DE2604383B1

DE2604383B1 - Vorrichtung zum eintragen von koernigem gut in einen druckreaktor

Info

Publication number: DE2604383B1
Application number: DE19762604383
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr-Ing Baron; Eberhardt Dr-Ing Blaum; Dietrich Dr-Ing Engler; Carl Dr-Ing Hafte; Rainer Dipl-Ing Reimert
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1976-02-05
Filing date: 1976-02-05
Publication date: 1977-08-11
Also published as: YU315876A; DE2604383C2; IN144435B; BR7700497A; US4033730A; ZA767614B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintragen von körnigem Gut in einen Druckreaktor mit einem Betriebsdruck von 5 · 10⁵ bis 150 · 10⁵ Pa (5 bis bar), mit einem am Reaktor befestigten, einen verschließbaren Reaktoreingang umgebenden Führungszylinder und einem zum Führungszylinder gerichteten ortsfesten Zulauf, sowie mit einem im Führungszylinder auf und ab bewegbaren Verdrängerkolben. Die Korngröße des Gutes kann in weiten Grenzen variieren und vom Staubbereich bis zum stückigen Bereich reichen. Das spezielle Anwendungsgebietfür die Erfindung ist das Eintragen körniger Kohle in einen Druckvergasungsreaktor, doch ist sie nicht hierauf beschränkt.

Bekannte Beschickungsvorrichtungen für Druckreaktoren bestehen entweder aus stationären, befüll- und entleerbaren Schleusenbehältern oder aber aus drehenden Zellradschleusen, wie sie z. B. den US-Patentschriften 1412118 und 1814787 zu entnehmen sind. Diese Vorrichtungen arbeiten z. B. bei der Vergasung von Kohle etwa bei Atmosphärendruck zufriedenstellend. Bei der Vergasung unter erhöhtem Druck wird jedoch im entleerten Volumen der Beschikkungsvorrichtung Produktgas dem Vergasungsprozeß entnommen, was einen nachteiligen und störenden Verlust bedeutet. Mit wachsendem Vergasungsdruck steigt dieser Verlust an Produktgas.

Aus der DT-PS 856994 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Sie weist einen drehbaren Zylinder auf, der in einem Gehäuse gasdicht geführt ist. Bei höherem Betriebsdruck im Reaktor werden zusätzliche Dichtungen zwischen dem Sperrkolben und dem Zylinder nötig, oder es muß auf die hydraulische Bewegung des Kolbens übergegangen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschickungsvorrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise arbeitet, leicht bedienbar ist und gleichzeitig auch verhindert, daß störende Mengen an Produktgas beim Einschleusen des Gutes in den Reaktor verlorengehen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst ao durch

a) die Ausbildung des Verdrängerkolbens als zylindrischen, gegenüber der Wand des Führungszylinders gasdicht geführten Behälter, der in seinem Boden ein Ventil aufweist,
b) ein Ventil an der Einmündung des Führungszylinders in den Reaktor und
c) die Ausbildung der Ventile, die so geformt sind, daß sie in ihrer jeweiligen Schließlage ohne große Zwischenräume aufeinanderpassen.
Diese Schleuse kommt ohne drehend bewegte Teile aus.

Ein Beispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung

und ihre Betriebsweise wird mit Hilfe der Zeichnung erläutert. Das Beispiel ist auf das Eintragen körniger Kohle in einen Reaktor zur Druckvergasung gerichtet.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Eintragsvorrichtung mit geöffnetem zylindrischen Behälter und Fig. 2 die Vorrichtung der Fig. 1 mit geöffnetem Reaktoreingang.

In den Fig. 1 und 2 ist der Reaktor 1 für die Vergasung von staubförmiger oder feinkörniger Kohle unter einem Druck von 5 · 10⁵ bis 150 · 10⁵ Pa (5 bis 150 bar) nur mit seinem obersten Teil dargestellt. Die Vergasung der Kohle erfolgt in an sich bekannter Weise unter Zugabe etwa von Sauerstoff und Wasserdampf oder auch Kohlendioxid als Vergasungsmittel. Der Beschickungseingang 2 des Reaktors ist durch ein bewegbares Ventil 3 verschließbar. In Fig. 1 ist das Ventil 3 in der Schließlage und in Fig. 2 in geöffneter Lage dargestellt.

Mit dem Reaktor 1 fest verbunden ist ein Führungszylinder 4, der im unteren Bereich zu einem konischen Teil 5 verjüngt ist. Der Zylinder 4 umgibt einen zylindrischen Behälter 6, der durch einen nicht dargestellten Antrieb auf und ab bewegbar ist. Zwischen der Außenseite des Behälters und der Innenseite des Zylinders 4 ist eine Dichtung 7 angeordnet, die in der Zeichnung mit dem Behälter 6 verbunden dargestellt ist. Abweichend davon könnte die Dichtung 7 auch mit der Innenseite des Zylinders 4 verbunden sein. Die Dichtung sorgt dafür, daß zwischen dem Zylinder 4 und dem Behälter 6 hindurch keine Gase entweichen können.

Der Boden des Behälters 6 ist durch ein kegelmantelförmiges Ventil 8 verschließbar, welches von Zugfedern 9 in der Schließlage gehalten wird, wie es Fig. 2 zeigt. Die Ventile 3 und 8 sind so geformt, daß

ORiGSNAL INSPECTED

sie in ihrer jeweiligen Schließlage ohne Zwischenräume aufeinanderpassen.

In Fig. 1 ist das Ventil 8 in geöffneter Lage dargestellt, wobei es gegen einen ortsfesten Anschlag 10 stößt. Der Anschlag 10 ist durch zwei Streben 11 am ebenfalls ortsfesten Kohlezulauf 12 befestigt. Im Kohlezulauf 12 befindet sich eine Dosiervorrichtung, die in der Zeichnung als Drehklappe 13 dargestellt ist. Der Vorrat an staubförmiger oder feinkörniger Kohle befindet sich oberhalb der Dosiervorrichtung im Vorratsbehälter 14.

Die erfindungsgemäße Schleusenvorrichtung kann für Kohle eines weiten Körnungsbereichs verwendet werden; wesentlich ist dabei, daß die Kohle in der Vorrichtung noch rieselfähig ist.

Die Bewegung des Ventils 3 erfolgt hydraulisch oder pneumatisch über die Druckleitung 15 und den Zylinder 16. Abweichend davon kann das Ventil 3 in der Praxis auch durch ein Gestänge von außen bewegt werden. Für den Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Reaktors 1 und dem Raum innerhalb des Zylinders 4 ist eine Druckausgleichsleitung 17 vorgesehen, die ein Absperrventil 18 besitzt. Die Leitung 17 kann sowohl am Oberteil des Reaktors 1 ansetzen, wie es in der Zeichnung dargestellt ist; die Leitung 17 kann aber auch von einem getrennten Druckbehälter ausgehen.

Die Eintragungsvorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Gemäß Fig. 1 fließt eine bestimmte Menge körniger Kohle, die sich im Behälter 6 befunden hat, am geöffneten Ventil 8 vorbei in den Innenraum des Zylinders 4. Die Ventile 3 und 18 sind dabei geschlossen. Wenn der Behälter 6 entleert ist, wird er nach unten zum Reaktoreingang hin bewegt, wobei nach kurzer Wegstrecke sein Boden wieder geschlossen ist, weil die Zugfedern 9 ohne Einwirkung des ortsfesten Anschlags 10 das Ventil 8 in der Schließlage halten. Sobald und solange der Boden des Behälters 6 geschlossen ist, kann Kohle aus dem Vorrat 14 über die geöffnete Klappe 13 in den Behälter wieder zulaufen.

Der Behälter 6 mit geschlossenem Boden komprimiert bei seiner Bewegung auf das Ventil 3 zu das Gas im Innern des Zylinders 4. Die Kompression allein mit Hilfe des Behälters 6 kann so weit geführt werden, bis etwa gleicher Druck im Innern des Zylinders 4 und im Reaktor 1 besteht. In diesem Fall kann auf eine Druckausgleichsleitung 17 ganz verzichtet werden. Will man jedoch den Druckausgleich nicht allein mit Hilfe des Behälters 6 herbeiführen, so wird dieser Ausgleich über die Leitung 17 und das geöffnete Ventil 3 des Reaktoreingangs geöffnet, so daß die Kohle in den Reaktor fließen kann. Der Behälter 6 fährt dabei so weit nach unten, bis er am konischen Teil 5 anstößt, wie das Fig. 2 zeigt. Jetzt wird das Ventil 3 wieder geschlossen, so daß nur vernachlässigbar geringe Gasmengen in den Zwischenräumen zwischen dem Behälter 6 und dem geschlossenen Reaktor verbleiben.

Der Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt, daß die Dichtung 7 in keiner Bewegungsphase des Behälters 6

ao über Leitunsmündungen geführt wird, deren Kanten die Dichtung beschädigen könnten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sorgt demnach auch für eine lange Lebensdauer der Dichtung 7.

Bei geschlossenem Reaktor 1 und bereits wieder mit Kohle durch die offene Drehklappe 13 gefülltem Behälter 6 wird der Behälter wieder nach oben bewegt, wobei das Gasvolumen zwischen dem Behälter und dem Reaktor entspannt wird. Die Hubhöhe des Behälters 6 kann so gewählt werden, daß im Innern des Zylinders 4 wieder etwa Atmosphärendruck herrscht, wenn der Boden des Behälters 6 so weit angehoben ist, daß der ortsfeste Anschlag 10 das Ventil 8 wieder öffnet. Diese Öffnungslage des Bodens des Behälters 6 ist in Fig. 1 gezeigt. Durch die bereits zuvor erfolgte Entspannung kann ein Ausströmen von Gas aus dem Innenraum des Zylinders 4 am geöffneten Ventil 8 vorbei nach außen vermieden werden. Abweichend zur erläuterten Betriebsweise kann die Kohle auch erst dann in den Behälter 6 eingefüllt werden, wenn sich dieser bereits in angehobener Lage befindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Eintragen von körnigem Gut in einen Druckreaktor mit einem Betriebsdruck von 5 · 10⁵ bis 150· 10⁵ Pa, mit einem am Reaktor befestigten, einen verschließbaren Reaktoreingang umgebenden Führungszylinder und einem zum Führungszylinder gerichteten ortsfesten Zulauf sowie mit einem im Führungszylinder auf und ab bewegbaren Verdrängerkolben, gekennzeichnet durch

a) die Ausbildung des Verdrängerkolbens als zylindrischer, gegenüber der Wand des Führungszylinders (4) gasdicht geführter Behälter (6), der in seinem Boden ein Ventil (8) aufweist,

b) ein Ventil (3) an der Einmündung (2) des Führungszylinders (4) in den Reaktor (1) und

c) die Ausbildung der Ventile (3) und (8), die so geformt sind, daß sie in ihrer jeweiligen Schließlage ohne große Zwischenräume aufeinanderpassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenventil (8) des Behälters (6) durch Federn (9) in der Schließlage gehalten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenventil (8) des Behälters (6) zum Öffnen mit einem ortsfesten Anschlag (10) zusammenwirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine absperrbare Druckausgleichsleitung (17) den Reaktorinnenraum oder eine fremde Druckquelle mit dem Innenbereich des Führungszylinders (4) verbindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf eine Dosiereinrichtung aufweist.