DE4032747C2

DE4032747C2 - Verfahren zur Naßausschleusung von Aschen aus Generatoren der Kohledruckvergasung

Info

Publication number: DE4032747C2
Application number: DE19904032747
Authority: DE
Inventors: Reinhard Skoddow; Egbert Dipl Ing Scherber; Uwe Miska; Wilfried Dipl Ing Ladusch; Klaus Israel; Wolfgang Frenzel
Original assignee: Energiewerke Schwarze Pumpe AG
Current assignee: Sekundaerrohstoff-Verwertungszentrum Schwarze Pump
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1990-10-16
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2010-10-17
Also published as: DE4032747A1

Description

Die Erfindung gehört in das Gebiet der Kohledruckvergasung und betrifft die Ausschleusung von Aschen, die bei der Druckvergasung von festen Brennstoffen anfallen, vor allem Aschen, die durch die Vergasungsbedingungen oder dem Einsatz ballastreicher Brennstoffe ein breites Kornspektrum aufweisen.

Die bei der Festbettdruckvergasung anfallenden Vergasungsrückstände pulvriger und/oder gesinterter Struktur, bezeichnet als Aschen, werden nach DD-PS 1 10 512 trocken in einer Ascheschleuse gesammelt und ausgeschleust. Die Ausschleusung erfolgt in einen Fallschacht, der in eine wassergefüllte Kratzerkettenrinne taucht. Von dort wird die Asche zum Brecher gefördert und danach hydraulisch oder mittels Bandanlagen entsorgt.

Diese trockene Ausschleusung und offene Entaschungstechnologie weist neben anderen Mängeln folgende entscheidende Nachteile auf:

- Probleme beim Öffnen des unteren Aschekegels
- Brückenbildung beim Ausschleusen
- Ausschleusung bei nicht vollständig entspannter Ascheschleuse und damit Austritt großer Staubmengen in die Anlage und die Arbeitsstätten
- Austrag von Glut
- Undichtigkeiten von Aschekegelverschlüssen und hoher Verschleiß
- Mängel in der Sicherheit.

Es ist bekannt, daß nach DD-WP 1 47 250 durch Anordnung eines 2. Schleusenraumes und Anordnung einer 3. Verschlußarmatur und durch konstruktive Änderungen an den Verschlußorganen die Sicherheit des Verschließens erhöht wurde, aber wesentliche Mängel des Ausschleusverhaltens und der Dampfbildung der heißen Asche bei offener Ablöschung im Wasserbad nicht beseitigt werden konnten.

In den Erfindungen CS-PS 1 24 440, DD-WP 1 16 259 und DE-OS 24 55 127 können nur feinkörnige bzw. aufbereitete Aschen ausgeschleust und entsorgt werden.

Es ist weiterhin bekannt, daß die Ausschleusung in ein geschlossenes Drucksystem (DD-WP 2 71 707) erfolgt, ohne daß die Ausschleusverhältnisse entscheidend verbessert werden.

Ein hoher apparativer Aufwand ist mit der Erfindung DD-WP 2 10 927 beschrieben, in dem die Asche sofort in ein Wasserbad eingetragen und danach in getrennten Fraktionen entsorgt wird. Analoge Lösungen, teilweise mit integrierten Brecheinrichtungen, sind mit den Erfindungen CS-124440, DE-OS 24 55 127, DE-OS 25 06 161 bekannt. Nachteilig wirken sich vor allem der hohe regelungstechnische und bei integrierten Brecheinrichtungen, der maschinentechnische Aufwand zur Sicherung des Systemdruckes und der Förderfähigkeit der Schlackeanteile aus (DD-WP 2 45 441, US-4463686).

Die Verfügbarkeit des Gesamtsystems derart aufwendiger Technologien wird dabei entscheidend verschlechtert und der materielle Aufwand erhöht.

Es ist weiterhin bekannt, daß durch Anordnung eines Löschwasserbehälters mit Schikanen und Gegenstromklassierung die Ascheentsorgung verbessert werden soll.

Auch bei der Lösung mit einem absperrbaren Löschbehälter, bei dem ständig Atmosphärendruck gewährleistet wird, werden die Austragsbedingungen der Trockenasche aus der Ascheschleuse in keiner Weise verbessert.

Bei der Lösung durch Anordnung von Doppelarmaturen an der Ascheschleuse zur Erhöhung der Sicherheit und verbessertem Austragsverhalten, ist die sichere drucklose Ausschleusung der trockenen Asche nicht gewährleistet und führt bei Eintrag der heißen Asche zu analogen Verhältnissen, wie bei der bisherigen Technologie.

Gleiche Nachteile treten auf bei dem Verfahren zur Teilbespannung und Teilspülung des Schleusensystems.

Das Problem der Erfindung liegt in der Erhöhung der Verfügbarkeit, der Zuverlässigkeit bei Senkung des Bedien- und Instandhaltungsaufwandes von Entaschungsbaugruppen und der Beseitigung von Gefährdungen, extremer Verschmutzungen und anderer Mängel der bekannten offenen Entaschungstechnologie, die bei der Kohledruckvergasung Anwendung findet.

Mit der Erfindung soll eine wenig energieaufwendige, mechanisch einfache, verschleißarme und sichere Ausschleusung von transportschwierigen Asche-Schlacke-Gemischen, die bei der Kohledruckvergasung anfallen, gewährleistet werden.

Vorausgesetzt wird eine Doppelschleuse, die aus einem oberen Teilraum und einem unteren Teilraum mit einer dazwischen angeordneten herkömmlichen Verschlußarmatur besteht und deren unterer Teilraum teilweise mit Wasser gefüllt ist.

Erfindungsgemäß wird das dadurch gelöst, daß die Druckverhältnisse in den Teilräumen so eingestellt werden, daß das mittlere Verschlußorgan druckunterstützt öffnet, d. h., daß vor dem Öffnen des mittleren Kegels der Druck im unteren Teilraum gleich oder größer 0,01 MPa gegenüber dem oberen Teilraum beträgt, und während der kurzzeitigen Entspannung die Schüttung im oberen Teilraum gelockert und damit der Ascheaustrag eingeleitet wird, und in Abhängigkeit von der Aschestruktur zeitverzögert die Entspannung erfolgt. Es ist auch erfindungsgemäß, daß das Fassungsvolumen des unteren Teilraumes definiert größer dem des oberen Teilraumes und die Be- und Entspannung der Teilräume unabhängig voneinander möglich ist, so daß einerseits die Aufnahmebereitschaft für Asche im oberen Teilraum vorhanden und andererseits der drucklose und staubfreie Austrag des Asche-Wasser-Gemisches gewährleistet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und mittels einer Zeichnung erläutert.

Die durch den Drehrost kontinuierlich oder diskontinuierlich aus dem Generator ausgetragene Asche 8 fällt durch die offene obere Verschlußarmatur 1 in den oberen Teilraum 2.1 der Schleuse 2. Ist der obere Füllstand erreicht, wird die obere Verschlußarmatur 1 geschlossen. Der Teilraum 2.1 auf ≦2,0 MPa entspannt und die Entspannungsarmatur 10 geschlossen. Der Teilraum 2.2 wird auf <2,0 MPa bespannt. Bei einem Differenzdruck 6 von ≧0,01 MPa wird die Bespannungsarmatur 11 geschlossen und die mittlere Verschlußarmatur 3 geöffnet und die gesamte Asche in den Teilraum 2.2 eingetragen und abgelöscht. Die mittlere Verschlußarmatur 3 wird geschlossen und der Teilraum 2.1 bespannt. In Abhängigkeit von der Aschestruktur wird der Teilraum 2.2 zeitverzögert entspannt. Nach Einstellung der erforderlichen Drücke in dem Teilraum 2.1 (Generatordruck) und dem Teilraum 2.2 (Atmosphärendruck) werden jeweils die Verschlußarmaturen 1 und 4 geöffnet.

Nach Abschluß des Feststoffaustrages aus dem Teilraum 2.2 wird die untere Verschlußarmatur 4 geschlossen. Die Frischwasserzulaufleitung 7 und die Überlaufleitung 5 geöffnet.

Die Leitungen bleiben so lange auf, bis der erforderliche Wasserstand erreicht und die Temperatur unter 40°C abgesenkt wurde.

Danach werden die Armaturen der Leitungen 5 und 7 geschlossen und der Flutraum wird auf ≧2,0 MPa bespannt und somit die Ausgangsstellung erreicht.

Die Vorteile der Erfindung sind:

- Das Ablöschen der Asche im geschlossenen System und der nachträglichen Entspannung eines geringeren, feststoffärmeren Restvolumens, einschließlich der durch den Wärmeinhalt der Asche entstehenden Dämpfe aus dem System.
- Die druckunterstützte Öffnung des Kegelverschlusses in die trockene Asche und der Einleitung des Austrages durch einen Druckstoß in die Schüttung entgegen der Schwerkraft.
- Leichterer druckloser Austrag eines Wasser-Asche-Gemisches ohne Staubanfall und Dämpfe.
- Sicheres Öffnen und Schließen der Verschlußarmaturen als Voraussetzung zur Automatisierung und der Senkung des Verschleißes bei Beibehaltung der Hauptbaugruppen der vor- und nachgeschalteten Entsorgungstechnologie.
- Entscheidende Voraussetzung der Sicherheit und der Arbeits- und Wartungsbedingungen im Bereich der Entaschung.
- Senkung der Be- und Entspannungszeiten der Schleuse, dadurch schnellere Betriebsbereitschaft für den Ascheaustrag des Generators.

Bezugszeichenliste

1 obere Verschlußarmatur
2 Schleuse
2.1 oberer Teilraum
2.2 unterer Teilraum
3 mittlere Verschlußarmatur
4 untere Verschlußarmatur
5 Überlaufleitung mit Armatur
6 Frischwasserzulauf mit Armatur
7 Ascheeintritt
9 Asche-Wasser-Gemisch Austrittsrohr
10 Be- und Entspannungsarmatur
11 Inertgasbespannungsleitung
12 Verbindungsleitung zwischen den Teilräumen 2.1 und 2.2 13 Wasserabtauchung

Claims

1. Verfahren zur Naßausschleusung von Aschen aus Generatoren der Kohledruckvergasung durch eine Ascheschleuse, die in einen trockenen und einen mit Wasser gefüllten Teilraum aufgeteilt und die Teilräume durch ein Verschlußorgan gasdicht getrennt sind, gekennzeichnet dadurch, daß nach Einstellung eines Differenzdruckes von größer 0,01 MPa zwischen beiden Teilräumen in der Art, daß das Verschlußorgan druckunterstützt öffnet und nach vollständiger Ablöschung der Asche unter Druck die Entspannung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, daß die Entspannung in Abhängigkeit von der Aschestruktur zeitverzögert in der Art erfolgt, daß bei einer durchschnittlichen Korngröße von d_m ≦4 mm nach 10 min. und bei d_m <4 mm innerhalb von 10 min. entspannt wird und separate Be- und Entspannungsarmaturen an beiden Teilräumen angeordnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Volumen des unteren Teilraumes um die Teilvolumina vergrößert wird, die dem Volumen des durch die Asche verdrängten Wassers und dem Volumen des Gasraumes von ≦1,5 m³ entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß zur Einstellung des definierten Wasservolumens, das mindestens der 1,2fachen Aschemenge entsprechen muß, am unteren Teilraum eine absperrbare Überlaufleitung angeordnet wird, deren Auslauf in der Kratzerkette oder der Spülrinne endet.