DE4037669A1

DE4037669A1 - Verfahren zur vermeidung sauerstoffhaltiger kondensate in entaschungsbaugruppen der kohledruckvergasung

Info

Publication number: DE4037669A1
Application number: DE19904037669
Authority: DE
Inventors: Reinhard Skoddow; Klaus Israel; Joachim Mueller; Egbert Dipl Ing Scherber
Original assignee: Energiewerke Schwarze Pumpe AG
Current assignee: Lausitzer Bergbau-Verwaltungsgesellschaft Mbh 019
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1992-06-04

Description

Die Anmeldung gehört in das Gebiet der Kohledruckvergasung, insbesondere der Vergasung von Braunkohlen, Braunkohlenbriketts oder Gemischen aus diesen und bezieht sich auf eine Verfahrensweise mit Austrag von fester Asche/Schlacke.

Diese anfallenden festen Vergasungsrückstände werden bekannterweise diskontinuierlich bzw. quasikontinuierlich mit Hilfe eines Drehrostes ausgetragen und in einer den gleichen Druck wie der Generator aufweisenden Ascheschleuse gesammelt. Ist der maximale Füllstand in der Ascheschleuse erreicht, schließt das obere Verschlußsystem, und die Ascheschleuse wird auf Atmosphärendruck entspannt. Danach öffnet das untere Verschlußsystem zur Entleerung der Ascheschleuse. Ist die Entleerung abgeschlossen, schließt das untere Verschlußsystem, und die Schleuse wird mit Dampf auf Generatordruck bespannt (DD-PS 1 10 512). Der Nachteil dieser angewandten Lösung ist, daß es in Abhängigkeit von der Innen- und Wandtemperatur der Ascheschleuse zur Dampfabkühlung bzw. Kondensatbildung kommt, verbunden mit einer Volumenkontraktion bzw. Druckabsenkung. Der Volumen- bzw. Druckausgleich erfolgt durch Nachströmen von Vergasungsmittel (Dampf-O₂-Gemisch) und im Extremfall durch Rohgas aus dem Generator. In Abhängigkeit vom Betriebszustand kann es dadurch in der Ascheschleuse zu extremen O₂-Anreicherungen kommen.

Ähnlich wirken Undichtigkeiten des unteren Verschlußsystems. Weiterhin ist eine Lösung nach DD-PS 1 47 250 bekannt, in der ein mit Inertgas zu bespannendes Doppelschleusensystem beschrieben wird, dessen obere Schleuse während des Ascheeintrages mit Stickstoff gespült wird. Diese Lösung weist den Nachteil auf, daß der Spülvorgang während der gefährlichen Entspannungsphase und Dichtheitsprobe unterbrochen wird. Weiterhin ist der apparative Aufwand sehr hoch und in der beschriebenen Anlage nicht realisierbar.

In den bekannten Lösungen u. a. DD-PS 2 15 565, in denen Eigendampf, Sperr- oder Spüldampf als Spülmedium zur Vermeidung gefährlicher Zustände eingesetzt wird, weisen den bekannten Nachteil auf zu kondensieren, so daß O₂-Anteile in der Gasphase z. B. im Drehrostbereich nicht unter 0,1 m³ O₂/m³ Gas gesenkt werden können. Die Korrosionsprobleme an den Entaschungsbaugruppen bleiben damit bestehen.

Weiter ist eine Lösung bekannt geworden, wonach das Entaschungssystem eines Generators teilbespannt und teilbespült wird, wozu Inertgas und Dampf verwendet werden. Aber auch mittels dieser Lösung kann nicht in allen korrosionsgefährdeten Baugruppen eine sauerstoffarme und kondensatfreie Atmosphäre erreicht werden. Bei vorhandenen sauerstoffreichen Kondensaten kommt es zu hohen Korrosionsabträgen. Die Abträge steigen bei hohen Sauerstoffpartialdrücken.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Anteil des Werkstoffverlustes von Entaschungsbaugruppen durch korrosiven Abtrag entscheidend zu senken, wodurch sich die Verfügbarkeit der genannten Baugruppen, einschließlich der nachgeschalteten Baugruppen erhöhen soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch permanente Spülung das Druckgehäuse und die Bespannung der nachgeschalteten Baugruppen mit Inertgas der Dampf eleminiert und ein Rückströmen von Vergasungsmittel und damit eine Sauerstoffanreicherung ausgeschlossen wird.

Die permanente Zufuhr von kaltem oder heißem Inertgas, bevorzugt Stickstoff, wird durch Festdrosseln oder durch Regelventile, die in Abhängigkeit von der Leistung angesteuert werden, gewährleistet. Diese Inertisierung des Druckgehäuses durch Einsatz von Stickstoff wird in allen Betriebszuständen aufrecht erhalten, da die Dichte von Stickstoff größer der von Dampf ist.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine Stickstoffmenge von 10 m³/h zuzuführen, da bei dieser Größe der Sauerstoffanteil in der Gasphase auf 0,04 m³/m³ N₂ und der Dampfanteil auf 0,1 m³/m³ N₂ begrenzt werden.

Vorteile dieser Lösung sind neben der Hauptwirkungsrichtung der Vermeidung von Kondensaten und der entscheidenden Senkung des O₂-Anteiles auf 4% der Gasphase und der daraus resultierenden Senkung der Korrosion aller Aschebaugruppen die

- Vermeidung explosibler Gemische,
- Vermeidung lokaler Verbrennungen,
- Erhöhung der Verfügbarkeit der Anlage durch Verlängerung der Lauf- und Liegezeiten der Entaschungsbaugruppen und
- Senkung von maschinentechnischen Störungen der hochbeanspruchten Baugruppen,
- Einsparung von Spül- und Bespannungsdampf,
- Vermeidung des Einsatzes von teuren Sonderwerkstoffen.

Im folgenden soll die Erfindung mittels eines Ausführungsbeispiels und einer Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch Generatorunterteil und Ascheschleuse.

Im Festbettdruckvergaser 1 mit Drehrost 2 werden Braunkohlenbriketts mit einem Dampf/Sauerstoffgemisch bei einem Druck von 2,5 MPa vergast. Über die Vergasungsmittelleitung 11 werden bis 30 t Dampf und bis 4000 m³ i.N. Sauerstoff unter den Drehrost 2 geführt. Über eine Festdrossel 10 in der Inertgasleitung 9 erfolgt eine kontinuierliche Zuführung von 4-5 m³/h Stickstoff. Die Anordnung der Inertgasleitung erfolgt oberhalb des Verschlußkegels im Aschezwischenstück 4 über der Ascheschleuse 5 mit dem Ziel, daß der Stickstoff während des Entspannens der Ascheschleuse als Sperrmedium gegenüber Undichtheiten am oberen Verschlußkegel 4 wirkt und eine definierte Strömung in Richtung Drehrost 2 vorgegeben wird. Nach dem Entleerungsvorgang der Ascheschleuse 5 wird diese über die Bespannungsleitung 8 mit Stickstoff bis auf Betriebsdruck 2,5 MPa bespannt und der Aschekegel im oberen Aschezwischenstück 4 geöffnet. Durch den Eintrag der Generatorasche vom Drehrost in die Ascheschleuse 5 erwärmt sich der Stickstoff und strömt infolge Volumenvergrößerung und Volumenverdrängung in das Druckgehäuse und über den Drehrost in den Generator. Die infolge eines diskontinuierlichen Ascheaustrages durch den Drehrost mögliche Volumenkontraktion des Stickstoffes in den Hohlräumen des Druckgehäuses 3, der Aschenzwischenstücke 4, 6 und der Ascheschleuse 5 wird durch die kontinuierliche Zuführung von Stickstoff über die Stickstoffleitung 9 kompensiert. Die überschüssige Stickstoffmenge strömt unter den Drehrost 2 und weiter in den Festbettdruckvergaser 1.

Bezugszeichenverzeichnis

1 Festbettdruckvergaser
2 Drehrost
3 Druckgehäuse
4 oberes Aschezwischenstück
5 Ascheschleuse
6 unteres Aschezwischenstück
7 Entspannungsleitung
8 Bespannungsleitung
9 Stickstoffleitung/Inergasleitung
10 Festdrossel
11 Vergasungsmittelleitung

Claims

1. Verfahren zur Vermeidung sauerstoffhaltiger Kondensate in Entaschungsbaugruppen der Kohledruckvergasung unter Verwendung inerter Gase, vorzugsweise Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des oberen Verschlußkegels des Ascheschleusensystems kontinuierlich Stickstoff, mit einem Sauerstoffanteil von 0,04 m³/m³ N₂ und einem Feuchtegehalt bei 20°C von 0,1 g/Nm³, in einer Menge von 10 m³/h zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführte Inertgasmenge über eine Festdrossel eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgasmenge in Abhängigkeit von der Generatorleistung geregelt zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung von Inertgas in Verbindung mit einer Inertgasbespannung der Ascheschleuse und der Inertgasspülung der der Ascheschleuse nachgeschalteten Entaschungsbaugruppen erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas kalt zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas aufgeheizt zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas auf 220°C aufgeheizt zugeführt wird.