DE2940933A1

DE2940933A1 - Loeschring- und tauchrohrbaugruppe fuer einen reaktionsbehaelter

Info

Publication number: DE2940933A1
Application number: DE19792940933
Authority: DE
Inventors: Americo Richard Catena; Allen Maurice Robin
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1978-11-06
Filing date: 1979-10-09
Publication date: 1980-05-14
Also published as: JPS5564834A; CA1118601A; GB2034446B; AU528379B2; BR7906948A; ZA795066B; JPS5863035U; JPS598989Y2; US4218423A; DE2940933C2; IN149727B; GB2034446A; AU5149379A

Description

Patentanwalt 3. September 1979

Dr. Gerhard Schupfner _{T Q35 7g DE} Kirchenstraße 8

2110 Buchholz/Nordheide (D § 74,639)

TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION

2000 Westchester Avenue White Plains, N.Y. 10650

V. St. A.

LÖSCHRING- UND TAUCHROHRBAUGRUPPE FÜR EINEN REAKTIONSBEHÄLTER

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Die Erfindung betrifft eine Löschring- und Tauchrohrbaugruppe für einen Reaktionsbehälter mit einer feuerfest ausgekleideten Reaktionskammer, die einen unteren Auslaß und einen die feuerfeste Auskleidung tragenden Boden umfaßt.

Bei der Vergasung von Kohle oder Koks fallen große Mengen an Schmelzschlacke an, die aus dem unter einem hohen Druck arbeitenden Gasgeneratorbehälter entfernt werden muß. Zum Abführen der auf diese Weise erzeugten Schlacke sind die Reaktionsbehälter üblicherweise in zwei Abschnitte unterteilt, nämlich einen oberen Abschnitt, der aus einer feuerfest ausgekleideten Reaktionskammer besteht, und einen unteren Abschnitt, der eine wassergefüllte Löschkammer bildet. Die Schmelzschlacke kann in das Wasser fallen, wobei sie erstarrt, wonach die feste Schlacke über ein Schleusentrichtersystem aus dem unteren Behälterabschnitt abgeführt wird. Der zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Gasgenerators befindliche Generatorboden muß gekühlt werden, und diese Kühlung erfolgt vermittels eines durch Schrauben an der Bodenfläche befestigten Löschrings, durch den Wasser umgewälzt wird. Außerdem hat sich als vorteilhaft erwiesen, ein sogenanntes Tauchrohr vorzusehen, durch welches die Schlacke zusammen mit dem aus dem Gasgenerator austretenden Gas in die Löschkammer und in das in dieser befindliche Löschbad eingeführt wird, in welcher sie erstarrt.

Anordnungen vom vorstehend beschriebenen Typ sind aus den früheren Patenten der Anmelderin wie z.B. der US-PS 2 818 326, Eastman u.a., A.T. 31. 12. 1957 und US-PS 2 896 927, Nagle u.a., A.T. 28. 7. 1959, ersichtlich. Bei diesen bekannten Anordnungen von Löschring und Tauchrohr weist der Löschring um seine Ränder herum eine enge Ringöffnung auf, durch welche ein Kühlwasserstrom gegen die Tauchrohrinnenseite gerichtet wird. Mit dieser Anordnung ist sehr schwierig, die benötigte Abmessungsgenauigkeit und Stabilität einzuhalten, so daß bei

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Verstopfung eines Teils der zur Kühlwasserabgabe in das Tauchrohr dienenden öffnung die Kühlung des Tauchrohrs ungleichförmig wird und es zu Verwerfungen kommen kann, die eine Beschädigung zur Folge haben. Hinzu kommt, daß die Löschringe und Tauchrohre bekannter Ausführung als zusammenhängende Einheit ausgeführt sind, was eine kostenaufwendige Herstellung bedingt.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Löschring- und Tauchrohrbaugruppe hoher Betriebszuverlässigkeit zu schaffen, die zudem einfacher in der Herstellung ist.

Die zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Löschring- und Tauchrohrbaugruppe vom eingangs genannten Typ ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen zur Aufnahme von Kühlwasser dienenden, gegen den unteren Auslaß anbringbaren Ringkanal, ein zum Ableiten heißer Gase und Zuführen von Schmelzschlacke aus dem Auslaß in ein unter diesem befindliches Löschwasserbad dienendes Tauchrohr, eine zur Befestigung des den Ringkanal umgebenden Tauchrohrs dienende Halterung und mehrere zur gerichteten Führung des Kühlwassers gegen die Innenseite des Tauchrohrs und Verhinderung des Anhaftens von Schlacke an diesem dienende Durchlässe.

Der Ringkanal ist dabei gegen den Boden der Reaktionskammer befestigbar, im Querschnitt U-förmig ausgebildet und umgibt den unteren Auslaß der Reaktionskammer. Das Tauchrohr ist vermittels einer Halterung in einer den Ringkanal umgebenden Lage befestigt und ragt in das Löschwasserbad hinein. Der Ringkanal ist mit Anschlüssen zum Zuführen von Kühlwasser versehen. Die Durchlässe für die Kühlwasserabgabe sind in gegenseitigen Abständen um den Umfang des Ringkanals verteilt angeordnet und können entsprechend einer weiteren Ausgestaltung zwecks Vermeidung von Verstopfung an oberhalb des Bodens

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des Ringkanals befindlichen Stellen in diesen münden. Außerdem können diese Durchlässe schräg nach unten und radial nach außen und in Umfangsrichtung schräg verlaufend angeordnet sein, damit es zu einer Verwirbelung des gegen die Tauchrohrinnenseite abgegebenen Kühlwassers kommt und das Anhaften von Schlacke an dieser verhindert wird.

Weitere Merkmale, sowie die Vorteile der erfindungsgemäßen Baugruppe sind im nachfolgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein schematischer Längsschnitt durch einen Gasgenerator, der mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Baugruppe versehen ist,

Fig. 2 ein in einem größeren Maßstab gehaltener

Teilquerschnitt zur Darstellung der gegenseitigen Zuordnung von Löschring und Tauchrohr entsprechend einer Ausführungsform,

Fig. 3 eine Draufsicht in einem etwas kleineren Maßstab entlang der Linie 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 ein Fig. 2 entsprechender Teilquerschnitt

einer weiteren Ausführungsform des Löschrings,

Fig. 5 ein Teilquerschnitt der Ausführungsform von Fig. 4 entlang der Linie 5-5 von Fig. 6, mit Darstellung eines Einlaßanschlusses für Kühlwasser am Löschring,

Fig. 6 eine Draufsicht in einem etwas kleineren

Maßstab auf die Ausführungsform entsprechend den Figuren 4 und 5, und

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Fig. 7 ein Teilaufriß entlang der Linie 7-7 von

Fig. 6, zur Veranschaulichung der Anordnung eines Kühlwasserdurchlasses.

Wie oben ausgeführt, ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Baugruppe insbesondere für Verfahrensanwendungen geeignet, bei denen ein Generator- oder Reaktionsbehälter mit einer feuerfest ausgekleideten Reaktionskammer eingesetzt wird und große Mengen an Schmelzschlacke anfallen. Reaktionsbehälter dieser Art weisen einen unteren Auslaß auf, durch den die Schmelzschlacke hindurchfallen kann, wobei heiße Gase gleichzeitig ebenfalls durch diesen Auslaß abgezogen werden. Bei bekannten Ausführungen wird der Boden des Reaktionsbehälters vermittels eines Löschrings gekühlt, und die Schmelzschlacke wird durch ein Tauchrohr hindurch in das unterhalb befindliche Löschwasserbad eingeleitet. Zur Kühlung des Tauchrohrs und um zu verhindern, daß die Schlacke an der Tauchrohrwandung anhaftet, gibt der Löschring einen Kühlwasserstrom gegen die Tauchrohrinnenwandung ab. Dabei können jedoch Schwierigkeiten aufgrund ungleichmäßiger Berieselung der Tauchrohrwände mit Kühlwasser entstehen. Das hat wiederum eine ungleichförmige Erhitzung und damit Betriebsstörungen aufgrund Verwerfen und dgl. zur Folge.

Der in Fig. 1 dargestellte Reaktionsbehälter 11 ist mit einer feuerfesten Auskleidung 12 versehen, welche die Reaktionskammer 15 umgibt. Ein unterer Auslaß an der Reaktionskammer 15 umfaßt einen engen Halsabschnitt 16, welcher in eine verbreiterte öffnung 17 übergeht, die mit dem Innenraum 18 eines Tauchrohrs 21 oberhalb eines Löschwasserbads 22 in Verbindung steht.

Die feuerfeste Auskleidung 12 des Gasgenerators oder Reaktionsbehälters stützt sich gegen einen Boden 25 ab, der durch einen

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Löschring 26 gekühlt wird. Das Tauchrohr 21 ist auf die Außenseite des Löschrings 26 aufgepaßt und in senkrechter Richtung durch eine aus mehreren waagerechten Verstrebungen 29 bestehende Halterung gehalten. Das Tauchrohr 21 kann dabei in der Weise ausgelegt sein, daß es auf den Löschring aufschiebbar ist. Stattdessen kann das Tauchrohr auch vermittels einer (hier nicht dargestellten) Schweißverbindung oder dgl. mit dem Löschring verbunden sein.

Das Löschrohr 21 läßt sich vor Befüllung des Löschwasserbads 22 mit Löschwasser durch eine untere Flanschöffnung 27 des Reaktionsbehälters 11 hindurch in senkrechter Richtung von unten her einführen.

Der Löschring 26 kann in unterschiedlicher Weise entsprechend der in den Figuren 2 und 3 oder der in den Figuren 4-7 dargestellten Ausführungsform ausgebildet sein. Bei beiden Ausführungsformen wird Kühlwasser zum Innenraum des Löschrings 26 zugeführt. Die Kühlwassereinspeisung erfolgt dabei wie angedeutet über eine mit dem Löschring 26 verbundene Wasserspeiseleitung 30. Vorzugsweise sind zwei Wasserspeiseleitungen an um den Umfang des Löschrings 26 um 180° zueinander versetzten Stellen mit diesem verbunden.

Wie aus den Teilansichten der Figuren 2 und 3 ersichtlich, kann der Löschring 26 die Form eines Ringkanals von U-förmigem Querschnitt 33 zur Aufnahme des Kühlwassers aufweisen. Der Löschring 26 ist unmittelbar mit der Unterseite des Bodens 25 des Generatorbehälters verbunden. Zur Befestigung kann der Löschring beispielsweise durch mehrere Bolzen 3 4 gehalten sein, die durch den Boden 2 5 und wie dargestellt durch den Boden des Löschrings 26 durchgeführt sind. Die Bolzen 34 sind beispielsweise in eine oberhalb des Bodens 25 befindliche Klemmplatte 3 7 eingeschraubt. Bei dieser Anordnung ist auf jeden Bolzen 34 selbstverständlich eine Mutter 38 aufgeschraubt,

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In Fig. 3 ist ein Anschlußnippel 41 dargestellt, der zur Befestigung der das Kühlwasser zum Kanal 33 zuführenden Wasserspeiseleitung 30 dient.

Mehrere kurze Durchlässe 42 sind in gegenseitigen Abständen um den ganzen Umfang des Löschrings 26 durchgebohrt und zur Innenseite des Tauchrohrs 21 abgewinkelt. Die Durchlässe verlaufen außerdem schräg zur Umfangsrichtung, damit eine Verwirbelung des gegen die Tauchrohrinnenseite gerichteten Kühlwassers erzielt wird.

Ein konstruktiver Vorteil der erfindungsgemäßen Baugruppe gegenüber vorbekannten Ringschlitzanordnungen für die Kühlwasserabgabe gegen das Tauchrohr ist bereits oben genannt, indem die einzelnen Durchlässe groß genaug gemacht werden können, um kleine Rußteilchen durchzulassen, die üblicherweise vom Umwälzkühlwasser mitgeführt werden. Außerdem können die Anzahl der Bohrungen und ihr gegenseitiger Abstand so bemessen sein, daß sich eine ausreichend hohe Wassergeschwindigkeit bei bestimmten Durchsätzen und damit eine ausreichende Kühlwirkung ergibt. Sollte es trotzdem zu einem Verstopfen eines oder zweier Durchlässe kommen, nimmt die Durchsatzgeschwindigkeit des Wassers durch die übrigen Durchlässe zu, was eine stärkere Verwirbelung zur Folge hat und eine gleichförmige Berieselung der Tauchrohrwandung aufrecht erhält.

In den Figuren 4-7 ist eine weitere Ausführungsform mit unterschiedlicher Ausbildung des Löschrings und der an diesem befindlichen Kühlwasserdurchlässe dargestellt. Der U-förmige Kanal 45 weist im Vergleich zu dem Kanal 33 bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 eine wesentlich engere, einen engen Kanal begrenzende Ringöffnung auf. Der Löschring 46 umfaßt in diesem Falle ebenfalls mehrere Durchlässe 49, deren Wirkungsweise der der Durchlässe 42 in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich ist.

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In der Ausführungsform nach den Figuren 4-7 sind die Durchlässe 49 unter einem ähnlichen Winkel zur Tauchrohroberfläche gebohrt, münden jedoch in den (den Kühlwasserkanal bildenden) Ringkanal 45 an erheblich über dem Kanalboden liegenden Stellen. Daher können sich im Kühlwasser enthaltene Feststoffteilchen, welche ansonsten zu einer Verstopfung der Durchlässe führen könnten, am Känalboden absetzen.

Genau wie in der ersten Ausführungsform sind die Durchlässe 49 bei der zweiten Ausführungsform schräg zur Umfangsrichtung versetzt. Diese Ausrichtung ist aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich und dient dazu, die erwünschte Verwirbelung des Kühlwassers herbeizuführen.

Bei der zweiten Ausführungsform wird Kühlwasser dem Ringkanal 45 über eine oder mehrere Anschlußbohrungen 50 zugeführt, welche jeweils wie aus Fig. 5 ersichtlich an eine Kühlwasserleitung 53 angeschlossen sind. Der Anschluß kann in beliebiger Weise ausgeführt sein und z.B. aus der in Fig. 5 angedeuteten Schweißverbindung 54 bestehen.

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ΑΛ

Leerseite

Claims

Patentansprüche :

1. Löschring- und Tauchrohrbaugruppe für einen Reaktionsbehälter mit einer feuerfest ausgekleideten Reaktionskammer, die einen unteren Auslaß und einen die feuerfeste Auskleidung tragenden Boden umfaßt, gekennzeichnet durch einen zur Aufnahme von Kühlwasser dienenden, gegen den unteren Auslaß (16, 17) anbringbaren Ringkanal (33, 45), ein zum Ableiten heißer Gase und Zuführen von Schmelzschlacke aus dem Auslaß in ein unter diesem befindliches Löschwasserbad (22) dienendes Tauchrohr (21), eine zur Befestigung des den Ringkanal umgebenden Tauchrohrs dienende Halterung (29) und mehrere zur gerichteten Führung des Kühlwassers gegen die Innenseite des Tauchrohrs und Verhinderung des Anhaftens von Schlacke an diesem dienende Durchlässe (42, 49).

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (42, 49) nach unten und in Radialrichtung nach außen und zur Erzeugung von Wirbelbildung im Kühlwasser schräg zur Umfangsrichtung verlaufen.

3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (33, 45) im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist.

4. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (33, 45) mit Kühlwasseranschlüssen (41, 50) versehen ist.

5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (49) zwecks Vermeidung von Verstopfung an oberhalb des Bodens des Ringkanals (45) befindlichen Stellen in diesen münden.

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ORIGINAL INSPECTED

Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ringkanal (33, 45) gegen den Boden (25) der Reaktionskammer (15) gehalten ist, das Tauchrohr (21) bis in das Löschwasserbad (22) nach unten geführt ist, und die Durchlässe in Umfangsrichtung in gegenseitigen Abständen um den Umfang des Ringkanals (33, 45) herum verteilt angeordnet sind.

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