaktionsraumes (22) von 2,0 m die Länge des BrennstoffStrahles 900 bis 1000 mm beträgt.

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