DE2607742C2

DE2607742C2 - Reaktor zum Vergasen fester Brennstoffe, insbesondere Kohle, unter erhöhtem Druck

Info

Publication number: DE2607742C2
Application number: DE2607742A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. Bierbach; Carl Dr.-Ing. 6000 Frankfurt Hafke; Rudolf Ing.(grad.) 6393 Wehrheim Kohlen; Hans Küpfer; Paul Dipl.-Ing. 6380 Bad Homburg Rudolph
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1976-02-26
Filing date: 1976-02-26
Publication date: 1983-03-24
Also published as: PL99437B1; GB1501798A; US4040800A; DE2607742A1; CS203989B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zum Vergasen fester Brennstoffe, insbesondere Kohle, unter einem Druck von 5 bis 100 bar mit freien Sauerstoff enthaltenden Gasen und Wasserdampf als Vergasungsmittel im Festbett, mit einem wassergekühlten Reaktorgehäuse, mit einer um eine vertikale Achse drehbaren Verteilvorrichtung für den Brennstoff und einer im Brennstoffbett umlaufenden Rührvorrichtung im oberen Bereich des Reaktors sowie mit Eintrittsöffnungen für die Vergasungsmittel im unteren Reaktorbereich.

Druckvergasungsreaktoren für die Vergasung fester Brennstoffe wie Kohle, Braunkohle oder auch Torf sind bereits bekannt. Verteiler- und Rührvorrichtungen an diesen Druckreaktoren sind in der DE-AS 10 21 116 und der DE-PS 23 52 900 sowie in den US-Patentschriften 26 67 409 und 39 02 872 erläutert. Bei den bekannten Vorrichtungen wie auch im erfindungsgemäßen Reaktor wird körniger, im Festbett befindlicher Brennstoff, der sich unter Schwerkraftwirkung nach unten bewegt, mit im Gegenstrom geführten Vergasungsmitteln in Berührung gebracht und umgesetzt. Neben Wasserdampf und Sauerstoff dienen als Vergasungsmittel sauerstoffhaltige oder sauerstoffabgebende Gase wie etwa Luft oder auch Kohlendioxid.

Man ist bemüht, für die Druckvergasung fester Brennstoffe Reaktoren mit immer höheren Durchsatzleistungen zu entwickeln und dabei auch backende und blähende Kohle vergasen zu können. Bei bekannten Reaktoren ergaben sich dabei Schwierigkeiten durch ungleichmäßiges Vergasungsverhalten. Aufgabe der Erfindung ist es, die beim Stand der Technik aufgetretenen Schwierigkeiten auszuschalten und eine gleichmäßige Vergasung auch backender und blähender Kohlen zu gewährleisten. Bei einem Reaktor der eingangs genannten Art wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Rührvorrichtung über einen ersten Antrieb und die Verteilvorrichtung über einen zweiten Antrieb unabhängig voneinander drehbar ausgebildet sind.

Bei bisher bekannten Reaktcren waren die Rühr- und die Verteilvorrichtung miteinander starr verbunden, was bei den bisher an die Druckvergasung fester Brennstoffe gestellten Anforderungen zu durchaus zufriedenstellenden Ergebnissen führte. Überraschend zeigte sich aber, daß unter erschwerten Vergasungsbedingungen die Entkopplung von Verteilvorrichtung und Rührvorrichtung flexibler einstellbare Betriebsweisen schafft, die bereits ausreichen, bei bekannten Reaktoren auftretende Störungen auszuschließen. Vom Stand der Technik her war nicht abzusehen, daß die erfindungsgemaß getroffenen Maßnahmen erhebliche Verbesserungen bringen könnten.

Ein Ausführungsbeispiel für den Druckvergasungsreaktor wird mit Hilfe der Zeichnung erläutert.
Sie zeigt einen Längsschnitt durch den oberen Teil eines Reaktors in schematischer Darstellung. Der Reaktor zur Vergasung fester Brennstoffe unter einem Druck von 5 bis 100 bar, vorzugsweise 10 bis 80 bar, weist einen wassergekühlten Doppelmantel 1 auf. Über eine nicht dargestellte Druckausgleichsschleuse wird der zu vergasende Brennstoff von oben durch den Brennstoffschacht 2 zunächst in die Verteilerkammer 3 geleitet. Die Seitenwand der Verteilerkammer 3 wird durch eine starre, wassergekühlte Zylinderwand 4 gebildet. Der Brennstoff befindet sich auf einem drehbaren Verteilerteller 5, der mindestens eine Auslauföffnung 6 besitzt. Zwischen der Wand 4 und dem Teller 5 besteht keine Verbindung. Die Verteilvorrichtung, zu welcher der drehbare Verteilerteller 5 gehört, weist auch eine vertikale hohle Lagerwelle 7 auf. Die

J5 Lagerwelle 7 hängt am oberen Ende der Lagerstützen 8, die an der Zylinderwand 4 befestigt sind. Ein Zahnkranz 9 ist über Speichen 10 ebenfalls mit der Lagcrwelle 7 verbunden. In den Zahnkranz 9 greift ein Ritzel 11 ein, das über eine Antriebswelle 12 und einen nicht dargestellten Elektromotor gedreht wird. Am unteren Ende ist die Lagerwelle 7 der Verteilvorrichtung zusätzlich durch Lagerstreben 13 abgestützt.

Das vom Auslauf 6 der Verteilvorrichtung in das Vergasungsbett 15 des Brennstoffes fließende körnige Material wird durch drehende Rührarme 16 und 17 bewegt und vor allem auch am Zusammenbacken gehindert bzw. zusammengebackene Kohleteile wieder aufgebrochen. Produktgas der Vergasung verläßt den Reaktor durch die Ableitung 14. Die Rührarme gehören zu einer Rührvorrichtung, welche einen Zentralkörper 18, eine daran anschließende Hohlwelle 19 und einen Zahnkranz 20 mit Speichen 21 aufweist. Der Antrieb der Rührvorrichtung erfolgt über ein in den Zahnkranz 20 eingreifendes Ritzel 22 mit Antriebswelle 23. In nicht dargestellter Weise ist die Antriebswelle 23 mit einem stufenlos regelbaren Elektromotor verbunden. Die Einstellung der Drehgeschwindigkeit und des Drehsinns der Rührvorrichtung kann durch die Trennung der Antriebe unabhängig von der Bewegung der Brennstoff-Verteilvorrichtung erfolgen.

Die Rührvorrichtung wird über die Leitungen 30, 31 und 32 mit Kühlwasser gekühlt, das im hohlen Innern der Rührvorrichtung zurückgeführt und über die Leitung 33 in den Kühlmantel des Reaktors gegeben wird. Durch die mit der Welle 19 verbundene Lagerplatte 34 ist die Rührvorrichtung auf der Lagerwelle 7 der Brennstoff-Verteilvorrichtung gelagert. Dies ist möglich, weil beide Vorrichtungen im

Betrieb nur relativ langsam gedreht werden; für die Brennstoff-Verteilvorrichtung genügt zumeist ein Antrieb mit einem Regelbereich von etwa 1 bis 10 Uph, die Rührvorrichtung kann üblicherweise mit Drehgeschwindigkeiten von etwa 1 bis 30 Uph bewegt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reaktor zum Vergasen fester Brennstoffe, insbesondere Kohle, unter einem Druck von 5 bis 100 bar mit freien Sauerstoff enthaltenden Gasen und Wasserdampf als Vergasungsmittel im Festbett mit einem wassergekühlten Reaktorgehäuse, mit einer um eine vertikale Achse drehbaren Verteilvorrichtung für den Brennstoff und einer im Brennstoffbett umlaufenden Rührvorrichtung im oberen Bereich des Reaktors sowie mit Eintrittsöffnungen für die Vergasungsmittel im unteren Reaktorbereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührvorrichtung (16, 17, 18) über einen ersten Antrieb und die Verteilvorrichtung (5,6) über einen zweiten Antrieb unabhängig voneinander drehbar ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilvorrichtung eine als Hohlwelle ausgebildete Lagerwelle (7) aufweist, die koaxial zur Welle (19) der Rührvorrichtung (16, 17, 18) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerwelle (7) der Verteilvorrichtung (5, 6) und die Welle (19) der Rührvorrichtung (16, 17,18) gemeinsame Lagerstützen (8,13) aufweisen.