DE2950749A1

DE2950749A1 - Fine grained or liquid fuel gasifier - with tangential inlet and axial outlet in circular disc shaped gasifier

Info

Publication number: DE2950749A1
Application number: DE19792950749
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen 4720 Beckum Janich
Original assignee: Individual
Current assignee: Pks-Engineering & Co Kg 4720 Beckum De GmbH
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1979-12-17
Publication date: 1981-06-25
Also published as: DE2950749C2

Abstract

A reactor for the gasification of fine-grained or liquid fuels at high pressures and temperatures has the shape of a chamber with a rotational symmetry relative to the horizontal axis and with a sump at the bottom. The chamber has a greater radial extent than its axial length and receives the gasifying agent through a tangential pipe. The outlet for the gas is in the centre of the chamber and in the axial direction. The fuel is admitted through an annulus concentric to the gas outlet or with the gasifying agent. This reactor has small overall dimensions. It produces fast and complete oasification and a gas which is free from slag and ash.

Description

Vorrichtung zur Vergasung feinkörniger oderDevice for gasification of fine-grained or

flüssiger Brennstoffe.liquid fuels.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vergasung feinkörniger oder flüssiger Brennstoffe unter hohem Druck und hoher Temperatur, enthaltend einen Reaktor mit einem im unteren Reaktorbereich vorgesehenen Schlackensumpf, ferner mit wenigstens einem Einlaß für den Brennstoff, wenigstens einem Einlaß für ein Vergasungsmittel sowie mit einem Auslaß für das Gas.The invention relates to a device for gasifying fine-grained or liquid fuels under high pressure and high temperature containing a Reactor with a slag sump provided in the lower reactor area, furthermore with at least one inlet for the fuel, at least one inlet for one Gasification means as well as with an outlet for the gas.

Bei einer bekannten Vergasungsvorrichtung der erwähnten Art, wie sie z.B. in "VGB Kraftwerkstechnik" 59, Heft 7, Juli 1979, auf den Seiten 564 bis 568 beschrieben ist, wird ein etwa senkrechter, schachtförmiger Reaktor benutzt, der einen relativ hohen Vergasungsraum enthält, dessen unterer Abschluß durch einen Schlackensumpf gebildet wird, während sich an sein oberes Ende eine erweiterte Kühlkammer anschließt. Vergasungsmittel und Brennstoffe werden von der Reaktorwand her so in den Vergasungsraum eingeführt, daß sie etwa an den Innenwänden entlanggeführt werden.In a known gasification device of the type mentioned, as she e.g. in "VGB Kraftwerkstechnik" 59, issue 7, July 1979, on pages 564 to 568 is described, an approximately vertical, shaft-shaped reactor is used, the contains a relatively high gasification chamber, the lower end of which by a Slag sump is formed, while at its upper end there is an extended cooling chamber connects. Gasification agents and fuels are so in from the reactor wall introduced the gasification chamber so that they are guided along the inner walls.

Hierbei ergibt sich eine nach oben gerichtete Bewegungskomponente, wodurch die umlaufende Strömung in eine aufwärts gerichtete Strömung übergeht. Da in der aufwärts gerichteten Strömung jedoch die Schleppkräfte des Vergasungsmittels gegenüber den Massenkräften der Brennstoffteilchen überwiegen, werden diese schnell aus dem Bereich der größten Energiedichte in einen niedrigeren Temperaturbereich getragen, wodurch die gewünschte restlose Vergasung nicht erreicht werden kann.This results in an upward movement component, whereby the circulating flow changes into an upward flow. There in the upward flow, however, the drag forces of the gasification agent outweigh the mass forces of the fuel particles, they become fast from the area of greatest energy density to a lower one Temperature range worn, whereby the desired complete gasification can not be achieved.

Wollte man diesem Nachteil entgegenwirken, d.h.If one wanted to counteract this disadvantage, i.e.

eine längere Verweilzeit des Brennstoffes im Vergasungsraum erreichen, so ließe sich dies zwar mit Hilfe einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit und größeren Höhe erreichen, was jedoch wiederum zu einem erhöhten Bauaufwand mit entsprechend großen Raumbedarf führte.achieve a longer residence time of the fuel in the gasification chamber, so this could be done with the help of a lower flow velocity and Reach greater height, which, however, in turn leads to increased construction costs with accordingly large space requirements.

Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist ferner, daß die zu vergasenden Brennstoffe häufig mit den in der Regel wassergekühlten Reaktorwänden in Berührung kommen und dadurch zumindest zum Teil bis unter die Vergasungstemperatur abkühlen, wodurch sich ein recht ungünstiger Vergasungswirkungsgrad einstellt.Another disadvantage of this known design is that the to gasifying fuels often with the usually water-cooled reactor walls come into contact and thereby at least partially to below the gasification temperature cool down, resulting in a rather unfavorable gasification efficiency.

Da ferner die im Reaktor erzeugten Nutzgase üblicherweise einem Dampferzeuger zugeführt werden, müssen sie zunächst in einem Zyklon oder dgl. von mitgeführten Feststoffteilchen gereinigt werden.Furthermore, since the useful gases generated in the reactor are usually a steam generator be supplied, they must first be carried along in a cyclone or the like Solid particles are cleaned.

Ein solcher Zyklon bedingt jedoch neben den baulichen Kosten einen erheblichen zusätzlichen Raumbedarf.However, besides the structural costs, such a cyclone requires one considerable additional space required.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie bei verhältnismäßig kleinen baulichen Abmessungen eine relativ schnelle, im wesentlichen vollständige Vergasung der zugeführten Brennstoffe ermöglicht und ein von Schlacken- und Asche- teilchen weitgehend befreites Nutzgas erzeugt.The invention is therefore based on the object of providing a device of to train initially mentioned type so that they are relatively small structural Dimensions a relatively rapid, essentially complete gasification of the supplied Fuels and a slag and ash- particles largely liberated useful gas generated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reaktor die Form einer rotationssymmetrischen Kammer aufweist, deren radiale Erstreckung größer als ihre axiale Erstreckung ist, daß ferner der Einlaß für das Vergasungsmittel am Umfang der Kammer etwa tangential angeordnet ist und daß der Auslaß für das Gas im Zentrum der Kammer vorgesehen und axial ausgerichtet ist.According to the invention, this object is achieved in that the reactor has the shape of a rotationally symmetrical chamber, the radial extent of which is greater than its axial extent that also the inlet for the gasification agent is arranged approximately tangentially on the circumference of the chamber and that the outlet for the gas is provided in the center of the chamber and is axially aligned.

Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausführungsform ein verhältnismäßig niedriger, flacher Reaktor.In contrast to the known device results from the inventive Embodiment a relatively low, shallow reactor.

Zumindest aufgrund der tangentialen Einführung des Vergasungsmittels vom Umfang her sowie durch den zentralen, axial ausgerichteten Gasauslaß ergibt sich innerhalb der Kammer des Reaktors, in der die Vergasung der Brennstoffe stattfindet, eine ständig mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Strömung, von der die Kammer etwa spiralförmig von außen nach innen, d.h. zur Kammerachse hin gerichtet durchströmt wird.Bei den sich einstellenden Strömungsverhältnissen überwiegen die auf die Brennstoffteilchen wirkenden Zentrifugalkräfte gegenüber den Schleppkräften der erzeugten Strömung, so daß die Brennstoffteilchen sich immer wieder nach außen bewegen und in der Kammer umlaufen, wobei sie auch an dem im unteren Teil des Reaktors vorgesehenen Schlackensumpf und der Zone der höchsten Temperatur vorbeistreichen und dabei immer wieder erneut gezündet werden, so daß auf diese Weise die Brennstoffteilchen immer wieder in die Zone höchster Energiedichte geführt und dadurch praktisch restlos vergast werden können.At least because of the tangential introduction of the gasification agent results from the circumference and through the central, axially aligned gas outlet inside the chamber of the reactor in which the gasification of the fuels takes place, a constant circulating current at high speed, of which the chamber is about Flows through it spirally from the outside to the inside, i.e. directed towards the chamber axis In the flow conditions that arise, those on the fuel particles predominate acting centrifugal forces against the drag forces of the generated flow, so that the fuel particles keep moving outwards and into the chamber circulate, and they also at the slag sump provided in the lower part of the reactor and pass the zone of highest temperature and included be ignited again and again, so that in this way the fuel particles repeatedly led into the zone of highest energy density and thus practically completely can be gassed.

Aufgrund der geschilderten Strömungsverhältnisse in der Reaktorkammer wirkt auf die in dieser Kammer befindlichen Brennstoff-, Asche- und Schlackenteilchen einerseits die nach außen (zum Umfang hin) gerichtete Zentrifugalkraft und andererseits die nach innen zum Gasaustritt gerichtete Schleppkraft der Gasströmung.. Die auf die Teilchen einwirkenden Kräfte lassen sich rechnerisch wie folgt ausdrücken: Wählt man die Bezeichnungen Z = Zentrifugalkraft S = Schleppkraft der spiralförmig nach innen gerichteten Strömung d = Durchmesser eines Feststoffteilchens 2t= = spezifisches Gewicht des Teilchens g = Erdbeschleunigung vu = tangentiale Geschwindigkeitskomponente der Gas strömung Vr = radiale Geschwindigkeitskomponente der Gas strömung R = Zähigkeit des Gases r. = Radius der Austrittsöffnung der Reaktorkammer, so läßt sich die Zentrifugalkraft Z (ri), die auf ein um den Radius ri von der Kammerachse entferntes Feststoffteilchen wirkt, wie folgt ausdrücken: Die auf dieses Feststoffteilchen - im Abstand von der Reaktorkammerachse - wirkende Schlappkraft S der Gasströmung läßt sich nach dem Stokes'schen Gesetz wie folgt ausdrücken: S(ri) = 3 t d vr(r.) Setzt man Z (r.) und S (r.) einander gleich, so ermittelt man 1 den 1 Durchmesser do des theoretischen Grenzkornes folgendermaßen: Dies bedeutet, daß Teilchen mit einem Durchmesser 5 d im Schlackensumpf abgeschieden und vergast werden, während Teilchen mit einem Durchmesser do mit dem Nutzgas die Reaktorkammer verlassen.Due to the described flow conditions in the reactor chamber, the fuel, ash and slag particles in this chamber are acted on by the centrifugal force directed outwards (towards the circumference) on the one hand and the drag force of the gas flow directed inwards towards the gas outlet on the other Forces can be expressed mathematically as follows: If one chooses the terms Z = centrifugal force S = drag force of the spiral inwardly directed flow d = diameter of a solid particle 2t = = specific weight of the particle g = acceleration due to gravity vu = tangential velocity component of the gas flow Vr = radial velocity component the gas flow R = viscosity of the gas r. = Radius of the outlet opening of the reactor chamber, the centrifugal force Z (ri), which acts on a solid particle that is removed from the chamber axis by the radius ri, can be expressed as follows: The slack force S of the gas flow acting on this solid particle - at a distance from the reactor chamber axis - can be expressed according to Stokes' law as follows: S (ri) = 3 td vr (r.) If Z (r.) And S ( r.) are equal to each other, one determines 1 the 1 diameter do of the theoretical limit grain as follows: This means that particles with a diameter of 5 d are deposited and gasified in the slag sump, while particles with a diameter do leave the reactor chamber with the useful gas.

Da die tangentiale Geschwindigkeitskomponente der Gasströmung v u bei der Berechnung der Zentrifugalkraft quadratisch eingesetzt wird, die radiale Geschwindigkeitskomponente v r hingegen nur linear, ergibt sich für die erfindungsgemäße Reaktorkammer im Gegensatz zu den bekannten Flugstaub-Reaktorausführungen, bei denen der Strömungskraft des Vergasungsmittels lediglich die Masse eines Teilchens entgegenwirkt, eine wesentlich geringere Grenzkorn- größe d,, d.h. es werden nahezu alle Brennstoffteilchen im Reaktor vergast und im Schlackensumpf abgeschieden, so daß das axial aus dem Zentrum der Reaktorkammer abgeführte Nutzgas die Kammer weitgehend gereinigt verlassen kann.Since the tangential velocity component of the gas flow v u when calculating the centrifugal force is used quadratically, the radial Velocity component v r, on the other hand, is only linear, results for the one according to the invention Reactor chamber in contrast to the known fly ash reactor designs in which the flow force of the gasification agent is only counteracted by the mass of a particle, a significantly lower grain size limit size d ,, i.e. it will be almost all fuel particles in the reactor gasified and deposited in the slag sump, so that the useful gas discharged axially from the center of the reactor chamber largely drains the chamber can leave cleaned.

Dieser mit der vorliegenden Erfindung erreichte gute Abscheidegrad bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß für das im Reaktor erzeugte Gas kein besonderer Zyklon oder eine ähnliche Reinigungsvorrichtung erforderlich ist, wenn die Gase anschließend beispielsweise einem Abhitzekessel oder dgl. zugeleitet werden sollen.This good degree of separation achieved with the present invention has the further advantage that no special gas is generated in the reactor Cyclone or similar cleaning device is required when the gases then, for example, to be fed to a waste heat boiler or the like.

Die Brennstoffteilchen werden also in der Reaktorkammer gehalten, indem sie aufgrund der Wirkung der Zentrifugalkräfte stets wieder in Richtung des Kammerumfangs gefördert werden. Hierdurch kann - im Gegensatz zu der weiter oben beschriebenen bekannten Ausführung - somit auf einen erhöhten Steigraum zur Erreichung einer verbesserten Vergasung verzichtet werden, was entsprechend geringere Abmessungen des Reaktors und somit eine entsprechende Raum- und Materialersparnis zur Folge hat.The fuel particles are kept in the reactor chamber, by always moving back in the direction of the Chamber scope are funded. This allows - in contrast to the one above described known embodiment - thus on an increased climbing space to achieve an improved gasification can be dispensed with, resulting in correspondingly smaller dimensions of the reactor and thus a corresponding saving of space and material Has.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist in der Gehäuseumfangswand der Reaktorkammer wenigstens ein tangential in die Kammer einmündender Vergasungsmittel-Einiaßstutzen angeordnet. Hierdurch ergibt sich in zuverlässiger Weise die gewünschte spiralförmige Strömung in Richtung auf die Kammerachse.According to a favorable embodiment of the invention is in the housing peripheral wall the reactor chamber has at least one gasifying agent inlet nozzle opening tangentially into the chamber arranged. This results in the desired spiral shape in a reliable manner Flow in the direction of the chamber axis.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn in wenigstens einer Gehäusestirnwand der Reaktorkammer ein etwa zylindrischAs Gasauslaßrohr koaxial zur Kammer angeordnet ist und frei in diese Kammer hineinragt. Wenn a* diese Weise das eine Ende des Gasauslaßroores ein gewisses Maß in das Innere der Reaktorkammer hineinragt, dann stellt sich in der Kammer eine von den Außenwänden zur mittleren Kammerebene gerichtete Strömuw ein, wodurch die Brennstoffteilchen von den im allgemeinen gekühlten Kammerwänden ferngehalten werden können, damit sie stets auf einer Mindestvergasungstemperatur gehalten werden können.It is also useful if in at least one housing end wall The reactor chamber has an approximately cylindrical gas outlet tube arranged coaxially with the chamber and protrudes freely into this chamber. If a * this way one end of the gas outlet hole a certain amount protrudes into the interior of the reactor chamber, then turns into the chamber has a flow directed from the outer walls to the middle chamber level a, thereby removing the fuel particles from the generally cooled chamber walls can be kept away so that they are always at a minimum gasification temperature can be held.

Generell kann die Reaktorkammer entweder mit etwa horizontaler Achse oder mit etwa lotrechter Achse aufgeführt sein.In general, the reactor chamber can either have an approximately horizontal axis or with an approximately vertical axis.

Für die Vergasung der Brennstoffe in der Reaktorkammer können Sauerstoff bzw. Luft und Wasserdampf oder aber auch beispielsweise durch Reaktorwärme aufgeheizte inerte Gase verwendet werden.Oxygen can be used for the gasification of the fuels in the reactor chamber or air and steam or, for example, heated by reactor heat inert gases are used.

In diesem Falle ergibt sich ein äußerst kompakt auf- gebauter Reaktor, der sich durch verhältnismäßig kleine Abmessungen, seinen verhältnismäßig hohen Vergasungswirkungsgrad und seine weitgehende Reinigung von Asche- und Schlacketeilchen auszeichnet.In this case, the result is an extremely compact built Reactor, which is relatively small due to its relatively small dimensions high gasification efficiency and its extensive cleaning of ash and slag particles excels.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele. In der weitgehend schematisch gehaltenen Zeichnung zeigen Fig.1 eine Vertikalschnittansicht durch eine erste Ausführungsform des Reaktors mit horizontaler Achse; Fig.2 eine Querschnittsansicht des Reaktors entlang der Linie II-IIt in Fig.1; Fig.3 und 4 zwei ähnliche Teil-Querschnittsansichten wie Fig.2, jedoch von zwei modifizierten Ausführungsformen des in den Fig.1 und 2 gezeigten Reaktors; Fig.5 eine Querschnittsansicht durch eine weitere Ausführungsform des Reaktors, jedoch mit lotrechter Achse; Fig.6 eine Horizontalschnittansicht entlang der Linie VI-VI in Fig.5.Further details of the invention emerge from the remaining subclaims as well as from the following description of some illustrated in the drawing Embodiments. Show in the largely schematic drawing 1 shows a vertical sectional view through a first embodiment of the reactor with horizontal axis; Fig.2 is a cross-sectional view of the reactor along the Line II-IIt in Figure 1; 3 and 4 are two similar partial cross-sectional views as 2, but of two modified embodiments of that shown in FIGS Reactor; 5 shows a cross-sectional view through a further embodiment of the Reactor, but with a vertical axis; 6 is a horizontal sectional view along the line VI-VI in Fig.5.

Anhand der Fig.1 und 2 sei zunächst eine erste Ausführungsform des zur Vergasungsvorrichtung gehörenden Reaktors erläutert. Die neben dem eigentlichen Reaktor noch erforderlichen üblichen Vorrichtungsteile, wie z.B. Zuleitungen, Steuereinrichtungen und dgl., können in herkömmlicher Weise ausgeführt und zugeordnet sein. Der Reaktor selbst dient zur Vergasung von feinkörnigen oder flüssigen Brennstoffen, gegebenenfalls aber auch von einer Mischung aus feinkörnigen und flüssigen Brennstoffen, wobei diese Vergasung unter hohem Druck und hoher Temperatur im Reaktor durchgeführt wird.With reference to FIGS. 1 and 2, a first embodiment of the the gasifier belonging to the reactor explained. The next to the actual reactor The usual device parts that are still required, such as supply lines, control devices and the like., Can be designed and assigned in a conventional manner. The reactor itself is used to gasify fine-grained or liquid fuels, if necessary but also from a mixture of fine-grained and liquid fuels, whereby this gasification is carried out under high pressure and high temperature in the reactor.

Der Reaktor selbst ist in diesem Falle in Form einer rotationssymmetrischen Kammer 1 ausgeführt, deren Inneres einen Vergasungsraum 2 bildet. Dieser Vergasungsraum 2 ist etwa - wie Fig. 1 zeigt -kreisförmig bzw. kreisscheibenförmig ausgebildet und weist ein etwa trommelförmiges Gehäuse 3 auf, das im wesentlichen von einem Doppelmantel gebildet wird, der von einem Kühlmittel (z.B. Wasser) durchströmt wird. Wie Fig. 2 zeigt, sind die sich gegenüberliegenden beiden Gehäusestirnwände vorzugsweise flach nach außen gewölbt.The reactor itself is in this case in the form of a rotationally symmetrical one Chamber 1 executed, the interior of which forms a gasification chamber 2. This gassing room 2 is approximately - as FIG. 1 shows - circular or circular disk-shaped and has an approximately drum-shaped housing 3, which is substantially of a Double jacket is formed through which a coolant (e.g. water) flows. As FIG. 2 shows, the two opposite housing end walls are preferably arched flat outwards.

Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist die Reaktorkammer 1 mit im wesentlichen horizontal verlaufender Achse 4 ausgeführt und angeordnet, d.h. die Reaktorkammer 1 ist stehend angeordnet, mit im wesentlichen etwa vertikal verlaufenden Gehäusestirnwänden 3a, 3b. Die Reaktorkammer 1 ist - wie die Fig. 1 und 2 deutlich erkennen lassen - in ihrer radialen Er streckung R (von der Kammerachse 4 zur Umfangswand 3c) deutlich größer ausgeführt als in ihrer axialen Erstreckung A (Fig.2).In this first embodiment, the reactor chamber 1 is with essentially horizontally extending axis 4 made and arranged, i. e. the reactor chamber 1 is arranged upright, with substantially approximately vertical Housing end walls 3a, 3b. The reactor chamber 1 is - like FIGS. 1 and 2 clear can be seen - in its radial extension R (from the chamber axis 4 to the peripheral wall 3c) made significantly larger than in its axial extent A (FIG. 2).

In der Gehäuseumfangswand 3c der Reaktorkammer 1 ist wenigstens ein Vergasungsmittel-Einlaßstutz('n 5 angeordnet, der tangential in die Kammer 1 bzw. in deren Vergasungsraum 2 einmündet. Im Zentrum der Kammer 1 ist ein Gasauslaß vorgesehen und koaxial zur Kammerachse 4 ausgerichtet. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein geteilter Gasauslaß vorhanden, der einerseits durch ein koaxial zur Kammerachse 4 in der Gehäusestirnwand 3b angeordnetes erstes Gasauslaßrohr 6 und andererseits durch ein in der gegenüberliegenden GehAusestirnwand 3a angeordnetes zweites Gasauslaßrohr 7 gebildet wird. Beide Gasauslaßrohre 6, 7 sind etwa zylindrisch und mit gleichgroßem Durchmesser ausgeführt und sie ragen beide frei und gleich weit in das innere der Kammer 1 bzw. in deren Vergasungsraum 2 hinein, wobei sie sich an ihren einander zugewandten Enden mit genügend großem Abstand gegenüberliegen.In the housing circumferential wall 3c of the reactor chamber 1 is at least one Gasifying agent inlet connection ('n 5 arranged, which is tangential into the chamber 1 resp. opens into the gasification chamber 2. A gas outlet is provided in the center of the chamber 1 and aligned coaxially to the chamber axis 4. In this embodiment, a split gas outlet available, on the one hand by a coaxial to the chamber axis 4 arranged in the housing end wall 3b first gas outlet pipe 6 and on the other hand through a second gas outlet pipe arranged in the opposite housing end wall 3a 7 is formed. Both gas outlet pipes 6, 7 are approximately cylindrical and of the same size Diameter and they both protrude freely and equally far into the interior of the Chamber 1 or into its gasification chamber 2, where they are connected to each other facing ends are opposite at a sufficiently large distance.

Von den beiden Gasauslaßrohren 6, 7 ist lediglich das erste (Rohr 6) koaxial und mit Abstand von einem Mantelrohr 8 umgeben, so daß zwischen dem Gaseinlaßrohr 6 und dem Mantelrohr 8 ein Ringspalt 9 vorhanden ist. Auf der Außenseite des Gehäuses 3 ist an das Mantelrohr 8 ein Einlaßstutzen 10 angeordnet, der beispielsweise mit einer Kühlgas-Zuführleitung in Verbindung stehen kann. Das innere Ende des Mantelrohres 8 ragt etwas kürzer als das Gasauslaßrohr 6 in das innere der Vergasungskammer 2 hinein, wie Fig. 2 erkennen läßt.Of the two gas outlet pipes 6, 7 only the first (pipe 6) surrounded coaxially and at a distance from a jacket tube 8, so that between the gas inlet pipe 6 and the jacket tube 8 an annular gap 9 is present. On the outside of the case 3, an inlet port 10 is arranged on the jacket pipe 8, for example with a cooling gas supply line can be in communication. The inner end of the jacket pipe 8 protrudes somewhat shorter than the gas outlet pipe 6 into the interior of the gasification chamber 2 into it, as can be seen in FIG.

Somit kann der Ringspalt 9 einerseits an eine Kühl- gas-Zuführleitung (über den Einlaßstutzen 10) und andererseits offen mit dem Innern der Kammer 1 verbunden sein. Im Mündungsbereich des Ringspalt 9 können ferner Dralleinbauten 11, beispielsweise in Form von Führungsleisten oder dgl., angeordnet sein, damit die hier einzuführenden Kühlgase oder sonstigen Mittel etwa tangential in den Vergasungsraum 2 eingeleitet werden können. Letzteres kann jedoch auch mit Hilfe von tangential ausgerichteten Ringdüsen erreicht werden.Thus, on the one hand, the annular gap 9 can be connected to a cooling gas supply line (via the inlet connection 10) and on the other hand openly connected to the interior of the chamber 1 be. In the mouth area of the annular gap 9, swirl fittings 11, for example In the form of guide strips or the like. Be arranged so that the to be introduced here Cooling gases or other means introduced approximately tangentially into the gasification chamber 2 can be. However, the latter can also be done with the help of tangentially aligned Ring nozzles can be reached.

Damit die im heißen Bereich der Reaktorkammer 1 liegenden Rohre 6, 7, 8 nicht überhitzt werden, können sie zumindest teilweise durch einen Doppelmantel gebildet sein, der von einem Kühlmittel (z.B. Kühlwasser) durchströmt wird.So that the tubes 6 lying in the hot area of the reactor chamber 1, 7, 8 are not overheated, they can at least partially by a double jacket be formed through which a coolant (e.g. cooling water) flows.

Im unteren Bereich der Reaktorkammer 1, d.h. im Bereich der unteren Umfangswand des Kammergehäuses 3 ist ein Schlackensumpf 12 vorgesehen. Dieser den Schlackensumpf 12 enthaltende untere Gehäuseteil besitzt eine feuerfeste Ausmauerung 13, die den Boden für den Schlackensumpf 12 bildet und durch die ein verschließbarer Ablaufkanal 14 für eine völlige Entleerung des Schlackensumpfes 12 hindurchgeführt ist. In Fig. 1 kann man ferner sehen, daß neben dem Schlackensumpf 12 ein Überlaufkanal 15 zum Abführen heißer Schlacke nach unten vorgesehen ist.In the lower area of the reactor chamber 1, i.e. in the area of the lower one A slag sump 12 is provided on the circumferential wall of the chamber housing 3. This den Lower housing part containing slag sump 12 has a refractory lining 13, which forms the bottom for the slag sump 12 and through which a closable Drainage channel 14 passed through for complete emptying of the slag sump 12 is. In Fig. 1 one can also see that in addition to the slag sump 12, an overflow channel 15 is provided for discharging hot slag downwards.

In diesem Ausführungsbeispiel bildet der tangentiale Vergasungsmittel-Einlaßstutzen 5 gleichzeitig auch den tangentialen Einlaß für die Brennstoffzuführung.In this embodiment the tangential gasifying agent inlet port forms 5 at the same time too the tangential inlet for the fuel supply.

Die Wirkungsweise der zuvor anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Ausführungsform der Vergasungsvorrichtung, insbesondere des Reaktors ist folgendermaßen: In den Vergasungsraum 2 der Reaktorkammer 1 werden die zu vergasenden Brennstoffe (gestrichelte Pfeile 16) zusammen mit den Vergasungsmitteln (Pfeile 17) über den Einlaßstutzen 5 tangential eingeführt. Gemäß Fig. 1 ist dabei die tangentiale Einführungsstelle, d.h. die Mündung des Einlaßstutzens 5, so gewählt, daß Vergasungsmittel und Brennstoffe über die Oberfläche der heißen Schlacke im Schlackensumpf 12 vorbeigeführt wird. HW Vergasungsraum 2 ergibt sich eine etwa spiralförmige, zur Kammerachse 4 hin gerichtete Strömung. Hierbei wirken die Zentrifugalkräfte der Strömung starker auf die Brennstoffteilchen ein als die Schleppkräfte der Strömung, wodurch die eingeführten Brennstoffteilchen mehrfach im Umlauf wieder nach außen bewegt werden, dabei in den Bereich des Schlackensumpfes 12 gelangen, wo sie immer erneut wieder gezündet werden, und somit immer wieder in den Bereich des Vergasungsraumes gelangen, in dem die höchste Energiedichte herrscht, so daß eine vollkommene oder nahezu vollkommene Vergasung der eingeführten Brennstoffteilchen und somit ein besonders hoher Wirkungsgrad der Vorrichtung ermöglicht ist.The mode of operation of the embodiment previously explained with reference to FIGS. 1 and 2 the gasification device, in particular the reactor, is as follows: In the Gasification chamber 2 of reactor chamber 1, the fuels to be gasified (dashed lines Arrows 16) together with the gasification agents (arrows 17) via the inlet connection 5 introduced tangentially. According to FIG. 1, the tangential introduction point is i.e. the mouth of the inlet port 5, chosen so that gasification agents and fuels is passed over the surface of the hot slag in the slag sump 12. HW gasification chamber 2 results in an approximately spiral-shaped, directed towards the chamber axis 4 Flow. The centrifugal forces of the flow act more strongly on the fuel particles a than the drag forces of the flow, causing the introduced fuel particles be moved outwards again several times in circulation, in the process in the area of the slag sump 12 reach, where they are ignited again and again, and thus again and again get into the area of the gasification room where the highest energy density prevails, so that a complete or almost complete gasification of the introduced fuel particles and thus a particularly high efficiency of the device is made possible.

Durch die Wirkung der Zentrifugalkraft in der Spiralströmung können jedoch auch die Asche- und Schlackenteile nahezu vollständig im Schlackensumpf 12 niedergeschlagen und von dort abgezogen werden.Due to the effect of centrifugal force in the spiral flow you can however, the ash and slag parts are also almost completely in the slag sump 12 knocked down and withdrawn from there.

Während der so ablaufenden Vergasung der Brennstoffe werden die von Asche- und Schlacketeilchen gereinigten Nutzgase über die beiden Gasauslaßrohre 6, 7 im Zentrum der Kammer 1 axial abgezogen.During the gasification of the fuels that takes place in this way, those of Ash and slag particles cleaned useful gases via the two gas outlet pipes 6, 7 withdrawn axially in the center of the chamber 1.

Der Abscheideeffekt der Asche- und Schlacketeilchen aus den erzeugten Gasen kann evtl.noch dadurch verbessert werden, daß im Bereich der zentralen Gasabzugsöffnungen, also der Gasauslaßrohre 6, 7, ein konzentrisches Schaufelgitter vorgesehen wird, das mit der Richtung der Spiralströmung entgegengesetzt gekrümmten Schaufeln versehen ist. Hierdurch wird ein Übergang von einer Potentialströmung in eine Rotationsströmung erzwungen. Auf diese Weise wird den evtl. zur Mitte gelangten Staubteilchen eine stark gekrümmte Bahn aufgezwungen, mit der Folge einer verstärkten Trennwirkung.The separation effect of the ash and slag particles from the generated Gases can possibly be improved by the fact that in the area of the central gas outlet openings, so the gas outlet pipes 6, 7, a concentric blade grille is provided, provided with blades curved in the opposite direction to the direction of the spiral flow is. This results in a transition from a potential flow to a rotational flow forced. In this way, the dust particles that may have reached the center become one strongly curved path imposed, with the result of an increased separation effect.

Zur Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit der Strömung im Zentrumsbereich des Vergasungsraumes 2 sowie außerdem zur Verfestigung evtl. mitgeführter klebender Schlackenteilchen können über den Einlaßstutzen 10 und den Ringspalt 9 noch kühlere inerte Gase mit hoher Umlaufgeschwindigkeit in den Vergasungsraum 2 eingeleitet werden. Außerdem ergibt sich durch die frei in das Innere des Vergasungsraumes 2 hineinragenden Gasauslaßrohre 6,7 eine Strömungstendenz von den Außenwänden der Kammer 1 zu deren mittlerer Ebene, wodurch die Brennstoffteilchen daran gehindert werden, ihre Wärme an die gekühlten Wände des Gehäuses 3 abzugeben.To increase the angular velocity of the flow in the central area of the gasification chamber 2 as well as any adhesive that may be carried along for consolidation Slag particles can be even cooler via the inlet connection 10 and the annular gap 9 inert gases with high circulation speed in the gassing room 2 are initiated. In addition, the result is freely into the interior of the gasification chamber 2 protruding gas outlet pipes 6.7 a flow tendency from the outer walls of the Chamber 1 to its middle level, whereby the fuel particles are prevented are to give their heat to the cooled walls of the housing 3.

Während bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel die feinkörnigen oder flüssigen Brennstoffe durch denselben Einlaß wie das Vergasungsmittel tangential in den Vergasungsraum 2 eingeführt werden, könnte die Brennstoffzuführung jedoch auch gesondert erfolgen, beispielsweise auch durch den Einlaßstutzen 10 und den Ringspalt 9. Im letzteren Falle könnte man dann eine gesonderte tangentiale Kühlgaszuführung dirc.kt an einem oder an beiden Gasauslaßrohren 6, 7 vorsehen. Bei einer tangentialen Brennstoffzuführung über den Ringspalt 9 (vgl. Fig. 2) gelangt der Brennstoff aufgrund der auf ihn einwirkenden Zentrifugalkräfte gewissermaßen im Gegenstrom in die Zone höchster Energiedichte und wird dabei verhältnismäßig rasch und intensiv vergast. Da ferner die Brennstoffteilchen bei dieser Art der Einführung in den Vergasungsraum 2 an dem Gasauslaßrohr 6 entlanggeführt wird, kann hier bereits ein beachtlicher wärmewirtschaftlicher Vorteil erzielt werden, indem die Brennstoffe erwärmt und das abzuführende Gas gekühlt wird. Dieser Wärmeaustauscheffekt kann ggfs. so gesteigert werden, daß das aus dem Gasauslaßrohr abzuführende Gas auf ein für den nachgeschalteten Dampferzeuger unschädliches Maß herabgekühlt wird, so daß auf diese Weise keine gesonderte Zuführung von Kühlgas mehr erforderlich ist.While in the embodiment explained above, the fine-grained or liquid fuels tangentially through the same inlet as the gasifier be introduced into the gasification chamber 2, the fuel supply could, however also take place separately, for example also through the inlet port 10 and the Annular gap 9. In the latter case, a separate tangential cooling gas feed could then be used Provide directly on one or on both gas outlet pipes 6, 7. With a tangential The fuel arrives through the annular gap 9 (see FIG. 2) the centrifugal forces acting on it, so to speak, in countercurrent into the zone highest energy density and is gassed relatively quickly and intensively. Furthermore, since the fuel particles in this type of introduction into the gasification chamber 2 is guided along the gas outlet pipe 6, a considerable amount can already be achieved here Thermal economic advantage can be achieved by heating the fuels and the gas to be discharged is cooled. This heat exchange effect can possibly be increased in this way be that the gas to be discharged from the gas outlet pipe on a for the downstream Steam generator is cooled down to a harmless level, so that in this way no separate supply of cooling gas is required.

Fig. 3 zeigt eine gegenüber dem Beispiel der Fig.1 und 2 etwas abgewandelte Ausführungsform der Reaktorkammer 1'. Die Reaktorkammer 1' besitzt im wesentlichen zunächst die gleiche rotationssymmetrische Grundform wie die der Fig.1 und 2; das trifft auch auf die radialen und axialen Abmessungen zu.FIG. 3 shows a somewhat modified version compared to the example in FIGS Embodiment of the reactor chamber 1 '. The reactor chamber 1 'has essentially initially the same rotationally symmetrical basic shape as that of FIGS. 1 and 2; the also applies to the radial and axial dimensions.

Der wesentliche Unterschied dieser in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform ist zunächst einmal darin zu sehen, daß nur in der einen Stirnwand 3b' des wassergekühlten Gehäuses 3' ein etwa zylindrisches Gasauslaßrohr 6' koaxial zur Kammerachse 4' angeordnet ist. Auch in diesem Falle ragt das Gasauslaßrohr 6' bis in das Innere des Vergasungsraumes 2' frei hinein. In dem Bereich der anderen Gehäusestirnwand 3a', der dem Gasauslaßrohr 6' axial gegenüberliegt, ist ein gegen diesesGasauslaßrohr 6' vorstehender, zum Kammerinnern hin geschlossener Verdrängerkörper 20 vorgesehen. Dieser Verdrängerkörper 20 kann etwa den gleichen Außendurchmesser wie das Gasauslaßrohr 6' besitzen und auch etwa gleich weit in das Innere des Vergasungsraumes 2' hineinragen.The main difference between this embodiment illustrated in FIG. 3 is first of all to be seen in the fact that only in one end wall 3b 'of the water-cooled Housing 3 'an approximately cylindrical gas outlet pipe 6' arranged coaxially to the chamber axis 4 ' is. In this case too, the gas outlet pipe 6 'protrudes into the interior of the gasification chamber 2 'free in. In the area of the other housing end wall 3a ', the gas outlet pipe 6 'is axially opposite, is a against this gas outlet pipe 6' protruding, for Displacement body 20 closed towards the inside of the chamber is provided. This displacer 20 can have approximately the same outer diameter as the gas outlet pipe 6 'and also protrude about the same distance into the interior of the gasification chamber 2 '.

Die zu vergasenden Brennstoffe können hier in der gleichen Weise, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, über wenigstens einen tangential in die Reaktorkammer 1' einmündenden Vergasungsmittel-Einlaßstutzen eingeführt werden. Das Gasauslaßrohr 6' ragt in diesem Falle auf der Außenseite der Reaktorkammer 1' in eine koaxial zu ihm angeordnet, etwa zylindrische Kühlkammer 21 hinein.The fuels to be gasified can be used here in the same way, as shown in Fig. 1, over at least one tangential gasification agent inlet stubs opening into the reactor chamber 1 'are introduced. The gas outlet pipe 6 'protrudes in this case on the outside of the reactor chamber 1' in an approximately cylindrical cooling chamber 21 arranged coaxially to it.

Im Übergangsbereich vom Gasauslaßrohr 6' zur Kühlkammer 21 befindet sich ein Ringspalt 22 (gegebenenfalls mit eingebauten Leitschaufeln), der über einen Anschlußstutzen 23 mit einer nicht näher dargestellten Kühlgas-Zuführleitung in Verbindung steht und einen tangentialen Kühlgas-Einlaß in die Kühlkammer 21 bildet, wodurch das aus dem Vergasungsraum 2' kommende Gas in dieser Kühlkammer 21 auf die erforderliche Temperatur herabgeführt werden kann, bevor es zu einem Abhitzekessel oder dergleichen weitergeleitet wird.Located in the transition area from the gas outlet pipe 6 'to the cooling chamber 21 an annular gap 22 (possibly with built-in guide vanes), which has a Connection piece 23 with a cooling gas supply line not shown in detail in Is connected and forms a tangential cooling gas inlet into the cooling chamber 21, whereby the gas coming from the gasification chamber 2 'in this cooling chamber 21 on the required temperature can be brought down before it becomes a waste heat boiler or the like is forwarded.

Eine weitere Ausführungsvariante zum Beispiel der Fig.1 und 2 sowie teilweise zur Variante der Fig.3 sei im folgenden anhand der Fig.4 beschrieben.Another embodiment variant, for example of FIGS. 1 and 2 as well as partially to the variant of FIG. 3 is described below with reference to FIG.

Auch in dieser Ausführungsvariante ist die Reaktorkammer 1" im wesentlichen in der gleichen rotationssymmetrischen Grundform ausgeführt wie die der FIg.3, d.h. bei gleichen radialen und axialen Abmessungen wie in den Fig.1 und 2 sowie mit nur einem zylindrischen Gasauslaßrohr 6" in der einen Gehäusestirnwand 3b" und einem diesem Gasauslaßrohr 6" axial gegenüberliegenden, zum Kammerinneren hin geschlossnen Verdrängerkörper 20" im Bereich der anderen Gehäusestirnwand 3a". Gleichartig konstruierte Teile dieser Reaktorkammer 1" sind mit denselben Bezugszeichen wie in den Fig.1 bis 3, jedoch unter Zufügung eines Doppelstriches bezeichnet, so daß sich deren nochmalige Beschreibung erübrigt.In this embodiment, too, the reactor chamber 1 ″ is essentially ″ executed in the same rotationally symmetrical basic shape as that of Fig. 3, i.e. with the same radial and axial dimensions as in Figures 1 and 2 and with only a cylindrical gas outlet pipe 6 "in one housing end wall 3b" and one this gas outlet pipe 6 "axially opposite, closed towards the interior of the chamber Displacement body 20 "in the area of the other housing end wall 3a". Constructed in the same way Parts of this reactor chamber 1 ″ are the same Reference number as in Figures 1 to 3, but denoted with the addition of a double line, so that their repeated description is superfluous.

Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen mündet in diesem Falle das Gasauslaßrohr in eine koaxial dazu auf der Außenseite der zugehörigen Gehäusestirnwand 3b" angeordnete zylindrische Auslaßkammer 25 ein, die sich - vgl. Fig.4 - koaxial zur Reaktorkammerachse 4" von der Stirnwand 3b" weg erstreckt. An ihrem axial äußeren Ende weist die Auslaßkammer 25 einen koaxial zum Gasauslaßrohr 6" bzw.In contrast to the previous exemplary embodiments, it opens into In this case, the gas outlet pipe in a coaxial therewith on the outside of the associated Housing end wall 3b "arranged cylindrical outlet chamber 25, which - cf. 4 - extends away from the end wall 3b "coaxially to the reactor chamber axis 4". At At its axially outer end, the outlet chamber 25 has a coaxial with the gas outlet pipe 6 "or

zur Reaktorkammerachse 4" liegenden Gasaustrittsstutzen 25a auf, während die Auslaßkammer 25 an ihrem entgegengesetzten Ende über einen das Gasauslaßrohr 6" umgebenden Ringspalt 25b mit dem Innern der rotationssymmetrischen Reaktorkammer 2" in Verbindung steht. Dieser Ringspalt 25b kann entweder durch eine entsprechende Ausformung auf der Außenseite des Gasauslaßrohres 6" (wie dargestellt) etwas verengt sein oder in ihm können irgendwelche geeigneten Dralleinbauten vorgesehen sein.to the reactor chamber axis 4 ″ lying gas outlet nozzle 25a, while the outlet chamber 25 at its opposite end via a gas outlet pipe 6 "surrounding annular gap 25b with the interior of the rotationally symmetrical reactor chamber 2 "is in connection. This annular gap 25b can either be through a corresponding Forming on the outside of the gas outlet pipe 6 "(as shown) narrowed somewhat be or in it any suitable swirl fittings can be provided.

Die Auslaßkammer 25 ist in der dargestellten Form von einem Ringraum 26 umgeben, an den ein Rohranschluß 26a herangeführt ist, der mit irgendeiner Quelle zum Heranführen eines Sekundärmittels in Verbindungsteht. Ferner sind in der Umfangswand 25c der Auslaßkammer 25 mehrere über die Länge und den Umfanq gleichmäßig verteilte Sekundärmittel-Einlaß-(2i) düsen angeordnet, die tangential in die Auslaßkammer 25 sowie gegen den Ringspalt 25b gerichtet sind.The outlet chamber 25 is in the form shown of an annular space 26 surrounded, to which a pipe connection 26a is brought up, which with some source for bringing in a secondary agent. Also in the peripheral wall 25c of the outlet chamber 25 several evenly distributed over the length and circumference Secondary agent inlet (2i) nozzles arranged tangentially into the outlet chamber 25 and are directed against the annular gap 25b.

Ferner ist ein Brennstoffzuführrohr 28 vorgesehen, das in diesem Falle von der Gehäusestirnwand 3a" her zunächst die Reaktorkammer 1" und dann das Gasauslaßrohr 6" koaxial durchsetzt, wobei seine Mündung 28a etwa in der Ebene liegt, in der das Gasauslaßrohr 6" in die Auslaßkammer 25 ausmündet.Furthermore, a fuel supply pipe 28 is provided, which in this case from the housing end wall 3a "first the reactor chamber 1" and then the gas outlet pipe 6 "penetrated coaxially, its mouth 28a lying approximately in the plane in which the Gas outlet pipe 6 ″ opens into the outlet chamber 25.

Dieses Brennstoffzuführrohr 28 ist in seinem Außendurchmesser wesentlich kleiner gehalten als der Innendurchmesser des Gasauslaßrohres 6", so daß sich zwischen diesem Gasauslaßrohr 6" und dem Brennstoffzuführrohr 28. ein Ringspalt 6"a ergibt, durch den das den Vergasungsraum 2" verlassende Nutzgas in die Auslaßkammer 25 geleitet wird.This fuel supply pipe 28 is essential in its outer diameter kept smaller than the inner diameter of the gas outlet pipe 6 ", so that between this gas outlet pipe 6 "and the fuel supply pipe 28 result in an annular gap 6" a, through which the useful gas leaving the gasification chamber 2 ″ is passed into the outlet chamber 25 will.

Zweckmäßig sind in diesem Ringspalt 6a noch Dralleinbauten 29 (beispielsweise in Form von Drallleisten) vorgesehen. Im Beispiel der Fig.4 ist das Brennstoffzuführrohr 28 in Form einer Lanze (vorzugsweise einer wassergekühlten Lanze) ausgebildet, die an eine Brennstoffzuführleitung (nicht dargestellt) angeschlossen ist. Das Brennstoffzuführrohr 28 könnte jedoch auch gleichermaßen als Rohrförderschnecke ausgebildet sein.In this annular gap 6a, swirl fittings 29 (for example in the form of swirl bars). In the example of Figure 4 is the fuel supply pipe 28 in the form of a lance (preferably a water-cooled lance) which is connected to a fuel supply line (not shown). The fuel feed pipe However, 28 could equally well be designed as a pipe screw conveyor.

Wie sich weiterhin der Fig.4 entnehmen läßt, mündet das Brennstoffzuführrohr 28 mit axialem Abstand vor einem koaxial in der Auslaßkammer 25 angeordneten Verdrängungskörper 30 aus, der in der dargestellten Weise rotationssymmetrisch ausgebildet sein kann und dabei in Achsrichtung etwa tropfenförmig verläuft (mit zum Gasaustrittsstutzen 25a gerichteter Spitze).As can also be seen from FIG. 4, the fuel supply pipe opens 28 at an axial distance in front of a displacement body arranged coaxially in the outlet chamber 25 30, which can be designed to be rotationally symmetrical in the manner shown and runs roughly drop-shaped in the axial direction (with the gas outlet nozzle 25a directed tip).

## rhalb #er Reaktorkammer ', d.h. im Vergasungsum 2", eiqebe ich mit Hilfe des tangential vom ng her eingeführten Verg@sungsmittels etwa die gleichen Strömurgsverh'Itniss, wie sie ar Beispiel der Fig.1 und 2 geschildert ord sind. Die i Vergasungsraum 2" erzeugten Nutzgase verlassen durch das Gasauslaßrohr 6" bzw. durch den Ringspait 6"a den Vergasungsraum 2" und treten dann mit einem Drall unmittelbar in die Auslaßkammer 25 in der Weise ein, daß sich eine zum Casaustrittsstutzen 25a hin gerichtete innere Rotationsströmung (in Form einer Kernströmung) 45 ergibt. In diese Rotationsströmung 45 wird der Brennstoff (Pfeile 16) über das Brennstoffzuführrohr 28 eingegeben, so daß er zunächst von dieser inneren Rotationsströmung 45 mitgenommen wird. Gleichzeitig wird über den Rohranschluß 26a, den Ringraum 26 und die Einlaßdüsen 27 ein Sekundärmittel (Pfeile 17a) tangential in der Weise in die Auslaßkarnmer 25 eingeleitet, daß eine im gleichen Drehsinn wie die innere Rotationsströmung 45, jedoch zum Ringspalt 25b hin gerichtete, umlaufende Mantelströmung 46 nach Art einer Potentialströmung erzeugt wird. Als Sekundärmittel kann hier rückgeführtes inertes Kühlgas oder ein Teil des Vergasungsmittels verwendet werden, das vom Umfang her direkt in die Reaktorkammer 1" eingeführt wird. In der Austrittskammer 25 überlagert die Mantelströmung 46 die Rotationsströmung 45. Hierbei wird der über das Brennstoff zuführrohr 28 eingeführte Brennstoff unter der Wirkung der Zentrifugalkraft und der gleichgerichteten Strömungskraft aus dem rotierenden Nutzgasstrom, also aus der inneren Rotationsströmung 45 ausgetragen, und er gelangt so in die überlagernde Mantelströmung 46, von der er schließlich - nach einigem Wechsel zwischen Mantel- und Rotationsströmung - durch den Ringspalt 25b in die Vergasungskammer 2" mitgenommen wird, in der er sich im Gegenstrom zur spiralförmig nach innen gerichteten Strömung (Pfeile 17) weiter nach außen bewegt, wie es anhand der Fig.1 und 2 beschrieben worden ist. ## rhalb #er reactor chamber ', i.e. in the gasification area 2 ", I agree about the same with the help of the gasifying agent introduced tangentially from the ng Strömurgsverh'Itniss as they are shown in the example of FIGS. 1 and 2. The useful gases generated i gasification chamber 2 "leave through the gas outlet pipe 6" or through the annular space 6 "a the gasification chamber 2" and then enter with a twist directly into the outlet chamber 25 in such a way that one leads to the outlet nozzle 25a directed inner rotational flow (in the form of a core flow) 45 results. The fuel (arrows 16) is fed into this rotational flow 45 via the fuel supply pipe 28 entered, so that it is initially carried along by this inner rotational flow 45 will. At the same time via the pipe connection 26a, the annular space 26 and the inlet nozzles 27 a secondary means (arrows 17a) tangentially in the way in the outlet chamber 25 initiated that one in the same direction of rotation as the inner rotational flow 45, however, directed toward the annular gap 25b, circumferential jacket flow 46 in the manner of a Potential flow is generated. Recirculated inert material can be used here as a secondary medium Cooling gas or part of the gasification agent can be used, which is limited in size is introduced directly into the reactor chamber 1 ″. In the outlet chamber 25 superimposed the sheath flow 46 the rotational flow 45. Here, the over the fuel feed pipe 28 introduced fuel under the action of centrifugal force and the rectified flow force from the rotating useful gas flow, i.e. from of the internal rotational flow 45 carried out, and he gets so into the superimposed mantle flow 46, from which he finally - after some change between jacket and rotational flow - through the annular gap 25b into the gasification chamber 2 "is taken, in which it is directed in countercurrent to the spiral inward Flow (arrows 17) moved further outwards, as described with reference to FIGS has been.

Durch die intensive Vermischung des in die Auslaßkammer 25 eingebrachten Brennstoffes mit den heißen Nutzgasen der inneren Rotationsströmung 45 ergibt sich eine optimale Erwärmung des Brennstoffes vor seinem Eintritt in die Vergasungskammer 2". Gleichzeitig gibt das austretende Nutzgas dabei soviel Wärme an den Brennstoff (und teilweise auch an das Sekundärmittel der Mantelströmung 46) ab, daß eine gesonderte Beimischung von Kühlgas überflüssig wird, so daß sich bei diesem Reaktor eine äußerst gute Energiebilanz, eine besonders hohe, gleichmäßige Temperatur sowie eine sehr homogene Brennstoffverteilung im Reaktor ergibt. Diese Vorteile erlauben weiterhin eine Verringerung der Rcaktorabessungen bei äußerst günstigem Vergasungsvorgang.Due to the intensive mixing of the introduced into the outlet chamber 25 Fuel with the hot useful gases of the inner rotational flow 45 results an optimal heating of the fuel before it enters the gasification chamber 2 ". At the same time, the escaping useful gas gives so much heat to the fuel (and partly also to the secondary means of the sheath flow 46) that a separate Admixture of cooling gas is superfluous, so that in this reactor an extremely good energy balance, a particularly high, even temperature and a very homogeneous fuel distribution in the reactor results. These advantages continue to allow a reduction of the Rcaktorabessungen with extremely favorable gasification process.

Bei diesem Ausführungsbeispiel (Fig.4) ergibt sich also ein direkter Wärmeaustausch zwischen dem einzuführenden Brennstoff und den heißen Nutzgasen (im Gegensatz zu den obigen Schilderungen im Zusammenhang mit den Fig.1 und 2, bei denen über den Ringspalt 11 zugeführter Brennstoff indirekt erwärr1t werden kann).In this exemplary embodiment (FIG. 4), there is thus a direct one Heat exchange between the fuel to be introduced and the hot useful gases (im In contrast to the descriptions above in connection with FIGS. 1 and 2, in which fuel supplied via the annular gap 11 can be heated indirectly).

Entsprechend den physikalischen Gegebenheiten liegt der theoretische Grenzkorndurchmesser d bei dieser Reaktor-Ausführung sehr niedrig. Trotzdem kann es vorkommen, daß feinste Feststoffteilchen mit einem Durchmesser < d zusammen mit dem Nutzgas aus dem Reaktor austreten. Hierbei handelt es sich weitgehend um feinste plastische Schlacketeilchen, die in dem relativ kalten Gasauslaßrohr Verkrustungen bilden können. Bei einer Zuführung des Brennstoffes im Gegenstrom zur Gasströmung bzw. im Zentrum (beispielsweise in Fig.2 über Einlaßstutzen 10 und Ringspalt 11 oder entsprechend Fig.4) treffen diese feinsten plastischen Schlackenteilchen mit den Brennstoffteilchen zusammen und agglomerieren mit diesen zu großen Teilchen, so daß auch diese feinsten Teilchen dann aufgrund der sich ergebenden Zentrifugalkräfte mit abgeschieden werden können. Bei der Ausführungsvariante gemäß Fig.4 kommt aufgrund der gleichgerichteten Zentrifugal- und Strömungskräfte sowie aufgrund der höheren tangentialen Geschwindigkeitskomponente des Grenzkornes noch hinzu, daß Teilchen 4 do dem Vergasungsraum 2" wieder zugeführt werden.The theoretical is based on the physical conditions Limiting grain diameter d in this reactor design is very low. Still can it can happen that very fine solid particles with a diameter <d together exit the reactor with the useful gas. These are largely finest plastic slag particles that are encrusted in the relatively cold gas outlet pipe can form. When the fuel is fed in countercurrent to the gas flow or in the center (for example in FIG or according to Fig. 4) meet these finest plastic slag particles the fuel particles together and agglomerate with these too large particles, so that even these finest particles are then due to the resulting centrifugal forces can be deposited with. In the embodiment variant according to FIG the rectified centrifugal and flow forces as well as due to the higher tangential velocity component of the boundary grain also adds that particle 4 do be fed back to the gasification chamber 2 ".

Durch die Einführung des Brennstoffes im Zentrum des Vergasungsraumes 2" bzw. der Auslaßkammer 25 wird der Gesamtabscheidegrad noch weiter positiv beeinflußt, indem eventuell noch in den Nutzgasen, die aus dem Vergasungsraum 2" austreten, vorhandene Feinstteilchen - wie vielfach bei Fliehkraftstaubabscheidern üblich - an den größeren Brennstoffteilchen anhaften und mit diesen wieder in den Vergasungsraum 2" zurückgetragen werden. Falls die Zuführung des Brennstoffes in die Auslaßkammer 25 mit Hilfe einer Förderlanze erfolgt, so wird dies mittels eines Treibgases geschehen, während die Zuhilfenahme eines Treibgases bei Vorhandensein einer Rohrförderschnecke (als Brennstoffzuführrohr) nicht erforderlich ist (somit geringerer Energieaufwand).By introducing the fuel in the center of the gasification room 2 "or the outlet chamber 25, the overall degree of separation is further positively influenced, by possibly still in the useful gases that exit from the gasification chamber 2 ", Existing fine particles - as is often the case with centrifugal dust separators - adhere to the larger fuel particles and return to the gasification chamber with them 2 "are carried back. If the supply of fuel in the outlet chamber 25 takes place with the help of a delivery lance, this is done by means of a Propellant gas happen while the aid of a propellant gas is present a pipe screw conveyor (as a fuel feed pipe) is not required (thus lower energy consumption).

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vergasungsvorrichtung, insbesondere des dazugehörigen Reaktors ist in den Fig.5 und 6 veranschaulicht. Auch in diesem Ausführungsbeispiel weist der Reaktor wieder grundsätzlich die Form einer rotationssymmetrischen Kammer 31 auf, deren radiale Erstreckung R wiederum deutlich größer ist als die axiale Erstreckung A. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, gemäß den Fig.1 bis 4, ist die Reaktorkammer 31 in diesem Falle jedoch mit etwa lotrechter Achse 34, d.h. liegend ausgeführt (bei Betrachtung der Fig.5).Another embodiment of the gasification device, in particular of the associated reactor is illustrated in FIGS. Also in this In the exemplary embodiment, the reactor again basically has the shape of a rotationally symmetrical one Chamber 31, the radial extent R is in turn significantly greater than that axial extension A. In contrast to the previous exemplary embodiments, according to FIGS. 1 to 4, the reactor chamber 31 is in this case with about vertical axis 34, i.e. executed horizontally (when looking at Fig. 5).

Der das Innere der Reaktorkammer 31 bildende Vergasungsraum 32 ist wiederum von einem trommelarti- gen Gehäuse 33 umgeben, das in Form eines Doppelmantels ausgeführt ist und von einem Kühlmittel (z. B. Wasser) durchströmt wird. Die Gehäuseumfangswand 33c weist in diesem Falle mehrere, vorzugsweise 4, tangential in die Relktorkarnmer 31 einmündende Vergasungsmittel-Einlaßstutzen 35 auf.The gasification space 32 forming the interior of the reactor chamber 31 is again from a drum-like gene housing 33 surrounded, which in In the form of a double jacket and a coolant (e.g. water) is flowed through. The housing peripheral wall 33c in this case has several, preferably 4, gasifying agent inlet stubs opening tangentially into the reactor chamber 31 35 on.

Während im Beispiel der Fig. 1 und 2 der einzige Einlaßstutzen etwa über die ganze Breite der Umfangswand 3c reicht, sind die Einlaßstutzen 35 in diesem Falle (Fig.5 und 6) im Durchmesser kleiner ausgebildet als die Breite der Gehäuseumf»agswand 33c; alle vier Einlaßstutzen 35 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet.While in the example of FIGS. 1 and 2, the only inlet port about extends over the entire width of the peripheral wall 3c, the inlet ports 35 are in this Trap (FIGS. 5 and 6) has a smaller diameter than the width of the casing peripheral wall 33c; all four inlet ports 35 are arranged evenly distributed over the circumference.

Im Zentrum der ReaktorRanimeel: 31 ist wiederum der Gasauslaß vorgesehen und axial ausgerichtet; er kann - genau wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen - durch ein etwa zylindrishcs Gasauslaßrohr 36 gebildet sein und ist nur in der oberen Gehäusestirnwand 33a angeordnet. Das Gasauslaßrohr 36 ragt koaxial zur Kammerachse 34 etwa nahezu bis in die horizontale Mittelebene der Kammer 31 in den Vergasungsraum 32 hinein. Auf der Außenseite der Reaktorkammer 31 mündet das Gasauslaßrohr 36 in der gleichen Weise in eine etwa zylindrische, nach oben hin anschließende Kühlkammer 41 hinein, wie es anhand der Fig. 3 (Teile 21 bis 23) beschrieben ist, d.h. über einen Ringspalt 42 wird Kühlgas tangential in die Kühlkammer 41 eingeführt.In the center of the ReaktorRanimeel: 31, the gas outlet is again provided and axially aligned; it can - exactly as in the previous exemplary embodiments - Be formed by an approximately cylindrical gas outlet pipe 36 and is only in the arranged upper housing end wall 33a. The gas outlet pipe 36 projects coaxially to the chamber axis 34 approximately almost as far as the horizontal center plane of the chamber 31 in the gasification chamber 32 into it. On the outside of the reactor chamber 31, the gas outlet pipe 36 opens into in the same way in an approximately cylindrical cooling chamber connected at the top 41 as it is described with reference to Fig. 3 (parts 21 to 23), i.e. via cooling gas is introduced tangentially into the cooling chamber 41 through an annular gap 42.

Die zu vergasenden Brennstoffe werden in diesem Falle über mehrere (z.B. über 2) Brennstoffzu- führrohre 37 etwa tangential in den oberen Teil des Vergasungsraumes 32 eingeführt. Zu diesem Zweck sind die beiden Brennstoffzuführrohre 37 in entsprechender Weise in der oberen Gehäusestirnwand 33a angeordnet. Je nach Größe der Reaktorkammer 31 könnte jedoch auch bereits ein einziges Brennstoffzuführrohr ausreichen.The fuels to be gasified are in this case over several (e.g. via 2) fuel supply guide tubes 37 approximately tangentially in the upper part of the gasification chamber 32 introduced. To this end, the two are Fuel supply pipes 37 in a corresponding manner in the upper housing end wall 33a arranged. However, depending on the size of the reactor chamber 31, a a single fuel feed pipe is sufficient.

Im Bereich der unteren Gehäusestirnwand 33b ist auf der Innenseite der Reaktorkammer 31 eine Mauerwerksauskleidung 38 vorgesehen, die den Boden des Schlackensumpfes bildet. Der Schlackensumpf 39 ist in diesem Falle in der Nähe des Kammerumfangs durch wenigstens eine Vertiefung in der Mauerwerksauskleidung 38 gebildet. Es wird jedoch vorgezogen, die den Schlackensunpf 39 bildende Vertiefung nach Art einer etwa kreic;-ringförmigen, in der Nähe der Kammerumfangswand 33c umlaufenden Vertiefung 40 in der Mauerwerksauskleidung 38 auszuführen. Dabei ist der innerhalb dieser ringförmigen Vertiefung 40 befindliche Bereich der Mauerwerksauskleidung 38 in Form eines symmetrischen flachen Kegels ausgeführt, dessen Kegelspitze 38a etwa auf der Kammerachse 34 liegt und dabei einen ausreichend großen Abstand vom inneren Ende des Gasauslaßrohres 36 besitzt.In the area of the lower housing end wall 33b is on the inside the reactor chamber 31 a masonry lining 38 is provided, which covers the bottom of the Forms slag sump. The slag sump 39 is in this case in the vicinity of the The chamber circumference is formed by at least one depression in the masonry lining 38. However, it is preferred that the depression forming the slag sump 39 according to Art an approximately circular ring-shaped, encircling in the vicinity of the chamber peripheral wall 33c Execute recess 40 in the masonry lining 38. Here is the inside this annular recess 40 located area of the masonry lining 38 designed in the form of a symmetrical flat cone, the cone tip 38a lies approximately on the chamber axis 34 and at a sufficiently large distance from inner end of the gas outlet tube 36 has.

Auch in dieser Ausführungsform der Reaktorkammer stellt sich in derem Innern (also im Vergasungsraum 32) die bereits anhand des ersten Ausführungsbeispieles geschilderte spiralförmige Strömung ein, so daß sich auch hier die äußerst gute Vergasung der eingeführten Brennstoffe sowie die weitgehende Reinigung der erzeugten Nutzgase bei besonders günstiger Bauhöhe erreichen lassen. Auch in diesem Falle braucht dann normalerweise keine besondere Reinigungseinrichtung dem Reaktor nachgeschaltet zu werden, wenn die dort erzeugten Gase in einem , Abhitzekessel oder dgl. verwertet werden sollen.In this embodiment, too, the reactor chamber arises in the latter Inside (that is to say in the gasification chamber 32) already based on the first exemplary embodiment described spiral flow, so that here too the extremely good gasification of the imported fuels and the extensive cleaning of the useful gases generated can be achieved with a particularly favorable overall height. Also in in this case normally no special cleaning device is required To be connected downstream of the reactor, if the gases generated there in a, waste heat boiler or the like. To be recycled.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims: 1. Device for gasifying fine-grained or liquid Fuels under high pressure and high temperature, including a reactor with a slag sump provided in the lower reactor area, furthermore with at least an inlet for the fuel, at least one inlet for a gasifying agent and with an outlet for the gas, characterized in that the reactor the Has the shape of a rotationally symmetrical chamber (e.g. 1), the radial extent of which (R) is greater than its axial extension (A) that furthermore the inlet (e.g. 5) for the gasification agent is arranged approximately tangentially on the circumference of the clamp and that the outlet (e.g. 6.7) for the gas is provided in the center of the chamber and aligned axially is.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the Housing circumferential wall (3c, 33c) of the reactor chamber (1,31) at least one tangential in the chamber opening into the gasifier inlet nozzle (5,35) is arranged. is.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that in at least one housing end wall (3a, 3b; 3b '; 33a) of the reactor chamber (1; 1'; 31) an approximately cylindrical gas outlet pipe (6, 7; 6 '; 36) coaxial with the chamber axis (4; 4 '; 34) is arranged and protrudes freely into this chamber.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the gas outlet pipe (6) is surrounded coaxially and at a distance by a jacket tube (8) and the so formed Annular gap (9) on the one hand on the outside of the reactor chamber (1) with a fuel and / or cooling gas supply line is connected and on the other hand at least one approximately Has opening opening tangentially into the interior of the chamber.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the annular gap (9) opens into the reactor chamber (1) and contains swirl fittings (11).

6. Apparatus according to claim 3, characterized in that the gas outlet pipe (6 '; 36) on the outside of the reactor chamber (1'; 31) in a coaxial manner to this Outlet pipe arranged, approximately cylindrical cooling chamber (21; 41) opens and that A tangential cooling gas inlet in the transition area from the gas outlet pipe to the cooling chamber is provided.

7. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the gasifying agent inlet port (5) at the same time the tangential inlet forms for the fuel supply.

8. Device according to at least one of claims 1 to 3, characterized characterized in that in one housing end wall (33a) of the reactor chamber (31) at least a fuel inlet pipe opening approximately tangentially into the interior of the chamber (35) is arranged.

9. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing (3) forming the reactor chamber (1) and the tubes (6, 7, 8) protruding into the chamber at least partially have a double jacket and have a coolant flowing through them.

10. Device according to at least one of claims 1 and 9, characterized characterized in that the lower housing part containing the slag sump (12; 39) the reactor chamber (1; 31) has a refractory lining (13, 38) which the Forms bottom of the slag sump.

11. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the reactor chamber (1; 1 ') has an approximately horizontal axis (4; 4 ') is arranged.

12. Device according to claims 3, 11 characterized in that that only in the one housing end wall (3b ') one into the interior of the reactor chamber (1 ') protruding gas outlet pipe (6') is arranged.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that in the Area of the other housing end wall (3a ') which is axially opposite the gas outlet pipe (6'), one against this Gas outlet pipe protruding towards the interior of the chamber closed displacement body (20) is provided.

14. Apparatus according to claim 12, characterized in that the Gas outlet pipe (6 ") in a coaxial therewith on the outside of the associated housing end wall (3b ") arranged, cylindrical outlet chamber (25) opens, the axially outer End has a gas outlet nozzle (25a) provided coaxially to the gas outlet pipe, which also have an annular gap (25b) surrounding the gas outlet pipe with the interior the rotationally symmetrical reactor chamber (2 ") is in connection and the facilities (27, 29) for generating an inner one directed towards the gas outlet nozzle (25a) Rotary flow (45) of the gas emerging from the reactor chamber (1 ") and a in the same direction of rotation, but directed to the annular gap (25b), circumferential, potential flow-like Jacket flow (46) of a secondary medium introduced into this outlet chamber (25) (17a).

15. The device according to claim 14, characterized in that the Outlet chamber (25) is surrounded by an annular space (26) and that in the chamber peripheral wall (25c) directed tangentially into this chamber and obliquely against the annular gap (25b) Inlet nozzles (27) for the secondary means (17a) are arranged, which over the annular space are in communication with a source of secondary funds.

16. Device according to claims 14 and 15, characterized in that that approximately in the plane in which the gas outlet pipe (6 ") opens into the outlet chamber (25), the mouth (28a) of the reactor chamber (1 ") and the gas outlet pipe (6") coaxially penetrating fuel supply pipe (28) is arranged.

17. Device according to claims 14 and 16, characterized in that that formed in between the gas outlet pipe (6 ") and fuel supply pipe (28) Annular gap (6 "a) swirl fittings (29) are provided.

18. The device according to claim 16, characterized in that the Fuel supply pipe (28) is designed in the form of a delivery lance and with an axial Distance in front of a rotationally symmetrical one arranged coaxially in the outlet chamber (25) Displacement body (30) opens.

19. The device according to claim 16, characterized in that the Fuel feed pipe is designed as a pipe screw conveyor.

20. Device according to claims 3 and 11, characterized in that that in each housing end wall (3a, 3b) of the reactor chamber (1) one into the chamber interior protruding gas outlet pipe (6, 7) is present and the inner ends of both gas outlet pipes face each other at a distance.

21. The device according to claim 20, characterized in that the a gas outlet pipe (6) from the the jacket tube forming the annular gap (9) (8) is surrounded.

22. Device according to claims 10 to 21, characterized in that that the slag sump (12) in the lower region of the peripheral wall (3c) of the chamber housing (3) is provided.

23. Device according to at least one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the reactor chamber (31) is designed with an approximately vertical axis (34) is.

24. Device according to claims 3, 4, 5 and 23, characterized in that that only the upwardly facing housing end wall (33a) of the reactor chamber (31) that has gas outlet pipe (36) projecting into the interior of the chamber.

25. Device according to claims 10, 23 and 24, characterized in that that in the area of the lower housing end wall (33b) of the reactor chamber (31) on their Inside a masonry lining (38) is provided, which covers the bottom of the slag sump (39) forms.

26. The device according to claim 25, characterized in that in the Near the chamber perimeter at least one recess for the slag sump in the Masonry lining is molded.

27. Device according to claims 25 and 26, characterized in that that an approximately circular ring near the peripheral wall of the reactor chamber (31) circumferential recess (40) to form the slag sump (39) in the masonry lining (38) is present, while the one located within this annular recess The area of the masonry lining is designed in the form of a symmetrical flat cone is, whose cone tip (38a) lies approximately on the chamber axis (34).

28. Device according to the preceding claims, characterized in that that air and steam or heated inert gases are provided as gasification agents are.

29. Device according to claims 14 and 15, characterized in that that inert gas or a partial flow of the gasification agent is provided as the secondary agent is.