DE2951153A1 - Vorrichtung zum reinigen und durch kohlevergasung erzeugtem synthesegas - Google Patents
Vorrichtung zum reinigen und durch kohlevergasung erzeugtem synthesegasInfo
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Description
Patentanwalt
γν· ι ■ η \a/ 4 Düsseldorf, den 6.2.19J3O
foirtdwk Konto· Κ6|η 168813 2 9 -3 I I t) O
Firma Gutehoffnungshütte Sterkrade AG. Bahnhofstrasse 66.
42oo Oberhausen 11y
Vorrichtung zum Reinigen und durch Kohlevergasung erzeugtem
Synthesegas.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der Im Oberbegriff des Hauptanspruches gekennzeichneten Art.
Durch die DE-OS 25 56 37o ist eine Vorrichtung zum Reinigen
von durch chemische Kohlevergasung erzeugtem Synthesegas von Schlacke bekannt, bei dem das den Reaktor verlassende Synthesegas auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei welcher die flugfähigen flüssigen Schlacketröpfchen des Synthesegases In feste
Schlackekörner übergehen.- Durch die ältere, nicht zum Stande der Technik gehörende Patentanmeldung P 29 33 548.6-43 der Anmelderin ist bei einer derartigen Vorrichtung im unteren Abschnitt des Gasführungsraumes ein KUhlmittelbad vorgesehen, in
welches aus dem Gasstrom im Gasführungsraum ausgeschiedene
Festteilchen fallen. Hierbei ragen in den Gasstromweg des Gasführungsraumes von dem Kühlmittel des Bades beaufschlagte KUhI-flfshen bildende Kühlkörper,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart v. *.t«rzubilden, dass der dam naohge-
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schalteten Abhitzekessel zügeführte Gasstrom temperaturmäßig
in weiten Grenzen variiert werden kann.- Des weiteren soll zusätzlich noch eine mengenmäßige Steuerung des aus dem Gas·»
fUhrungsraum in den nachgeschalteten Abhitzekessel geführten
Gasstroms ermöglicht werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass der Gasstrom unter einem Druck von ca. Ao bar steht und
am Übergang zu dem nachgeschalteten Abhitzekessel noch eine
Temperatur von 65o - 8oo° hat.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor.- Die Merkmale der Unteransprüche dienen der Weiterbildung und Verbesserung der Merkmale des Hauptanspruches .
Durch die Anordnung des Wärmetauschers im unteren Abschnitt des GasfUhrungsraumes, der das Kühlmittelbad aufnimmt, kann
dessen Temperatur weitgehend geregelt werden, wozu es nur der
Tätigung des Regelorgans in der Zuleitung des Wärmetauschers bedarf.- Bei jener Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
die eine zusätzliche seitliche Gasabführung vorsieht und bei welcher ein regelbarer Anteil des Gasstromes durch da? vUhlmittelbad geführt werden kann, wird ein Ausdampfen des KUhI-mittelbades durch Regelung dej* Temperatur desselben durch den
Wärmetauscher in dem KUhlmittelbad verhindert.- Da der Wärmetauscher dem unteren Abschnitt des GasfUhrungsraumes vorzugsweise eine Speisewasservorwärmer-Heizfläche bildet, wird ein
nicht unerheblicher Wärme-Energieanteil zurückgewonnen« Letztlich kann durch die FUhrur^ tines Teils oder cjr Gesamtmenge
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GHH 5ο68ε
2951153 des Gasstromes durch das Kühlmittelbad und die Regulierung der
Temperatur desselben der Gasstrom mit einem gewünschten Wassergehalt versehen werden, wie er für verschiedene chemische
Prozesse, so z.B. für die Amoniakerzeugung, erforderlich is*.
Die Anordnung des Wärmetauschers an den Wänden des das Kühlmittel aufnehmenden unteren Abschnittes des GassfUhrungsraumes
behindert nicht das Abziehen von Russ- und Schlacketeilen auf
dem KUhlmittelbad bzw. wird durch den Wärmetauscher das Absinken der Festteilchen in dem Kühlmittelbad nicht behindert.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dargestellt und zwar zeigt
Fig. 1 eine Vorrichtung mit einer seitlichen Gasabzugsleitung zu einem nachgeschalteten Abhitzekessel,
Y'.%. ? <?.en unteren Teil dr-sel'ben Vcrrichturig, jaicch
mit einer zweiten zusätzlichen Gasabzugsleitung.
Die #t*findungsgemäße Vorrichtung weist einen zylindrischen
Audenmantel 1 auf, auf dessen oberen verjüngten Abschnitt 2 der Teil 3 des Reaktors aufsitzt, wobei der verjüngte Teil
2 mit dem entsprechenden Abschnitt des Reaktors eine Übergangsleitung des Reaktors in den GasfUhrungsraum 4 der Vorrichtung
bildet» Die Reaktorauskleidung 5 karji in einen bis in den GasfUhrungsraum
4 ragenden Stutzen 6 übergehen.
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Der Gasstrom gelangt In Richtung des Pfeiles 7 In den Gasführungsraum 4 und von dort bei der Ausführungsform nach Fig. 1
in Richtung des Pfeiles 8 in die Gasabführungsleitung 9 und
von hier in den nachgeschalteten Abhitzekessel 1o. Der Gasstrom in dem Gasführungsraum 4 kann durch nicht dargestellte,
an sich bekannte Sprüheinrichtungen, die auf Höhe oder unterhalb des Übergangsteils 2 vorgesehen sind, abgekühlt werden,
so dass die in dem Gasstrom vorhandenen Festteilchen erstarren und senkrecht nach unten fallen,- In Nähe der Innenseite de'
Mantels 1 sind senkrechte, einen geschlossenen Mantel bildende Wärmetauscherrohre 11 vorgesehen, deren unteres Ende in eine
gemeinsame Ringleitung 12 mündet, der durch die Leitung 13 ein Wärmetauschermittel zugeführt wird. Der in den Rohren 11 erzeugte Dampf wird am oberen Ende der Vorrichtung abgezogen.·
Auf Hö.ie der Gasabzugsleitung 9 ist der Mantel aus den Wärme
tduscherrohren 11 entsprechend unterbrochen.
Der untere Abschnitt 14 des zylindrischen Außenmantels 1 ist als glockenförmiger Topf oder Behälter ausgebildet, in welchem
bis oberhalb der Ringleitung 12 ein Flüssigkeitsbad 15 steht.-Nach unten schließt sich an den unteren Abschnitt 14 ein Sammelbehälter 16 für die aus dem Flüssigkeitsbad 15 ausgeschiedenen
und abgesunkenen Festteilchen an, die aus den Behälter 16 abgezogen werden können.
In dem unteren Abschnitt 14 der Vorrichtung 1st in Nähe der
Wand 17 dieses Abschnittes ein Wärmetauscher 18 angeordnet,
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dem über eine Leitung 19 Wärmetauschermittel zugeführt wird,
wobei das erwärmte Wärmetauschermittel über die Leitung 2o abgezogen wird. In die kaltgehende Leitung 19 ist ein Regelorgan 21 geschaltet, das entweder als Pumpe ausgebildet oder
ein Ventil ist,- Steigt die Temperatur des Gasstromes in dem
Gasführungsraum 4 und soll bei gleichbleibender Gasmenge dem nachgeschalteten Abhitzekessel ein Gas geringerer Temperatur
zugeführt werden, so kann die Durchflussmenge durch den Wärmetauscher 18 gedrosselt werden, so dass die Flüssigkeit des
Bades 15 in den unteren Abschnitt 14 der Vorrichtung verdampft und die Verdampfungswärme dem Gasstrom entzogen wird,- Vorzugsweise stehen die Leitungen 19, 2ο mit einem Speisewasserbehälter in Verbindung.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist wiederum ein GasfUhmngs·
raum 4 vorgesehen, der von einem Mantel aus Wärmetauscherrohr.-'n
11 umgeben ist, der seinerseits wieder von dem Außenmantel 1 umschlossen wird. Der seitlichen GasabfUhrungsleitung 9 gegegenüberliegend mtlndet in den zylindrischen Mantel 1 der Vorrichtung eine Gasabzugsleitung 3o, die derart angeordnet ist,,
dass der Spiegel 31 des Flüssigkeitsbades 15, der oberhalb der Ringleitung 12 steht, noch etwas in diese Gasabzugsleitung
hineinragt. Es kann auch Jede andere Anordnung der Teile vorgesehen werden, die dazu geeignet ist, den Gasstrom ganz oder
teilweise aus dem Gasführungsraum 4 durch das Flüssigkeitsbad *5 hindurch in die Gaaabzugsleitung 3o zu bringen.
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Der untere Abschnitt 14 des Mantels 1 der Vorrichtung weist
in der Nähe seiner Wand wiederum den Rohrschlangenwärmetauscher
18 auf, wie auch die weitere Ausbildung des unteren Abschnittes des Wärmetauschers nach Fig. 2 dem nach Fig. 1 entspricht.
In die Ableitung 32 des Abhitzekessels 1o kann in geeigneter
Weise ein Regelorgan 33 eingebaut sein. Mit seiner Hilfe kann dafür gesorgt werden, dass der Gasstrom ganz oder teilweise aus
dem Gasführungsraum 4 in die Leitung 9 bzw. die Leitung 3o gelangt, nachdem der Gasstrom oder Teilgasstrom das Bad 15
durchsetzt hat. Um ein Ausdampfen der Flüssigkeit des Bades zu vermeiden, wenn der Gasstrom durch das Bad geleitet wird,
wobei er mehr oder minder viel Flüssigkeitsdampf aufnimmt, wird die BadflUssigkeit mit Hilfe des Austauschers 18 gekühl.;
Dar Flüssigkeitsstand in dem Abschnitt 14 kann durch Zufuhr
von Flüssigkeit geregelt werden.- Da in der Gasabzugsleitung 3o und der nachfolgenden Leitung 31 zu dem nicht dargestellten
Speisevorwärmer-Kessel ein um etwa o,3 bis o,5 bar geringerer Druck als in dem Gasführungsraum 4 herrscht, steht die Flüssigkeit des Bades 15 in der Gasabzugsleitung 3o bis zu einer entsprechenden Hone.
Um den Gasstrom aus dem Gasführungsraum 4 in die Leitung 3o
regeln zu können, ist in diese das Regelorgan 34 geschaltet. Durch es kann ein mehr oder minder großer Teil des Gasstromes
in Richtung des Pfeiles 35 durch das Flüssigkeitsbad 15 geleitet werden. Der Umfang des Ausdampfens der Flüssigkeit
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des Bades 15 wird hierbei durch Temperaturregelung des Bades mit Hilfe des Regelorgans 21 des Wärmetauschers 18 verhindert,
der als Rohrschlangen-Tauscher ausgebildet ist und daher eine
große Tauscherfläche ohne Behinderung des Absinkens der Fest
teile in der Badflüssigkeit bildet.
Oberhalb des Wärmetauschers 18 kann ein weiterer Wärmetauscher 36 mit den Zufuhr- und Abführleitungen 37, 38 vorgesehen sein,
do. unabhängig v;n dem Vir:aetauscher 18 regelbar iet. "iessir
zusätzliche Wärmetauscher ist von dem unteren Abschnitt 11a des Mantels aus Wärmetauscherrohren 11 derart umschlossen,
dass der in das Bad 15 gelangende Gasstrom durch dieses mindestens über die Höhe des Wärmetauschers 36 und damit über
ungefähr die halbe Höhe des Bades 15 durch dieses hindurch geleitet wird.
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Leerseite
Claims (1)
- Patentansprüche1) Vorrichtung zum Reinigen von durch Kohlevergasung erzeugten Synthesegas, mit einem unter Innendruck stehenden senkrechten GasfUhrungsraum, in dem das den Reaktor verlassende Synthesegas abgekühlt wird, und mit einer winklig in den GasfUhrungsraum mündenden Gasabzugsleitung zu einea nachgeschalteten Abhitzekessel, wobei im unteren Abschnitt des Gasführungsraumes ein Kühlmittelbad gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der das KUhlmittelbad aufnehmende untere Abschnitt (14) des GasfUhrungsraumes einen aus Röhrtchlengen gebildeten, an der Wand (17) des unteren Abschnitts angeordneten Wärmetauscher (18) aufnimmt.2, Yorricntung nach Ansp~vw?n '<> ca: arch gc.:ennze^c-iAa-. L-\. der Zuleitung (i9) zu dax t.'armetauscher ('.8} ein Regelorgan (21) angeordnet ist.3/ Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dar Wärmetauscher (*S) ein Speicewaaservorwf.^.jar ist.130036/0016ORIGINAL INSPECTEDf. 8.8ε - 2 -4) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den unteren Abschnitt des zylindrischen Mantels (1) der Vorrichtung eine weitere Gasabzugsleitung (3o) mündet.5) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die der GasabfUhrungsleitung (9) gegenüberliegende Gasabzugsleitung (3o) im wesentlichen oberhalb einar in den Flüssigkeitsbad (15) gelegenen Ringleitung (12) der Άä/metauseherrohre ('. ./ des Gasführungsraumes V4i ~i ---«, Vorrichtungsmantel (1) mündet.6) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die dem Abhitzekessel (1o) nachgeschaltete Gasabführungsleitung (32) ein Regelorgan (33) geschaltet ist.7) Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren de«.-Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den GasfUhrungsraum (4) auskleidenden Wärmetauscherrohre (11) oder Abschnitte derselben einen den Gasstrom durch das Kühlmittelbad (15) oder in die erste Gasabzugsleiturg (9) leitenden Kar.ial oder Zylinder bilden.3) Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der weiteren Gasabzugslyitung (3o) oder *.n der nachgeechdtettn Leitung ein Regelorgcc. (Ventil 34) engeordnet130036/0016GHH JöG3e9) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Wärmetauschers (18) in dem KUhlmittelbad ein zweiter Wärmetauscher (35) angeordnet ist, der unabhängig von dem ersten Wärmetauscher (18) beaufschlagbar ist.1o) Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9t dadurch gekennzeichnet, dass die dem Spiegel (31) des FlUssigkeitsbades (15) bedeckter obersten Rohrwindungen des Wärmetauschers (18) oder di oberen Wärmetauschers (35) auf Höhe oder ungefähr auf Höhe der zweiten Gaeabzugsleitung (30) gelegen sind.130036/0016
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