DE2935992C2

DE2935992C2 - Vorrichtung zur Druckentspannung von Reaktoren

Info

Publication number: DE2935992C2
Application number: DE19792935992
Authority: DE
Inventors: Igol Moskva Achmatov; Evgenij Moskva Avraamov; Friedrich Dr. DDR 9230 Brand-Erbisdorf Berger; Vasilij Fedotov; Vladimir Gavrilin; Ernest Dr. Gudymov; Peter Dr. DDR 9200 Freiburg Göhler; Aleksander Jegorov; Klaus-Otto Dr. Kuhlbrodt; Dieter Dr. König; Klaus Lucas; Nikolaj Moskovsk Majdurov; Manfred Dr. DDR 9200 Freiburg Schingnitz; Vladimir Dr. Semenov
Original assignee: Brennstoffinstitut Freiberg
Current assignee: Noell Energie- und Entsorgungstechnik 09599 GmbH
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1979-09-06
Publication date: 1985-01-03
Also published as: ATA621779A; AU527883B2; DE2935992A1; TR20858A; FR2437437A1; GR65679B; HU184604B; PL218569A1; FR2437437B1; YU40380B; AT372698B; DD145026A3; PL123057B1; CS220581B1; YU235979A; AU5114579A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Druckentspannung von Reaktoren gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 2.

Das in derartigen Reaktoren erzeugte Gas kann direkt oder nach weiterer Aufbereitung als Heizgas. Synthesegas. Reduktionsgas. Mischkomponente für andere Gase, vorzugsweise Stadtgas u. a. verwendet werden. Staubförmige Brennstoffe sind dabei auf Staubfeinheit zerkleinerte Braunkohle und/oder Steinkohle sowie staubfein zerkleinerte feste kohlenstoffhaltige Rückstände der Kohleveredlung und der Erdölaufbereitung sowie feste, kohlenstoffhaltige organische Materialien entsprechender Feinheit anderer Herkunft (beispielsweise Holzabfälie. Altreifen. Kunststoffabfall).

Aus der DE-AS 24 25 962 ist ein Reaktor zur Vergasung staubförmiger Brennstoffe unter höherem Druck bekannt, bei dem innerhalb eines äußeren Druckgefäßes ein aus miteinander verschweißten Rohren bestehender Kühlschirm angeordnet ist. der mit Wasser beaufschlagt ist. Der Kühlschirm begrenzt einen Reaktionsraum, in dem bei Temperaturen in der Regel oberhalb der Schmelztemperatur der Brennstoffasche der staubförmige Brennstoff mit Sauerstoff zu einem brennbaren Gas umgesetzt wird. Zwischen dem Kühlschirm und dem äußeren Druckmantel ist eine Isolierschicht angeordnet, die außen aus Isoliersteinen und zum Kühlsehirm hin aus Isolier-Füilmaterial besteht, Zwischen beiden Teilschichten ist eine Trennfuge vorgesehen, die es ermöglichen soll, nach Abheben eines Deckels des Druckmantels den Kühlschirm komplett mit der ihn umhüllenden Isolierteilschicht aus dem Druckmantel herauszuheben. Die Trennfuge und die Isolierschichten können mit einem Inertgas gespült werden. Dazu ist am Druckmantel je ein Zuführungs- und ein Abführungsstutzen für das Inertgas vorhanden. Eine schnelle Entspannung des Reaktionsraumes z. B. beim Abschalten oder bei Betriebsstörungen ist auf diese Weise jedoch nicht möglich.

Aus der US-PS 28 79 148 sind Gasgeneratoren zur Vergasung staubförmiger Brennstoffe unter Druck bekannt, bei dem das heiße Gas und die Schlacke gemeinsam über eine öffnung nach unten aus dem Reaktionsraum abgeführt werden. Insbesondere bei diesen Gas- generatoren hat sich die Entspannung der heißen, unter Druck stehenden Gase aus dem Reaktionsraum bei Außerbetriebnahme und in Havariesituationen als ein besonderes technisches Problem erwiesen. Es ist möglich, nach Einstellung der Zufuhr der Reaktionsmedien zum Reaktionsraum das heiße, beispielsweise unter einem Druck von 20 bis 50 bar stehende Gas wie im Normalbetrieb über die gemeinsame Austrittsöffnung für Gas und flüssige Schlacke aus dem Reaktionsraum abzuleiten, eine Abkühlung des Gases durch Einspritzen von Wasser. Einleiten in einen Wascher oder auch geeignete Maßnahmen vorzunehmen und anschließend auf den Umgebungsdruck zu entspannen. Der erste Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß bei Ausfall des staubförmigen Brennstoffes am Brenner bis zum Schließen der Sauerstoffzufuhr eine bestimmte Menge an Sauerstoff in den Reaktorraum gelangt. Bei der vorgeschlagenen Entspannung gelangt das Sauerstoff enthaltende Gas in die nachgeschalteten Anlagenteile und führt dort zu einer Gefährdung. Der zweite Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß bei einem Verschluß der Auslaßöffnung durch erstarrte Schlacke und/oder durch sich von der Reaktorwandung lösende Schlackeanhaftungen und Feuerfestmaterialteile eine Entspannung des Gases nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, die eine schnelle Entspannung der heißen Gase bei Außerbetriebnahme und bei Havariezuständen kontinuieriich ohne Gefährdungen und Beeinträchtigungen der Vorrichtung selbst und der nachgtichaltcU-n Anlagenteile bei minimalem Einsatz von Inertgasen. Kühlmedien und Hilfsenergien gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 oder 2 angegebenen Mitteln gelöst.

Bei beiden erfindungsgemäßen Lösungen strömt das unter Druck stehende heiße Gas bei der Druckentspannung des Reaktors aus dem Reaktionsraum durch den Spalt im Kühlschirm über den Spaltraum hinter dem Kühlschirm zu dem geöffneten Entspannungsstutzen bzw. über den Inertgasstutzen zur geöffneten Entspannungsleitung und kühlt dabei an der im Vergleich zum Gas kalten Kühlschirmrückwand und am Mauerwerk ab. Damit ist ein gefahrloses Entspannen möglich.

Zur Beschleunigung der Entspannung kann ein Quenchrohr zur indirekten Kühlung nachgeschaltet werden.

Gemäß der Erfindung erfolgt somit die schnelle und gefahrlose Entspannung der heißen Gase aus dem Reaktionsraum ohne Beeinträchtigung durch anfliegende oder angeworfene Schlacketeile, ohne zusätzlichen Aufwand an inerten Gasen und ohne zusätzliche Wasserkühlung oder Wassereindüsung, wobei sich eine wirksame Abkühlung der heißen Gase und gleichzeitig eine gewisse Vermischung mit dem Inertgas beim Durchströmen des Spaltraumes ergibt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung ausführlich

beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung mit separatem Entspannungsstutzen,

Fig.2 eine Vorrichtung mit gemeinsamem Stutzen für Entspannung und Inertgaszuführung.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 1 besteht aus einem Brennereinsatz 1, einem Blechmantel 2, einem Wassermantel 3 zur Kühlung eines Drucknantels 4. einer Ausmauerung 5 zum Schutz des Druckmantels 4, einem Spalt 6 als Verbindung zwischen dem Reaktionsraum 8 und einem Spaltraum 10. einem Kühlschirm 7, einer Ablauföffnung zum gemeinsamen Abführen von Gas und Schlacke und einem Spaltraum 10 hinter dem Kühlschirm 7. Ein Inertgasstutzen 11 dient der Zuführung eines Inertgases in den Spaltraum 10 und über einen Entspannungsstutzen 12 erfolgt die Entspannung des Reaktors über den Spalt 6 und den Spaltraum 10 zwischen der Ausmauerung 5 und dem Kühlschirm 7.

Die Entspannung des Reaktors mit der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung läuft in folgender Weise ab:

Nach Öffnen des Entspannungsstutzens 12 strömt das heiße, unter Druck stehende Gas aus dem Reaktionsraum 8 durch den Spalt 6 in den Spaltraum 10 hinter dem Kühlschirm 7. Auf dem Wege vom Spalt 6 zum Entspannungsstutzen 12 wird das Gas am Kühischirm 7 und an der Ausmauerung 5 abgekühlt und gefahrlos durch den Entspannungsstutzen 12 abgeführt.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 2 besteht aus dem Brennereinsatz 1, dem Blechmantel 2, dem Wassermantel 3 für die Kühlung des Druckmantels 4, dem Spalt 6 als Verbindung zwischen dem Reaktionsraum 8 und dem Spaltraum 10, dem Kühlschirm 7, dem Reaktionsraum 8, der Öffnung zum gemeinsamen Abführen von Gas und Schlacke 9 und dem Spaltraum 10 hinter dem Kühlschirm 7. Von außen führt der Stutzen 11 zum Spaltraum 10 zwischen dem Kühlraum 7 und der Ausmauerung 5. An den Stutzen 11 angeschlossen sind eine Inertgaszuführung 13 und eine Entspannungsleitung 14.

Die Entspannung des Reaktors mit der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung läuft in folgender Weise ab:

Nach Schließen der zweckmäßig im unteren Drittel des Reaktors angeordneten Inertgaszuführung 13 wird die Entspannungsleitung 14 geöffnet. Nachfolgend läuft der Entspannungsvorgang wie bei der Vorrichtung nach F i g. 1 ab.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

50

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Druckentspannung von Reaktoren für die Vergasung staubförmiger Brennstoffe unter Druck zwischen 5 und 50 bar zur Erzeugung H₂- und CO-haltiger Gase, die aus einem Blechmantel, einem Wassermantel, einem Druckmantel. einer Ausmauerung und aus einem Kühlschirm mit dazwischenliegendem Spaltraum besteht, in den ein Stutzen zur Zuführung eines Inertgases mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum (8) im oberen Drittel des Reaktors über einen Spalt (6) mit dem Spaltraum (10) verbunden und an diesen ein während des Betriebes geschlossener Entspannungsstutzen (12) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung zur Druckentspannung von Reaktoren für die Vergasung staubförmiger Brennstoffe unter Druck zwischen 5 und 50 bar zur Erzeugung Hr und CO-haltiger Gase, die aus einem Blechmantel, einem Wassermantel, einem Druckmantel. einer Ausmauerung und aus einem Kühischirm mit dazwischenliegendem Spaltraum besteht, in den ein Stutzen zur Zuführung eines Inertgases mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum (8) im oberen Drittel des Reaktors über einen Spalt (6) mit dem Spaltraum (10) verbunden und r-n den Inertgas-Zuführstutzen (11) eine während des Betriebes geschlossene Entspannungsleitung (14) angeschlossen ist.