DE3107156C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Ober­ begriff des Patentanspruches 1 genannten Art.

Es ist bekannt, gasförmige Produkte aus festen und flüssigen, aschehaltigen Brennstoffen und deren Gemische im Flugstrom in einem Reaktor zu erzeugen. Die erzeugten gasförmigen Produkte sind dabei mit festen und flüssigen Aschebestandteilen beladen, die Maßnahmen zur Abtrennung dieser Bestandteile erforderlich machen. Diese Maßnahmen werden üblicher­ weise außerhalb des Reaktors durchgeführt. Eine solche Abscheidung der festen und flüssigen Bestand­ teile außerhalb des Reaktors bedingt einen beacht­ lichen Konstruktionsaufwand mit entsprechendem Raum­ bedarf.

Aus der US-PS 42 13 935 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigen Produkten aus aschearmen flüssigen Kohlenwasserstoffen bekannt, bei der in den Gasstrom über Düsen Wasser eingeführt wird, um die durch Teilvergasung gespaltenen Kohlenwasserstoffe abzukühlen. Um überschüssiges Wasser aus dem Gasstrom abzuscheiden, sind Tröpfchenabscheider vorgesehen.

Bei den Vorrichtungen zur Erzeugung gasförmiger Produkte aus festen und flüssigen, aschehaltigen Brennstoffen besteht die Gefahr, daß die üblicherweise vorhandenen Wärmetauscherflächen durch Schlacke verschmutzt werden.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus der US-PS 42 13 935 bekannte Vorrichtung so zu gestalten, daß bei Erzeugung gasförmiger Produkte aus den festen und flüssigen, aschehaltigen Brennstoffen eine weitgehende Abscheidung von festen und flüssigen Aschebestandteilen aus den erzeugten Produkten vor Abkühlung der Produktgase an Wärmetauscherheizflächen erfolgt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß unmittelbar unterhalb des Reaktors ein Schlackenbad angeordnet ist und der Ringraum durch Wärmetauscherheizflächen begrenzt ist. Die Aschebestandteile werden durch die Umlenkung in den Ringraum abgeschieden und fallen in das Schlacken­ bad, so daß in den durch die Wärmetauscherheizflächen begrenzten Ringraum nur gereinigte Gase einströmen.

Vorzugsweise ist dem durch die Wärmetauscherheizflächen begrenzten Ringraum unter Umlenkung des den Ringraum verlassenden Gasstroms um 180° mindestens ein weiterer durch Wärmetauscherheizflächen begrenzter Ringraum nachgeschaltet.

Es ist aber auch möglich, daß zu dem Ringraum mindestens ein weiterer Ringraum parallelgeschaltet ist.

Da der Reaktor üblicherweise ausgemauert wird, ist es von Vorteil, wenn die innere Wärmetauscherheizfläche gleichzeitig als Tragkonstruktion für die Reaktoraus­ mauerung dient. Diese nimmt die durch die Druckdifferenz zwischen Reaktor und Ringraum aufgebauten Kräfte auf. Wenn die den Ringraum begrenzenden Wärmetauscherheiz­ flächen, die als Strahlungsheizflächen oder als Be­ rührungsheizflächen ausgebildet sind, für die Wärme­ abfuhr nicht ausreicht, ist es zweckmäßig, in dem Ring­ raum einen als Strahlungsheizfläche und/oder Berührungs­ heizfläche ausgebildeten Wärmetauscher anzuordnen.

Für eine gleichmäßige Beaufschlagung des Ringraums kann es weiterhin von Vorteil sei, daß im Ausström­ bereich des Reaktors sowie im Einströmbereich des Ringraums die gasförmigen Produkte beeinflussende Einbauten vorgesehen sind.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß im unteren Bereich des Ringraums die diesen begrenzenden Wärme­ tauscherheizflächen mit Wärmedämmschichten verkleidet sind. Falls die Vorrichtung aufgeladen betrieben werden soll, ist es zweckmäßig, daß für den Betrieb der Vorrichtung in der aufgeladenen Fahrweise die äußeren Wärmetauscherheizflächen von einem Druckbehälter umgeben sind.

Die Erfindung soll nun anhand der Figuren in verschiedenen Ausführungsbeispielen genauer be­ schrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt auf der rechten Seite eine Ausführungsform der Vorrichtung mit im Ringraum angeordnetem Wärmetauscher und auf der linken Seite den Ringraum ohne Wärmetauscher,

Fig. 2 eine Ausführungsform der Vorrichtung mit zwei konzentrisch um den Reaktor herum angeordneten Ringräumen und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung vergleichbar Fig. 1 mit umgekehrtem Strömungs­ verlauf der Prozeßmedien.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung (1), in der achsparallel über eine Zugabestelle (2) feste und flüssige, asche­ haltige Brennstoffe und deren Gemische an der obersten Stelle eines Reaktors (3) eingebracht und zur Umsetzung gebracht, insbesondere vergast werden. Die den Reaktor (3) im Abwärtsstrom verlassenden gasförmigen Produkte werden unmittelbar über einem unterhalb des Reaktors (3) befindlichen Schlackenbad (4) an einer Umlenkstelle (5) einer den Reaktor (3) umschließenden inneren Wärme­ tauscherheizfläche (6) in ihrer Strömungsrichtung um 180° umgelenkt und gelangen in einen von einer äußeren Wärmetauscherheizfläche (8) und der inneren Wärmetau­ scherheizfläche (6) gebildeten Ringraum. Wie in der linken Längsschnitthälfte der Fig. 1 dargestellt, ver­ lassen die gasförmigen Produkte den Ringraum der Vor­ richtung (1) ungekühlt über eine Anschlußöffnung (11); entsprechend der rechten Längsschnitthälfte derselben Figur befindet sich für die Gaskühlung in dem aus äußerer und innerer Heizfläche (6) und (8) gebildeten Ringraum ein als Strahlungs- und/oder als Berührungs­ heizfläche ausgebildeter Wärmeaustauscher (9). Die im Bereich der Umlenkstelle (5) abgeschiedenen festen und flüssigen Aschebestandteile werden aus dem Schlackenbad (4) über eine Austragöffnung (10) aus der Vorrichtung (1) ausgetragen.

Fig. 2 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Vorrichtung (1) mit zwei von dem Wärmetauscherheiz­ flächen (6) und (8) und einer mittleren Wärmetauscher­ heizfläche (7) gebildeten und den Reaktor (3) umgeben­ den Ringräumen und einer weiteren 180°-Umlenkstelle (12) an dem oberen Rand der mittleren Wärmetauscherheiz­ fläche (7).

In Fig. 3 wird in einem anderen Beispiel der Reaktor (3) der Vorrichtung (1) im Aufwärtsstrom durchströmt. Hier­ bei verlassen die gasförmigen Produkte den Reaktor an seinem oberen Ende, wo sie an der hier oben liegenden Umlenkstelle (5) der Wärmetauscherheizfläche (6) um 180° umgelenkt und in den aus den Wärmetauscher­ heizflächen (6) und (8) gebildeten Ringraum geführt werden, den sie über die Anschlußöffnung (11) ver­ lassen. Die in der Fig. 3 dargestellte Ausführungs­ form kann in bezug auf die den Reaktor (3) umgeben­ den Ringräume analog der Fig. 2 modifiziert werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigen Produkten aus Brennstoffen, bei der der Brennstoff einem aus­ gemauerten Reaktor von oben zugeführt wird, die im Reaktor erzeugten gasförmigen Produkte unten nach Austritt aus dem Reaktor um 180° umgelenkt werden und in mindestens einen, den Reaktor konzentrisch umgebenden Ringraum einströmen, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar unterhalb des Reaktors (3) ein Schlackenbad (4) angeordnet ist und der Ringraum durch Wärmetauscher­ heizflächen (6, 8) begrenzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem durch die Wärmetauscherheizflächen (6, 7) begrenzten Ring­ raum unter Umlenkung des den Ringraum verlassen­ den Gasstroms um 180° mindestens ein weiterer durch Wärmetauscherheizflächen (7, 8) begrenzter Ringraum nachgeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ringraum mindestens ein weiterer Ringraum parallelgeschal­ tet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wärmetauscherheizfläche (6) gleichzeitig als Tragkonstruktion für die Reaktorausmauerung ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringraum ein als Strahlungsheizfläche und/oder als Berührungsheizfläche ausgebildeter Wärmetau­ scher (9) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausströmbereich des Reaktors sowie im Einström­ bereich des Ringraums die gasförmigen Produkte beeinflussende Einbauten vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Ringraums die diesen be­ grenzenden Wärmetauscherheizflächen (6, 8) mit Wärmedämmschichten verkleidet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Betrieb der Vorrichtung in aufgeladener Fahrweise die äußeren Wärmetauscherheizflächen (8) von einem Druckbehälter umgeben sind.