DE757974C

DE757974C - Solid fuel gas generators

Info

Publication number: DE757974C
Application number: DEK159457D
Authority: DE
Inventors: Joseph Daniels
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1937-12-14
Filing date: 1937-12-14
Publication date: 1952-06-09

Description

Gaserzeuger für feste Brennstoffe Die Erfindung bezieht sich auf Gaserzettge@r für feste Brennstoffe mit feststehendem Rost und darüber beweglichem Rührarm und m,it Ascheaustragung sowohl durch die Rostspalten. als auch am Rostumfang durch. einten Spalt zwischen Rost und Schachtwand.Solid Fuel Gas Generators The invention relates to Gaserzettge @ r for solid fuels with a fixed grate and a movable agitator arm and With ash discharge both through the grate gaps. as well as on the perimeter of the grate. A gap between the grate and the shaft wall.

Als ei besonderer Vorteil des Gaserzeugers. mit feststehendem Planrost und darüber drehbarem Rührarm wird der Umstand angesehen, daß es möglich ist, die Vergasungsmittel gleichmäßig verteilt über dem ganzen Schachtquerschnitt in den Brennstoff einzuleiten und somit an allen StelIen des Scha;ehtquerschnittes die- gleiche Arbeitstemperatur zu halten. Diese Betriebsweise läßt jedoch außer acht, daß ein Gaserzeuger dann dlie günstigste Vergasungsl-eistung und Bremnstoffausnutzung ergibt, wenn die Temperatur in dem größten Teil des Schachtquerschnittes gleichmäßig hoch gehalten wird, iahe der Schachtrand: aber unter Berücksichtigung des unvermeidlichen Verlustes durch Wärmestrahlung und -leiteng nach außen so weit abfällt, daß an der Schachtwand die Schmelztemperatur der Asche leicht unterschritten wird. Es ist daher nach Ansicht des Erfinders falsch, die Vergasungsmittel, soweit sie Wärme erzeugen, wie die Heißblaseluft im po-riodischen Wassergasierfahren und die Luft bzw. das Gemisch von Luft und Wasserdampf bei der Luftgaserzeugung über den ganzen Querschnitt des Rostes gleichmäßig zu verteilen, sondern die. Verteilung muß dem Wärmeverbrauch der verschiedenen Sch.achtzonetn entsprechen und namentlich. nahe- der Schachtrand in anderer Weise eingestellt werden.As a particular advantage of the gas generator. with fixed plan grate and above the rotatable agitator arm, the fact is considered that it is possible, the Gasifying agent evenly distributed over the entire shaft cross-section in the Introduce fuel and thus at all points of the shell cross-section to keep the same working temperature. However, this mode of operation disregards that a gas generator then has the most favorable gasification performance and fuel utilization results when the temperature is uniform in most of the shaft cross-section is held high, iahe Manhole edge: but taking into account of the inevitable loss through thermal radiation and conduction to the outside so far drops that the melting temperature of the ash fell slightly below the shaft wall will. It is therefore wrong, in the view of the inventor, to use the gasification means so far they generate heat, like the hot air in the periodic Wassergasierfahren and the air or the mixture of air and water vapor in the generation of air gas to evenly distribute the entire cross-section of the grate, but rather the. distribution must correspond to the heat consumption of the various shaft zones and specifically. the near edge of the manhole can be adjusted in a different way.

Eine kritische Untersuchung des bisher bekannten Gaserzeugers mit feststehendem Planrost und darüber sich drehendem Rührarm auf der Grundlage der vorstehend entwickelten Gesichtspunkte ergibt nun, daß dort die -#"erteilung der Vergasungsmittel durchaus ungünstig ist und eine Temperaturlage innerhalb der Reaktionszone der Gaserzeuge:rfiillung bewirkt, die die besonderen Vorteile des Planrostes nur in ganz unzureichendem Ausmaß ausnutzen läßt. Beim Planrostgaserzeuge-r ist es wünschenswert, daß die Asche nicht nur durch die Rostspalten fällt. sondern auch durch einen größeren Spalt am Rostumfang abgezogen werden kann. Man kann im Gaserzeugerbetrieb nicht mit Sicherheit vermeiden, daß die Asche nicht gelegentlich zu mehr oder weniger großen Schlacken zusammenschmilzt. Die Schlackenklumpen werden durch den Rührarm allmählich auf dem Planrost zum Rostumfang bewegt. Es ist üblich, sie von dort durch einen Ringspalt -zwischen Schachtwand und Planrost mittels eines sich; drehenden Ascheaustrageringes zu entfernen, der entweder getrennt vom Rührarm angetrieben wird und dann auch als Sehlacken.brecher wirkt oder als Antriebsmittel für den Rührarm benutzt wird. Der Sammelraum für die am Umfang abgezogene Asche steht aller mit dem Asch, raum unmittelbar unterhalb des Rostes in Verbindung, so daß die Vergasungsmittel sowohl durch die Rostspalte=n als auch durch den Ringspalt zwischen Schacht und Rostumfang in den Gaserzeugerschacht eintreten.A critical examination of the previously known gas generator with fixed plan grate and rotating agitator arm on the basis of the The aspects developed above now show that there the - # "issue of the Gasification agent is quite unfavorable and a temperature range within the reaction zone of the gas products: filling causes the special advantages of the plan grate only can be exploited to an entirely inadequate extent. In the case of plan grate gas generators, it is desirable that the ashes don't just fall through the cracks in the grate. but also by a bigger one Gap on the grate circumference can be deducted. You can't work in the gas generator Certainly avoid letting the ashes occasionally become more or less large slag melts together. The lumps of slag are removed by the agitator arm gradually moved on the plan grate to the grate circumference. It's common to get them through from there an annular gap between the shaft wall and the plan grate by means of a self; rotating Remove ash discharge ring, which is either driven separately from the agitator arm and then also acts as a Sehlacken.brecher or as a drive means for the agitator arm is used. The collection area for the ashes drawn off at the circumference stands with everyone the ash, space immediately below the grate in connection, so that the gasification agent both through the grate gap = n and through the annular gap between the shaft and Enter the circumference of the grate in the gas generator shaft.

Man hat nun zwar hei Gaserzeugern mit hegeldrehrosten vorgeschlaa°en, eine gleichmäßige Verteilung der Vergasungsmittel über den ganzen Schachtquerschnitt dadurch zu erzielen, dall die Austrittsöffnungen des Rostes für die Vergasungsmittel mit den den Raum unter dein Rost ausfüllenden Zellen verbunden sind.It has now been proposed that gas generators with lever grids should an even distribution of the gasification agents over the entire shaft cross-section to achieve thereby, dall the outlet openings of the grate for the gasification agent connected to the cells filling the space under your grate.

Ebenso ist es bekannt, bei einem- Doppeldrehrost für Schachtöfen zunn Brennen von Zement, Kalk u: dgl. den beiden getrennt volleinander angeordneten Rosten, von denen der mittlere drehbare nur eine kleine, für den Schachtquerschtlitt nicht ausreichende Verteilungsfläche für die Vergasungsmittel hat, die Vergasungsmittel getrennt zu-ruführen.It is also known to zunn with a double rotating grate for shaft furnaces Burning cement, lime and the like on the two separate grates, Of which the middle rotatable only a small one, not for the shaft cross-section has sufficient distribution area for the gasifying agents, the gasifying agents to be supplied separately.

Die Erfindung besteht nun darin, den ringförmigen A.schesammelraum, in den die am Rostumfang ausgetragene Asche fällt, von dem Aschesammelraum unmittelbar unterhalb des Planrostes durch eine gasdichte Wand zu trennen und beide Ascheräume mit je einem besonderen Anschluß für die VergaSungsmittel zu versehen.The invention now consists in the annular A.schesammelraum, into which the ashes discharged from the grate fall directly from the ash collection area Separate both ash rooms below the plan grate with a gas-tight wall to be provided with a special connection for the gasification agent.

Durch entsprechende Bemessung der Vergasungsmittelmengen kann hierdurch erreicht werden, daß die Wärme erzeugenden Vergasungsmittel praktisch nur auf die mittleren Zonen des Gaserschachtes. nicht aber auf die Randzonen wirken, wobei die Zufuhr der Vergasungsmittel nur in den Raum unmittelbar unter dem Rost bei normalem Betriel> ausreicht, um die Aufgabe der Erfindung zu lösen, einen entsprechenden Temperaturabfall nach. der Schachtwandung hin hervorzurufen. Bei den bekannten Gaserzeugern mit Planrost bestellt demgegenüber die Gefahr, daß die Vergasungsmittel unter Umständen sogar bevorzugt in die Randschichten strömen, da der freie Querschnitt des Ringspaltes am Rostumfang beträchtlich größer ist als die Spalten des Planrostes. Der Erfindungsgegenstand vermeidet die sich daraus ergebende übermäßige, stark exotherme Primärreaktion (C -I- 02 = CO.,) am Schachtumfang und die entsprechende, L11erhitzung der Randschichten des Brennstoffbettes. Es ist daher möglich, die mittleren Zonen des Brennstoffbettes mit der günstigsten Reaktionstemperatur zu betreiben, ohne daß an oder neben der Schachtwand eine unvorteilhafte Wärmeentwicklung entsteht, die entweder ein Schmelzeis der Asche und die Bildung von Schlackenansätzen an der Schachtwand verursacht oder eine übermäßige Dampfentwicklung, falls es sich um einen Gaserzeuger mit Wassermantel handelt. Die Ausbildung des Gaserzeugers nach der E=rfindung ergibt also im ,ranzen eitle weit günstigere Ausnutzung des Gaserzeugers in Bezug auf Gasqualität und -quantität.By appropriately dimensioning the amounts of gasification agent, it can be achieved that the heat-generating gasification agent is applied practically only to the central zones of the gas shaft. but do not act on the edge zones, the supply of the gasification agent only in the space immediately below the grate with normal operation is sufficient to achieve the object of the invention, a corresponding drop in temperature. the shaft wall to cause. In the known gas generators with plan grate, on the other hand, there is the risk that the gasification agent may even preferentially flow into the edge layers, since the free cross section of the annular gap on the grate circumference is considerably larger than the gaps of the plan grate. The subject matter of the invention avoids the resulting excessive, strongly exothermic primary reaction (C-I- 02 = CO.,) On the shaft circumference and the corresponding heating of the edge layers of the fuel bed. It is therefore possible to operate the middle zones of the fuel bed at the most favorable reaction temperature without unfavorable heat development occurring on or next to the shaft wall, which either causes the ash to melt and the formation of slag deposits on the shaft wall or excessive steam development, if it is a gas generator with a water jacket. The design of the gas generator according to the invention thus results in a far more favorable utilization of the gas generator in terms of gas quality and quantity.

Die Erfindung ergibt die Möglichkeit, nach Bedarf die Randschichten des Brennstoffbettes in regelbarer Weise zu erhitzen, beispielsweise wenn die Gaserzeugung vorübergehend herabgesetzt wird und die Entwicklung von Wärme in der Mitte des Brennstoffbettes entsprechend geringer ist, so daß die Temperatur nach der Schachtwand hin zu stark abfällt. In der Zeichnung ist ein teilweise senkrechter Querschnitt durch das Unterteil eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Gaser7eUgerS dargestellt.The invention makes it possible to use the edge layers as required to heat the fuel bed in a controllable manner, for example when the gas generation is temporarily reduced and the development of heat in the middle of the fuel bed is correspondingly lower, so that the temperature after the shaft wall is too high falls off. In the drawing is a partially vertical cross section represented by the lower part of a Gaser7eUgerS designed according to the invention.

Der dargestellte Gaserzeuger weist einen üblichen, im wesentlichen zylindrischen, aus feuerfestem Mauerwerk 2 bestehenden Schacht i auf. Das Schachtmauerwerk 2 ist bis nahe an den Rost heruntergezogen und von einem starken Blechmantel q. umgeben, der sich nach unten in ein ringförmiges Traggehäuse 3 fortsetzt.The gas generator shown has a conventional, essentially cylindrical, made of refractory masonry 2 shaft i on. The shaft masonry 2 is pulled down to close to the grate and is surrounded by a strong sheet metal jacket q. surrounded, which continues down into an annular support housing 3.

In dem Traggehäuse 3 ist innen ein umlaufender oder nur an einzelnen Stellen angebrachter Winkel 6 vorgesehen, auf dem das Rosttraggestell 8 mit seinen Tragarmem 7 ruht. Das Rosttraggestell 8 besteht aus einem ringförmigen Teil, von dem eine Reihe von Versteifungsrippen 9 zu einem mittleren zylindrischen Gehäuse i i führen. Auf den Rippen 9 ruht oben undrehbar ein vorzugsweise in eine Reihe von Sektoren aufgeteilter ringförmiger Planrost 1o, der mit Schlitzen 12 versehen ist. Der Rost wird in der Mitte von einer senkrechten 1-1.o.hlwelle 13 durchsetzt, an der ein unmittelbar übler denn Plainrost io drehbarer, hohler Rührarm 14 angeordnet ist.In the support housing 3 is a circumferential or only on the inside Make attached angle 6 provided on which the grate support frame 8 with his Support arm 7 rests. The grate support frame 8 consists of an annular part of which a series of stiffening ribs 9 to a central cylindrical housing i i lead. A preferably in a row rests non-rotatably on the ribs 9 at the top Ring-shaped plan grate 1o divided by sectors and provided with slots 12 is. The grate is penetrated in the middle by a vertical 1-1.o.hlwelle 13, on which a hollow agitating arm 14 rotatable, immediately worse than plain grate, is arranged is.

Um den Planrost 1o ist ein drehbarer Austragering 2o angeordnet, dessen Ringfläche 2o zum Austragen der nicht durch den Rost gedrückten Asche mittels des Abstreifers 25 dient.A rotatable discharge ring 2o is arranged around the plan grate 1o Annular surface 2o for discharging the ash that has not been pushed through the grate by means of the Stripper 25 is used.

Der Austrug ring 2o ruht auf dem ringförmigen Teil dies Roststützkörpers 8, zwischen welchem und dem Austrabgeri.ng 2o ein Gleitring 16 vorgesehen ist.The discharge ring 2o rests on the annular part of this grate support body 8, between which and the outlet 2o a sliding ring 16 is provided.

Die mixt den Rührarmen 14 verbundene senkrechte Welle 13 wird von Tragarmen 23 gedreht. Die Tragarme 23 verbinden einen durch Keile?i fest mit der senkrechten Welle 13 verbundenen Mantel 22 mit einem in ähnlicher Weise wie der Stützkörper 8 ausgebildeten Tragmantel 24. Der Tragmantel 24 stützt sich oben gegen den feisten Stützkörper 8 ab-, wobei zwischen diesem und dem Tragmantel ebenfalls ein Gleitring angeordnet ist.The mixes the stirring arms 14 connected vertical shaft 13 is of Support arms 23 rotated. The support arms 23 connect one firmly to the by wedges? I vertical shaft 13 connected jacket 22 with a in a manner similar to that Support body 8 formed support jacket 24. The support jacket 24 is supported against the top the thick support body 8 from, with between this and the support jacket also a slip ring is arranged.

Der Tragmantel 24 ist unten, wiederum unter Vermittlung eines Gleitringes 16, auf einem ringförmigen Stützkörper 30 abgestützt, der fest mit dem Boden des Aschefanggehäus-es verbunden ist, derart, daß eine ringförmige .Mulde 31 gebildet wird. Auf diese Weise ergibt sich ein von dem Raum unmittelbar unter dem Rost gasdicht getrennter Ringraum unterhalb des Austrabne;-ringes 20.The support jacket 24 is supported at the bottom, again through the intermediary of a sliding ring 16, on an annular support body 30 which is firmly connected to the bottom of the ash catcher housing in such a way that an annular recess 31 is formed. This results in an annular space below the outlet ring 20, separated in a gas-tight manner from the space immediately below the grate.

An einem der Tragarme 23 sind Ascheräumer 32, 33 angebracht. Der Räumer 32 streift die Asche von dem kegelig ausgebildeten Boden 34 zu Austrageschächten 35 und der Räumer 33 aus der Ringmulde 31 zu .Schächten 36.Ash clearers 32, 33 are attached to one of the support arms 23. The scraper 32 brushes the ash from the conical bottom 34 to discharge shafts 35 and the scraper 33 from the annular trough 31 to .Schächten 36.

Mit der so ausgebildeten Einrichtung ist es nunmehr möglich, den mittleren, unterhalb des eigentlichen Rostes 1o liegenden Teil für sich mit den Vergasungsmitteln durch eine Leitung 38 zu beaufschlagen, wobei hier, vorzugsweise infolge des größeren Widerstandes der engen Rostspalten, ein größerer Druck für die Vergasungsmittel aufgewendet wird. Der äußere, durch den Austragering 2o gebildete, im Querschnitt ringförmige Rostunterteil kann nun durch eine an dem Schachtstützkörper 3 angebrachte Vergasungsmittelleitung 39 ebenfalls für sich beaufschlagt werden, wobei die hier zugeführten Vergasungsmittelmengen bei vorzugsweise vermindertem Druck die Randteile des Gaserzeugerschachtes i durch den zwischen Austraagering 2o und Unterkante des Schachtmauerwerks 2 gebildeten Spalt zugeführten Vergasungsmittel bestreichen.With the facility designed in this way, it is now possible to below the actual grate 1o lying part for itself with the gasification agents to act on through a line 38, here, preferably as a result of the larger Resistance of the narrow grate gaps, a greater pressure for the gasifying agents is expended. The outer, formed by the discharge ring 2o, in cross section ring-shaped grate lower part can now be attached to the shaft support body 3 by a Gasification agent line 39 are also acted upon by itself, the here supplied amounts of gasifying agent at preferably reduced pressure the edge parts of the gas generator shaft i through the between the Ausraagering 2o and the lower edge of the Brush shaft masonry 2 formed gap gasifying agent supplied.

Der Antrieb der ringförmigen Au@stragevorrichtUng 20 erfolgt mittels eines strichpunktiert dargestellten Zahnrades 37; dessen Antriebswelle 4o das Aschefanggehäuse 3 gasdicht durchsetzt (in der Zeichnung nicht dargestellt). In ähnlicher Weise wird der den Rührarm 14 tragende Stützkörper 22, 23, 24 von einem Zahnrad .1 .1 und Welle 4.2 angetrieben.The ring-shaped application device 20 is driven by means of a toothed wheel 37 shown in phantom; whose drive shaft 4o the ash trap housing 3 penetrated gas-tight (not shown in the drawing). Similarly, will the support body 22, 23, 24 carrying the agitator arm 14 from a gear .1 .1 and shaft 4.2 powered.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Solid fuel gas generators, in particular those that produce an easily melting ash, with a fixed plan grate on top rotatably arranged agitator arm and a gap used to discharge ash between the grate and the lower edge of the shaft wall, its ring-shaped ash chamber outside the area of the room immediately below the plan grating is arranged, characterized in that the ash chamber immediately below of the plan grate from the ring-shaped ash chamber into which the through the gap between Ash discharged from the shaft and grate falls, is separated gas-tight and both ash chambers are provided with a special connection for the gasification agents.

2. Gas generator according to claim i, characterized in that the ash space is below the plan grate is separated from the annular outer ash chamber by a partition, which is from the discharge ring (2o)., the grate support frame (8) serving as a support bearing, the rotatable one Supporting wreath (24) of the support arms (23) for the shaft of the agitator bar (i4) and the one with the ashlar floor connected, formed as a support bearing for your support ring (24) serving ring (30) will. To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art, the granting procedure the following printed publications have been considered: German patents. \ r. 248 557, 543 083, 563 716.