DE2607742C2 - Reaktor zum Vergasen fester Brennstoffe, insbesondere Kohle, unter erhöhtem Druck - Google Patents
Reaktor zum Vergasen fester Brennstoffe, insbesondere Kohle, unter erhöhtem DruckInfo
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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
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 (3)
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.
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