DE2743549C3

DE2743549C3 - Schlackenbadvergaser

Info

Publication number: DE2743549C3
Application number: DE19772743549
Authority: DE
Inventors: David Frank Kinnesswood Scotland Eales
Original assignee: British Gas Corp
Current assignee: British Gas PLC
Priority date: 1977-09-28
Filing date: 1977-09-28
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE2743549B2; DE2743549A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schlackenbadvergaser, bestehend aus einem Vergaserschacht, aus einer oben angeordneten Aufgabevorrichtung für kohlenstoffhaltigen Brennstoff, aus Blasdüsen für Sauerstoff und Dampf, aus einem Sammelraum für die Schlacken- und Eisenschmelze, der unten eine Schlackenabstichöffnung zum periodischen Ablassen aufweist, aus einer darunter befindlichen Löschkammer, aus einem innerhalb der Löschkammer angeordneten, konzentrisch an der Unterseite der Schlackenabstichöffnung angeordneten Ringbrenner mit nach innen zeigenden Öffnungen an Zuführungskammern für Brenngas und Luft, und aus einem oberhalb der Löschflüssigkeit angeordneten Gaseinlaß.

Ein derartiger Schlackenbadvergaser ist in der FR-PS 12 08 947 beschrieben.

Bei einem bekannten Schlackenbadvergaser mit einem Rost (DE-AS 12 57 340) ist der Rohrring großen Durchmessers zum Zuführen sekundären Sauerstoffs unterhalb des Spiegels des relativ heißen Wassers in der Löschkammer angeordnet, daher kann der aus dem Rohrring austretende Sauerstoff die Wand zwischen der Schlackenabstichöffnung und dem Löschwasser nicht genügend kühlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlackenbadvergaser der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß durch günstige Strömung von einem Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisch oder Luft ein optimaler Kühleffekt in bezug auf die Wandung der Löschkammer erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gaseinlaß ein Rohrring und unmittelbar oberhalb des Löschflüssigkeitsspiegels angeordnet ist und einen größeren Durchmesser hat als der Ringbrenner.

Durch diese Anordnung wird der Strömungsweg des die Verbrennung unterstützenden Gases so eingerichtet, daß es in einem Raum in der Löschkammer zwischen der Schlackenabstichöffnung und dem Wasserspiegel ϊ zirkuliert und eine Gasschicht zwischen der Wandung der Kammer und den Verbrennungsprodukten des Brenners bildet und die Löschkammerwandung kühlt

Es ist ein Vorteil, den Brenner dadurch betreiben zu können, daß das die Verbrennung unterstützende Gas ίο entfernt vom Ringbrenner zugeführt wird, wobei vorzugsweise das die Verbrennung unterstützende Gas zwischen 10 und 90% des für die Verbrennung am Brenner benötigten Sauerstoffs enthält

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 in einem Längsschnitt einen Teil eines Schlackenbadvergasers,

Fig.2 einen vergrößerten Längsschnitt des oberen Bereiches einer Löschkammer,

F i g. 3 ein Flußdiagramm des Strömungsmusters von zirkulierenden Gasen im oberen Teil der Löschkammer und

Fig.4 eine Seitenansicht des Ringbrenners im Schnitt

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, weist ein Schlackenbadvergaser einen feuerfest ausgekleideten, unter Druck stehenden Vergaserschacht 1 auf, in den Kohle oder kohlenstoffhaltiger Brennstoff von oben eingefüllt wird, to Sauerstoff und Dampf werden in den Vergaserschacht 1 über Blasdüsen 2 eingebracht, um die Vergasung der Kohle zu begünstigen. Im Betrieb sammelt sich eine Schmelze aus Schlacke in einem abgeschrägten Feuerraum 3 und wird periodisch über eine Schlackenabstichöffnung 4 in einen Wasservorrat 5 in einer Löschkammer 6 abgelassen, wo die Schlacke gelöscht wird, bevor sie zu einem Fülltrichter (nicht dargestellt) in Form einer dichten, kleinkörnigen Fritte befördert wird. Die Löschkammer 6 ist am unteren Ende des Vergaserschachtes 1 über einen Einsatzflansch 7 befestigt.

Wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht, ist das

untere Ende eines Metallrohres 8 am Flansch 7 und das obere Ende desselben an einem ringförmigen Metallblock 9 befestigt, der einen Ringbrenner 10 konzentrisch unterhalb der Schlackenabstichöffnung 4 trägt.

Vorzugsweise ist der Brenner (der nachfolgend noch beschrieben v\ird) vom Düsenmischringtyp und besteht allgemein aus einem Gasring 11 rrrt Gasauslässen 12 und einem Luftring 13 mit Luftauslässen 14. Der Brenner wird von einem Metallring 19 gehalten, der einen Flansch 20 enthält. Der Flansch 20 (und daher auch der Ring 19) ist am Metallblock 9 durch Schrauben 21 lösbar befestigt.

Bei Betrieb des Vergasers werden sekundäre, die Verbrennung unterstützende Gase oder Gasgemische dem Brenner 10 von einem Rohrring 15 mit Auslaßöffnungen 16 an entsprechenden gleichmäßig beabstandeten Stellen um den Ring herum zugeführt. Der Strömungsweg dieser Gase verläuft aufwärts in Richtung zum Brenner 10 und erzeugt Strömungswege, wie sie in F i g. 3 dargestellt sind. Die Gase oder Gasgemische zirkulieren um den oberen Teil der Löschkammer 17 und im Bereich 18, der durch den Einsatzflansch 7 und das Metallrohr 8 gebildet wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Ringbrenners 10 ist in F i g. 4 dargestellt und weist einen Körper 22 mit ringförmigen Gas- und Luftkanälen 23 und 24 auf, die

übereinander angeordnet sind und jeweils mit Gas und Luft über Einlasse 25 bzw. 26 versorgt werden. Eine innere, ringförmige, schräg verlaufende Wand 28 des Ringbrennerkörpers 22 hat eine Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten Gas- ,;nd Luftauslaßöffhungen 12 und 14, die in zwei Reihen übereinander angeordnet sind, von denen jede mit ihrer entsprechenden Gas- oder Luftzuführungskammer 23, 24 in Verbindung steht. Beim Schlackenabstich fällt Schlacke durch die Schlackenabstichöffnung 27 und die Mitte des Brenners 10 hindurch. Früher traten Schwierigkeiten auf, wenn die Schlacke den Brenner verschmutzte und ihn beschädigte. Der bevorzugte, oben beschriebene Ringbrenner hat eine schräg verlaufende, Wand 28 und meidet den Weg der geschmolzenen Schlacke, so daß keine Verschmutzung des Brenners mehr auftritt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Ringbrenner in separaten Betriebsweisen betrieben werden kann, d. h. er kann zwischen gasreichen und sauerstoffreichen Gemischzuständen betrieben werden.

Wenn der Brenner mit einem sauerstoffarmen Gasgemisch betrieben wird, findet eine Kohlenstoffbildung statt, und diese ist insofern nützlich, als die Flamme eine Kohlenstoffschicht als Schutzüberzug auf der Unterseite des Schlackenabstiches erzeugen kann. Dadurch wird ein Angriff auf die Unterseite durch das bei der Vergasung erzeugte Eisen verhindert.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung ist darin zu

sehen, daß bei mit sauerstoffreicheD) Gemisch betriebenem Brenner der überschüssige Sauerstoff mit dem in der Schlacke gelösten Kohlenstoff reagiert, so daß eine exothermische Reaktion herbeigeführt wird, die die Temperatur der geschmolzenen Produkte im Feuerraum erhöht. Dadurch wird offensichtlich die Aktivität der rückständigen Brennstoff-Bestandteile im Vergasungsprozeß erhöht.

Wenn der Brenner vor dem Schlackenabstich gedrosselt wird, ist es vorteilhaft, die Primärluft, die über die Luftauslaßöffnungen 14 zugeführt wird, auf eine niedrige Grenze zu reduzieren und den Sauerstoff, der zur Aufrechterhaltung der Verbrennung am Brenner 10 erforderlich ist, über den Rohrring 15 als sekundären Sauerstoff zuzuführen. Dies geschieht deshalb, weil, wenn die Luft dem Brenner von der Primärluftzufuhr zugeführt wird, diese einen übermäßigen Aufwärtsschub durch die Schlackenabstichöffnung hervorruft, welcher zu einer Dispersion des Schlackenstroms während des Schlackenabstichs führt. Bei Zuführung des sekundären Sauerstoffs aus dem Rohrring 15 wird diese Dispersion sehr stark reduziert.

Ferner hat die Anordnung den Vorteil, daß bei einem Brenner, dem Sauerstoff durch eine primäre und eine sekundäre Zuführeinrichtung zugeführt wird, die Flamme des Brenners eine bessere Stabilität und festere Erscheinungsform aufweist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schlackenbadvergaser, bestehend aus einem Vergaserschacht, aus einer oben angeordneten Aufgabevorrichtung für kohlenstoffhaltigen Brennstoff, aus Blasdüsen für Sauerstoff und Dampf, aus einem Sammelraum für die Schlacken- und Eisenschmelze, der unten eine Schlackenabstichöffnung zum periodischen Ablassen aufweist, aus einer darunter befindlichen Löschkammer, aus einem innerhalb der Löschkammer angeordneten, konzentrisch an der Unterseite der Schlackenabstichöffnung angeordneten Ringbrenner mit nach innen zeigenden Öffnungen an Zuführungskammern für Brenngas und Luft, und aus einem oberhalb der Löschflüssigkeit angeordneten Gaseinlaß, d a durch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaß ein Rohrring (15) mit Austrittslöchern für Luft oder ein C>2-CG2-Gemisch ist, der unmittelbar oberhalb des Löschflüssigkeitsspiegels angeordnet ist und der einen größeren Durchmesser hat als der Ringbrenner (10).

2. Schlackenbadvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrring (15) in der Nähe der Wand der Löschkammer (6) angeordnet ist.

3. Schlackenbadvergaser nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenumfang des Ringbrenners (10) schräg verlaufende Wände (28) hat.