DE3120238A1 - Reactor for flight stream gasification - Google Patents

Reactor for flight stream gasification

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Abstract

The flight stream gasification of fine-particled fuels is carried out at high pressure and at a temperature above the melting point of the ash contained in the fuels, in a reactor (1) which consists of pipes (6) welded gas-tight to one another. The pipes (6) are lined on their inner surface with a refractory material and surrounded on their back surface by a pressure jacket (4). A common outlet nozzle for the flight stream and the liquid ash, present along the longitudinal axis of the reactor (1), is provided at the lower end of the reactor (1). The outlet nozzle likewise consists of pipes (6) lined with a refractory material and welded gas-tight to one another. An annular collecting space (10), closed at the bottom, for the liquid ash fed along the lined inner wall of the reactor (1) is formed between the outlet nozzle (3) and the inner wall of the reactor (1). <IMAGE>

Description

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Reaktor zur FlugstromvergasungEntrained flow gasification reactor

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur Plugstromvergasung von feinkörnigen Brennstoffen bei erhöhtem Druck und einer oberhalb der SehneIztemperatur der in den Brennstoffen enthaltenen Äsche liegenden Temperatur, wobei der Reaktor senkrecht angeordnet und aus gasdicht miteinander verschweißten Rohren besteht, die auf ihrer Innenseite mit einer feuerfesten Masse bestampft und auf ihrer Rückseite von einem Druckmantel umgeben sind und unterhalb des Reaktors ein Wasserbad 2ur Aufnahme und Kühlung der flüssigen Asche vorgesehen ist.The invention relates to a reactor for plug-flow gasification of fine-grain fuels at elevated pressure and one above the tendon temperature of the Fuels contained grayling lying temperature, the reactor arranged vertically and made gas-tight consists of welded pipes, which are tamped on their inside with a refractory mass and are surrounded on their back by a pressure jacket and below the reactor a water bath 2ur intake and cooling the liquid ash is provided.

Bei einem solchen bekannten Flugstromvergaser (DE-AS 24 25 962) schließt sich an den oberen Teil des Reaktors ein Gasaustrittsstutzen und an den unteren Teil eine Auslaßöffnung für die flüssige Asche an. Ein Teil der bei der Vergasung der Brennstoffe entstehendenAsche wird von dem Gasstrom mitgeführt und belastet die dem Reaktor nachgeschalteten Einrichtungen. Dör andere Teil der geschmolzenen Asche fließt in dem Maße, wie er entsteht, über eine Abtropfkante in ein Wasserbad. Bei geringerem Ascheanfall entsteht bei der Granulation im Wasserbad ein erhöhter Anteil an Schwimmstoffen, die nur schwer aus einer an das Wasserbad angeschlossenen Schleuse entfernt werden können.In such a known entrained flow gasifier (DE-AS 24 25 962) connects to the upper part of the reactor a gas outlet nozzle and an outlet opening for the liquid ash on the lower part. Part of the the ashes resulting from the gasification of the fuels are removed from entrained in the gas flow and loads the facilities downstream of the reactor. Dör other part of the melted Ashes are created, they flow over a drip edge into a water bath. With less Ash accumulation results in the granulation in the water bath, an increased proportion of floating matter, which is difficult can be removed from a lock connected to the water bath.

Ein bekannter (DE-OS 29 33 716), ebenfalls mit einem Reaktor aus gasdicht miteinander verschweißten und bestampften Rohren ausgerüsteter Flugstromvergaser weistA well-known (DE-OS 29 33 716), also with a reactor entrained-flow carburetor equipped with gas-tight welded and tamped tubes

eine gemeinsame, am unteren Ende des Reaktors angeordnete Auslaßöffnung für das Gas und die Asche auf„ Dieser Vergaser ist so ausgelegt, daß die Gastemperatur am Ende eines sich an den Reaktor anschließenden Strahlungskühlteiles unterhalb der Sintertemperatur der Asche der verwendeten Kohle liegt. Probleme mit der Abführung der flüssigen Asche treten daher bei diesem Vergaser nicht auf.a common outlet opening for the gas and ash located at the lower end of the reactor to " This gasifier is designed so that the gas temperature at the end of a subsequent to the reactor Radiant cooling part is below the sintering temperature of the ash of the coal used. problems with the discharge of the liquid ash therefore does not occur with this gasifier.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flugstromvergaser der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, daß er für die Vergasung von aschereichen Brennstoffen mit hohen Aschenschmelztemperaturen eingesetzt werden kann, ohne daß bei der Granulation der flüssigen Asche erhöhte Anteile an Schwimmstoffen entstehen.The invention is therefore based on the object of providing an entrained flow carburetor of the type mentioned at the outset to develop further that it is suitable for the gasification of ash-rich fuels with high ash melting temperatures can be used without increased proportions of the granulation of the liquid ash Floating matter is created.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am unteren Ende des Reaktors ein gemeinsamer, in der Längsachse des Reaktors liegender Austrittsstutzen für den Flugstrom und die flüssige Asche vorgesehen ist, daß der Austrittsstutzen aus mit einer feuerfesten Masse bestampften, gasdicht miteinander verschweißten Rohren besteht und daß zwischen dem Austrittsstutzen und der Innenwand des Reaktors ein unten geschlossener, ringförmiger Sammelraum gebildet ist. Dabei ist innerhalb des Reaktors die flüssige Schlacke an der bestampften und gekühlten Innenwand des Reaktors entlang geführt.This object is achieved according to the invention in that at the lower end of the reactor a common outlet nozzle for the entrained flow and the liquid ash is provided that the outlet nozzle with a refractory Mass tamped, gas-tight welded pipes and that between the outlet nozzle and an annular collecting space closed at the bottom is formed on the inner wall of the reactor. It is within of the reactor, the liquid slag along the tamped and cooled inner wall of the reactor guided.

Bei diesem Vergaser wird die herabfließende Asche am Ende des Vergasers gesammelt und als gesammelter Strahl zentrisch durch den dem Reaktor nachgeschalteten Strahlungskühler abgeführt. Der Gasstrom im Vergaser und imWith this carburetor, the ash flowing down is on Collected at the end of the gasifier and as a collected jet centrically through the radiation cooler downstream of the reactor discharged. The gas flow in the carburetor and in the

·: 312023g·: 312023g

Strahlungskühler ist nahezu frei von Aschetropfen. Der Aschenstrahi taucht in das Wasserbad ein. Dadurch entstehen beim Granulieren nur wenig oder keine Schwimmstoffe. Radiant cooler is almost free from ash droplets. The ash stream is immersed in the water bath. Through this Granulation produces little or no floating matter.

Ein Ausführungsbeispiel dar Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird to folgenden naher erläutert. Es zeigen;An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. Show it;

Pig. 1 den Längsschnitt durch einen Vergasungsreaktor undPig. 1 shows the longitudinal section through a gasification reactor and

Fig. 2 den Schnitt 11*11 nach Fig., 1 (nicht maßstabgerecht).FIG. 2 shows the section 11 * 11 according to FIG. 1 (not to scale).

Von einem Plugstromvergaser ist nur der eigentliche Vergasungsreaktor dargestellt. Dieser Reaktor 1 ist senkrecht angeordnet und weist an seinem oberen Ende eine in seiner Längsachse liegenden Eintrittsöffnung 2 auf. Durch die Eintrittsöffnung 2 wird dem Reaktor 1 über einen nicht dargestellten Brenner feinkörniger Brennstoff in Form einer Brennstoff-Luft·- oder Brennstoff-Wasser-Suspension sowie Vergasungsmittel, z.B. Sauerstoff unter Druck zugeführt. Als Brennstoff wird bevorzugt aschereiche Kohle mit einer hohen Aschenschmelztemperatur verwendet. Die Reaktionspartner durchströmen cen Innenraum des Reaktors 1 in senkrechter Richtung von oben nach unten„ wobei sie miteinander reagieren. Die Vergasungsreaktion wird so geführt, daß die Vergasungstemperatur mit etwa 17000C um etwa 1000C oberhalb der Schmelztemperatur der in den Brennstoffen enthaltenen Asche liegt„Only the actual gasification reactor of a plug-flow gasifier is shown. This reactor 1 is arranged vertically and has an inlet opening 2 located in its longitudinal axis at its upper end. Fine-grained fuel in the form of a fuel-air or fuel-water suspension as well as gasifying agents, for example oxygen, is supplied under pressure to the reactor 1 through the inlet opening 2 via a burner (not shown). Ash-rich coal with a high ash melting temperature is preferably used as fuel. The reactants flow through cen interior of the reactor 1 in the vertical direction from top to bottom, "wherein they react with each other. The gasification reaction is carried out in such a way that the gasification temperature of around 1700 ° C. is around 100 ° C. above the melting temperature of the ash contained in the fuels.

w A. —w A. -

Am unteren Ausgang des Reaktors 1 ist ein später noch näher 2u beschreibender Austrittsstutzen 3 vorgesehen, durch den das Produktgas und die Asche gemeinsam aus dem Reaktor 1 abgezogen werden. An den AustrittsstutzenAt the lower outlet of the reactor 1, an outlet connection 3, which will be described in greater detail later, is provided. through which the product gas and the ash are withdrawn from the reactor 1 together. At the outlet nozzle

3 schließt sich ein nicht dargestellter Kühler, z.B. ein Strahlungskühler an, der in der Längsachse des Reaktors 1 angeordnet ist.3 is followed by a cooler (not shown), for example a radiation cooler, which is located in the longitudinal axis of the reactor 1 is arranged.

Die Außenwand des Reaktors 1 ist durch einen DruckmantelThe outer wall of the reactor 1 is covered by a pressure jacket

4 gebildet, der außen von einer Isolierung 5 umgeben ist. Auf der Innenseite des Druckmantels 4 sind Rohre 5 vorgesehen, die durch zwischengelegte Stege 7 gasdicht miteinander verschweißt sind. Die Rohre 6 sind zur Kühlung der Innenwand des Reaktors von Dampf oder Wasser durchströmt. Der auf diese Weise erzeugte oder überhitzte Dampf wird für den Vergasungsprozeß eingesetzt. Die Rohre 6 sind auf ihrer dem Inneren des Reaktors 1 zugewandten Seite mit einer feuerfesten Masse bestampft, die gegen eine hohe Temperatur und eine reduzierende Gasatmosphäre beständig ist. Zur Halterung dieser Bestampf ung 8 sind auf die Rohre 6 Stifte 9 aufgeschweißt.4 is formed, which is surrounded by insulation 5 on the outside. On the inside of the pressure jacket 4 are pipes 5 provided, which are welded to one another in a gas-tight manner by means of interposed webs 7. The tubes 6 are for cooling steam or water flows through the inner wall of the reactor. The one created or overheated in this way Steam is used for the gasification process. The tubes 6 are on their inside the reactor 1 facing side pounded with a refractory mass, which against a high temperature and a reducing Gas atmosphere is stable. To hold this stamping ung 8 6 pins 9 are welded onto the tubes.

Der Austrittsstutzen 3 ist in der Längsachse des Reaktors 1 angeordnet und weist einen geringeren Innendurchmesser als der Reaktor 1 auf. Er ist ebenso wie die Wand des Reaktors 1 mit gekühlten, gasdicht miteinander verschweißten Rohren 6 versehen, auf die zum Inneren hin die Bestampfung 8 aufgebracht ist.The outlet nozzle 3 is arranged in the longitudinal axis of the reactor 1 and has a smaller inner diameter than the reactor 1. Like the wall of the reactor 1, it is welded to one another with cooled, gas-tight Tubes 6 are provided on which the steaming 8 is applied towards the interior.

Die Oberkante des Austrittsstutzens 3 ist unter Bildung eines Walles 11 in das Innere des Reaktors 1 derart verlängert, daß zwischen ihm und der Innenwand des ReaktorsThe upper edge of the outlet connection 3 is extended into the interior of the reactor 1 with the formation of a wall 11 in such a way that that between him and the inner wall of the reactor

mm C. mmmm C. mm

1 ein unten geschlossener, ringförmiger Sammelraum 10 gebildet wird. Der Sammelraum 10 dient zum Auffangen der flüssigen Asche, die an der Bestampfung θ der Innenwand des Reaktors 1 entlang fließt. Dieser Aschefluß wird durch einen in der Eintrittsöffnung 2 des Reaktors 1 angeordneten Drallbrenner erreicht. Dieser Drallbrenner zwingt der Brennstoff-Suspension eine solche Bewegung auf, daß die festen Teilchen an die Bestampfung 8 der Innenwand des Reaktors 1 gedrückt werden, wobei die hocherhitzten Aschebsstandteile aufschmelzen.1, an annular collecting space 10 closed at the bottom is formed. The collecting space 10 serves to collect the liquid ash stuck to the vaporization θ of the inner wall of the reactor 1 flows along. This ash flow is through one in the inlet opening 2 of the reactor 1 arranged swirl burner reached. This swirl burner forces the fuel suspension to do so Movement on that the solid particles are pressed against the vaporization 8 of the inner wall of the reactor 1, wherein melt the hot ash components.

In halber Höhe ist der den Sammelraum 10 nach innen begrenzende Wall 11 mit einer Ausflußöffnung 12 versehen, die zur Oberkante des Walles 11 hin offen, ist. Durch diese Ausflußöffnung 12 fließt die flüssige Asche aus dem Sammelraum 10 als gesammelter Strahl ab. Die Asche gelangt in ein Wasserbad, das unterhalb des Reaktors 1 in dessen Längsachse angeordnet ist. Hier wird die Asche granuliert.Halfway up the wall 11 delimiting the collecting space 10 inwardly is provided with an outflow opening 12, which is open to the upper edge of the wall 11. The liquid flows through this outflow opening 12 Ash from the collecting space 10 as a collected jet. The ashes are placed in a water bath below the Reactor 1 is arranged in its longitudinal axis. The ash is granulated here.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE t friT1lPATENT CLAIMS t friT1l 1. Reaktor zur Flugstromvergasung von feinkörnigen Brennstoffen bei erhöhtem Druck und einer oberhalb der Schmal2temperatur der in den Brennstoffen enthaltenen Asche liegenden Temperatur/ wobei der Reaktor (1) senkrecht angeordnet und aus gasdicht miteinander verschweißten Rohren (6) besteht,, die auf ihrer Innenseite mit einer feuerfesten Masse bestampft und auf ihrer Rückseite von einem Druckmantel (4) umgeben sind und unterhalb des Reaktors (1) ein Wasserbad zur Aufnahm© und Kühlung der flüssigen Asche vorgesehen 1st, dadurch g e kennze ichnet , daß am unteren Ende des Reaktors (1) ein gemeinsamer, in der Längsachse des Reaktors (1) liegender Austrittsstutzen (3) für den Flugstrom und die flüssige Asche vorgesehen ist, daß der Austrittsstutsen (3) aus mit eieer feuerfesten Masse bestarnpften, gasdicht miteinander verschweißten Rohröi (6) besteht und daß zwischen dem Austrittsstutzen (3) und der Innenwand des Reaktors (1) ein unten geschlossener,, ringförmiger Sammelraum (10) gebildet ist.1. Reactor for entrained flow gasification of fine-grained Fuels at increased pressure and one above the low temperature of that in the fuels contained ash lying temperature / wherein the reactor (1) arranged vertically and made gas-tight pipes (6) welded to one another, which are coated on their inside with a refractory mass tamped and surrounded on their back by a pressure jacket (4) and below the reactor (1) A water bath is provided for taking up and cooling the liquid ash, thereby marking it ichnet that at the lower end of the reactor (1) a common, in the longitudinal axis of the Reactor (1) horizontal outlet nozzle (3) for the entrained flow and the liquid ash is provided that the outlet stub (3) made of fireproof compound, which are welded to one another in a gas-tight manner Rohröi (6) and that between the outlet nozzle (3) and the inner wall of the reactor (1) at the bottom closed, ring-shaped collecting space (10) is formed. 2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet f daß öl© flüssig© Äsche an der bestampften und gekühlten Innenwand des Reaktors (1) entlang geführt ist»2. Reactor according to claim 1, characterized f that oil © liquid © grayling on the tamped and cooled inner wall of the reactor (1) is guided along » ■: 3120231■: 3120231 3« Röäktoii nach den Anepifüchen 1 und %, dadufch of e kennaeiöhnet, daß dei Austrittsstut^en {3} 2üf Bildung des SamitElraumes (10) mit einem Wall (11) versehen ist^ in dem eine Ausflußöffnung (12) vorgesehen ist«3 "Röäktoii according to the Anepifitch 1 and %, because it often knows that the outlet port {3} 2 for the formation of the SamitElraumes (10) is provided with a wall (11) in which an outflow opening (12) is provided"
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