DE731489C

DE731489C - Water gas generator with liquid slag discharge

Info

Publication number: DE731489C
Application number: DED83314D
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Pistorius; Alfred Schneemilch
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1940-09-14
Filing date: 1940-09-14
Publication date: 1943-02-10

Description

Wassergaserzeuger mit flüssigem Schlackenabzug Bei Wassergaserzeugern, insbesondere bei großen Leistungseinheiten, machen die Austragung, die Förderung und die Verwendung der Schlacke erhebliche Schwierigkeiten, so daß bei Gasanlagen für Synthese und Hydrierung die Schlackenfrage die Wirtschaftlichkeit der Anlagen ungünstig beeinflußt. Es lassen einerseits vielfach die Eigenschaften der Schlacke eine Verwendung für Straßenbau, Bahnunterbau u. dgl. nicht zu, und andererseits reicht -im allgemeinen auch der Gehalt an Brennbarem nicht aus, um eine -Nachvergasung oder eine Nachverbrennung in einem Abstichgenerator bzw. unter einem Kessel zu unterhalten. Es sind deshalb schon Wassergaserzeuger mit flüssigem Schlackenabzug gebaut worden, wobei die Schlacken, in Form von Steinen. Körnern oder Fasern leicht und gewinnbringend abgesetzt werden können.Water gas generator with liquid slag discharge For water gas generators, especially in the case of large performance units, do the hosting, the promotion and the use of the slag considerable difficulties, so that in gas systems for synthesis and hydrogenation, the slag issue, the profitability of the plants adversely affected. On the one hand, the properties of the slag often leave behind a use for road construction, railway substructures and the like not to, and on the other hand In general, the combustible content is not sufficient for post-gasification or to maintain an afterburning in a tapping generator or under a boiler. For this reason, water gas generators with liquid slag discharge have already been built, being the slag, in the form of stones. Grains or fibers light and profitable can be discontinued.

Es bereitet keine Schwierigkeiten, Abstichgaserzeuger für Wassergas mit Sauerstoff im stetigen Betrieb zu fahren, jedoch steht der hohe Sauerstoffpreis einem solchen Betrieb hindernd im `Fege.There are no difficulties in tapping gas generators for water gas to drive with oxygen in continuous operation, but the high oxygen price stands hindering such an operation in the `sweep.

Die Erfindung beschränkt sich daher auf Gaserzeuger zur Erzeugung von Wassergas im Wechselbetrieb von Heißblasen und Gasen, also auf solche, bei denen das Brennstoffbett in üblicher `'eise zuerst mit Wind heißgeblasen wird und dann erst in der nachfolgenden Periode die eigentliche Wassergaserzeugung durch' Einblasen von Dampf erfolgt. Auch für diese im Wechselbetrieb arbeitenden \Vassergaser7eu-er ist schon der flüssige Schlackenabzug vorgesehen worden. Brauchbare Ergebnisse sind jedoch bisher. nicht erzielt worden. Alle bekannten Gaserzeuger haben den Nachteil, daß mit einem Blasegas mit hohem CD-Gehalt gerechnet werden muß, während ein niedriger CO-Gehalt im Blasegas angestrebt wird.The invention is therefore limited to gas generators for production of water gas in alternation of hot-blowing and gases, i.e. on those where the fuel bed is first blown hot with the wind in the usual way and then only in the following period the actual water gas generation by blowing in done by steam. Also for those \ Vassergaser7eu-er who work in alternation the liquid slag discharge has already been planned. Useful results are however so far. has not been achieved. All known gas generators have the disadvantage that a bubble gas with a high CD content must be expected, while a lower one CO content in the blow gas is aimed for.

Es sind Gaserzeuger dieser Art bekannt, bei denen die gesamte Windmenge zum Heißblasen des Brennstoffbettes dicht über dem Schachtboden durch einen Kranz von engen düsenartigen Öffnungen in den Schacht eingeblasen wird. Das Gasen erfolgt im z#bwärtsstrom tnit Gasabzug durch oberhalb der Windformen vorgesehene große Öffnungen im Schachtmantel. Auf diese Weise gelingt es zweifellos, die für die Flüssighaltung der Schlacke notwendige hohe Temperatur in dem unteren Schachtteil ständig aufrechtzuerhalten. Durch das Abwärtsgasen wird die Wärme im Brennstoffbett nach unten getragen, so dal auch in der Gaseperiode eine bedenkliche Abkühlung der Schlackenschmelzzone nicht eintritt. Da aber beim Blasen die gesamte Windmenge durch die sehr heiße Schlackenschmelzzone geleitet wird, ist es nicht zu vermeiden, daß das Blasegas einen hohen C 0-Gehalt hat.There are known gas generators of this type in which the entire amount of wind for hot blowing the fuel bed just above the Shaft bottom is blown into the shaft through a ring of narrow nozzle-like openings. The gassing takes place in a downward flow with gas extraction through tuyeres provided above the windshields large openings in the shaft jacket. In this way it will undoubtedly succeed for the liquid maintenance of the slag necessary high temperature in the lower shaft part constantly uphold. The downward gassing causes the heat in the fuel bed carried downwards, so that also in the gaseous period there is a critical cooling of the Slag melting zone does not enter. But when blowing the entire amount of wind through the very hot slag melting zone is passed, it is unavoidable that the blow gas has a high C 0 content.

Bei anderen bekannten Gaserzeugern dieser Art wird der Heißblasewind in zwei verschieden hoch liegenden Ebenen in den Schacht eingeführt. Der am Fuße des Schachtes zugeführte Wind soll die zur Erzeugung einer Schlackenschmelzzone ausreichende Temperatur im Unterteil des Schachtes erzeugen, während der weiter oben -zugeführte Wind das eigentliche Heißblasen des Brennstoffbettes bewirken soll. Der Gasedampf wird zwischen diesen beiden Höhenlagen in den Schacht eingeführt. Alle Einführungsöffnungen sowohl für den Wind als auch für den Dampf sind enge düsenartige Öffnungen. Es kann daher nur ein Aufwärtsgasen durchgeführt werden. Dabei wird die Wärme in dem Brennstoffbett nach oben getragen, und es ist mit einer starken Abkühlung der Schlackenschmelzzone während des Griens zu rechnen. Um- dem zu begegnen, soll auch während des Gasens eine gewisse Windmenge durch die unterenWindformen eingeblasen werden. Das hat aber den Nachteil, daß dann ein Wassergas mit hohem Stickstoffgehalt erzeugt wird. -huch der CO-Gehalt im Blasegas fällt hoch aus, weil durch die Einführung des Windes. ausschließlich durch enge düsenartige Üffnungen, also mit hoher Gesclmzndigkeit, in jedem Falle im Bereich der Einblaseöffnungen eine -örtliche Zone hoher Temperatur erzeugt wird, so daß die Anordnung der Windzuführungsöffnungen in verschiedenen hoch liegenden Ebenen. praktisch nichts bringt.In other known gas generators of this type, the hot bubble wind is used introduced into the shaft at two levels at different heights. The one at the foot The wind supplied to the shaft is intended to generate a slag melting zone Generate sufficient temperature in the lower part of the shaft while continuing The wind supplied above is supposed to cause the actual hot blowing of the fuel bed. The gas vapor is introduced into the shaft between these two altitudes. All inlet openings for both wind and steam are narrow nozzle-like Openings. Only upward gassing can therefore be carried out. The Heat is carried up in the fuel bed, and it is with a strong cooling the slag melting zone during the Griens. To counter this, should a certain amount of wind is blown in through the lower wind formers during the gassing will. But this has the disadvantage that then a water gas with a high nitrogen content is produced. -huch the CO content in the blower gas is high because of the introduction of the wind. exclusively through narrow nozzle-like openings, i.e. with a high level of fluidity, In any case, a local zone of high temperature in the area of the injection openings is generated, so that the arrangement of the wind supply openings in different high plains. brings practically nothing.

Die Erfindung geht nun von der bekannten Maßnahme aus, den 1-l:eißblasewind in zwei verschieden hoch liegenden Ebenen zuzuführen, und hestelit darin, daß die obere Windzuführung durch eine ringförtnige, im Verhältnis zu der Summe der unteren Windzuführungsfluerschnitte sehr große Öffnung im Schachtmantel gebildet wird, die gleichzeitig zurEinführung des Dampfes beim Aufwärtsgasen und zurAbführung des Wassergases beim Abwärtsgasen dient. jetzt wird nur die verhältnismäßig kleine, zur Erhaltung der S,chlackenschmelzzone ausreichende Windmenge mit hoher Geschwindigheit in den Schacht eingeführt, um eine örtliche Zone hoher Temperatur zu erzeugen, während die weiter oben eingeführte Hauptwindmenge mit geringer Geschwindigkeiteintritt, wodurch eine -leichmäßige, nicht zu heiße Glühzone erzielt wird. Es fällt also nur von der kleinen Schmelzwindmenge ein Blasegas mit hohem CO-Gehalt an, während für die von der Hauptwindmenge herrührende hlasegasmenge und damit auch für die gesamte Blasegasmenge der CO-Gehalt niedrig ausfällt. Der CO-Gehalt im Blasegas wird also auf das bei flüssigem Schlackenabzugeringstmögliche -Maß zurückgeführt.The invention is based on the known measure, the 1-l: eissblasewind in two different levels, and hestelit that the upper wind feed through a ring-shaped, in proportion to the sum of the lower Wind supply duct cuts very large opening is formed in the shaft jacket, which at the same time for the introduction of the steam in the case of upward gassing and for the removal of the water gas is used for downward throttle. now only the relatively small one is used for preservation the slag melting zone sufficient amount of wind with high speed in the Well introduced to create a local zone of high temperature while the main amount of wind introduced above enters at low speed, whereby a -even, not too hot annealing zone is achieved. So it just falls a blow gas with a high CO content from the small amount of melt wind, while for the amount of hase gas originating from the main amount of wind and thus also for the entire Bubble gas quantity, the CO content is low. The CO content in the blower gas is therefore traced back to the lowest possible level with liquid slag removal.

Durch die gleichzeitige Benutzung der oberen Windzuführungsöfinungen zur Ein-Hihrung des Dampfes beim .%tifwii-tsgasen und zur Abführung des Wassergases beim Alnvärtsgasen wird der Aufbau des Gaserzeugers sehr einfach, und ferner ergibt sich der Vorteil, daß größere Toträume, die bei jedem Wechsel erst gespült werden müssen. um einen gefahrlosen Betrieb des Gaserzeugers und ein stickstoffarmes Wassergas zu erhalten, vermieden werden. Der dauernde Schmelzfluß der Schlacke ist bei der Anwendung eines abwechselnden Aufwä rtsgasens und Abwärtsgasens gesichert.By using the upper wind feed openings at the same time for the introduction of the steam at.% tifwii-tsgasen and for the removal of the water gas in the case of Alnvartsgasen, the construction of the gas generator becomes very simple and, furthermore, results the advantage that larger dead spaces that are first flushed with each change have to. a safe operation of the gas generator and a low-nitrogen water gas to get avoided. The permanent melt flow of the slag is at the Use of an alternating upward and downward gas is assured.

Schließlich ist noch der Vorteil zti erwähnen, daß für die Hauptwindmenge, da sie mit geringer Geschwindigkeit in den Schacht eintritt, ein wesentlich kleinerer Winddruck erforderlich ist als für die kleine Schmelzwindmenge. Durch Verwendung besonderer Gebläse mit verschiedenen Förderdrücken für die beiden Windmengen können also erhebliche Ersparnisse erzielt «-erden. i Ein Ausführungsbeispiel des Erfndungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. Der eigentliche Vergasungsschacht a trän am Oberteil die Beschickungseinrichtung b, durch die der Brennstoff mit den gegebenenfalls erforderlichen Zuschlägen eingeschleust wird, sowie den Gasabzugsstutzen c. Der Vergasungsschacht a kann am Umfang entweder ausgemauert sein oder zur Vermeidun- von Schlackenansätzen, wie dargestellt, mit einem Wassermantel oder einer Kombination von Wassermantel und Ausmauerung augerüstet sein.Finally, the advantage should be mentioned that for the main amount of wind, since it enters the shaft at low speed, it is much smaller Wind pressure is required than for the small amount of melt wind. By using special blower with different delivery pressures for the two wind quantities thus, considerable savings are achieved. i An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. The actual gasification shaft is waterlogged on the upper part the charging device b, through which the fuel with the possibly required Surcharges are introduced, as well as the gas outlet nozzle c. The gassing shaft a can either be lined on the circumference or to avoid slag deposits, as shown, with a water jacket or a combination of water jackets and masonry must be prepared.

Der Unterteil des Schachtes ist derart erweitert, daß ein Ringraum d entsteht. Dieser Ringraum, der eine große U>ftnung am Schachtmantel darstellt, ist an eine besondere Ringleitung angeschlossen. Durch den Ringrautn d wird die Hauptmenge des Windes zum Heißblasen des Brennstoffbettes eingeführt, während die Blasegase durch den Gasabzugsstutzen d den Gaserzeuger verlassen. Eine kleinere. Windmenge wird durch Düsenformen e unterhalb der ringförmigen Öffnung d dicht über dem Schachtboden in den Unterteil des Gaserzeugers geblasen und dient vorwiegend zum Schmelzen der Schlacke. Der höhere Widerstand der unteren Brennstoffzonen und das Ausblasen des Windes aus den Düsenformen mit hoher Geschwindigkeit macht einen hohen Winddruck erforderlich, so daß für die Förderung des Schmelzwindes vorteilhaft ein Gebläse mit höherem Förderdruck verwendet wird, das mitgbezeichnetist. DiegeschmolzeneSchlacke wird dauernd oder mit Unterbrechung durch das Stichloch f abgezogen.The lower part of the shaft is widened so that an annular space d arises. This annular space, which is a large opening on the shaft jacket, is connected to a special ring line. Through the ring diamond d the Main amount of wind introduced to hot-blow the fuel bed while the Bubble gases leave the gas generator through the gas outlet nozzle d. One smaller ones. The amount of wind is ejected by nozzle shapes below the annular opening d is blown into the lower part of the gas generator just above the shaft floor and serves mainly for melting the slag. The higher resistance of the lower fuel zones and makes blowing out the wind from the nozzle shapes at high speed a high wind pressure is required, so that advantageous for promoting the melt wind a blower with a higher delivery pressure is used, which is designated with g. The molten slag is withdrawn continuously or intermittently through the tap hole f.

Nach Abschluß der Blaseperiode kann der Gasedampf zuerst entweder durch die ringförmige Öffnung d dem Gaserzeuger zugeführt werden, so daß das erzeugte Wassergas am Gasabzugsstutzen c den Schacht verläßt, also aufwärts gegast werden, oder es kann nach einer kurzen Spülperiode in dieser Richtung das Gasen in umgekehrter Richtung erfolgen, indem der Bampf durch den Gasabzugsstutzen c eintritt und das Wasergas den Gaserzeuger durch die Ringöffnung d verläßt, also abwärts gegast werden. Beide Gaserichtungen werden in der bei Wassergaserzeugern bekannten Weise abwechselnd angewendet.After completion of the bubbling period, the gas vapor can first either are fed through the annular opening d to the gas generator, so that the generated Water gas leaves the shaft at the gas outlet nozzle c, i.e. it is gassed upwards, or, after a short purging period in this direction, the gassing can be reversed Direction take place in that the Bampf enters through the gas outlet nozzle c and the Wasergas leaves the gas generator through the ring opening d, so be gassed downwards. Both directions of gas are alternated in the manner known from water gas generators applied.

Claims

PATENT CLAIM: Water gas generator alternating between hot blowing and gases with liquid slag discharge, in which the hot bubble wind is different in two high levels is supplied, with the supplied at the foot of the gas generator Wind the temperature in the lower part of the that is sufficient to maintain a melting zone Gasification shaft generated, while the wind supplied above the actual Causes hot blowing of the fuel bed, characterized in that the upper `wind feed by an annular, in relation to the sum of the lower wind feed cross-sections very large opening is formed in the manhole casing, which is simultaneously introducing it of the steam in the case of upward gassing and for the removal of the water gas in the case of downward gassing serves.