DE912849C

DE912849C - Device for generating water gas in alternating operation and method for operating the same

Info

Publication number: DE912849C
Application number: DEK4367D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Carl Marischka
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1943-08-03
Filing date: 1943-08-03
Publication date: 1954-06-03

Description

Einrichtung zur Erzeugung von Wassergas im Wechselbetrieb und Verfahren zum Betrieb derselben Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung von Wassergas durch abwechselndes Heißblasen von Koks oder einem anderen Brennstoff und darauffolgendes Dampfen.Device for generating water gas in alternating operation and process for operating the same. The invention relates to a device for generating of water gas by alternately hot blowing coke or other fuel and subsequent steaming.

Es ist üblich, Wassergaserzeuger für Wechselbetrieb mit einer Zündkammer zu verbinden, deren feuerfester Besatz zur Speicherung der fühlbaren Wärme der mit relativ hoher Temperatur aus dem Gaserschacht entweichenden und dann verbrannten Blasegase dient. In der Gasperiode wird der Wasserdampf durch die Zündkammer geleitet, der sich dort in Berührung mit dem heißen Besatz regenerativ aufwärmt. Bisher wurden die Zündkammern allgemein getrennt vom eigentlichen Gaserzeuger angeordnet und mit diesem und gegebenenfalls einem Abhitzekessel und anschließendem Speisewasservorwärmer durch Rohrleitungen verbunden. Der Raumbedarf einer üblichen Wassergasanlage mit Zündkammern und Abhitzekessel ist beträchtlich. Auch ist der Brennstoffaufwand hoch.It is common to use alternating water gas generators with an ignition chamber to connect their refractory trimmings to store the sensible heat of the with Relatively high temperature escaping from the gas shaft and then burned Bubble gases is used. In the gas period, the water vapor is passed through the ignition chamber, which heats up regeneratively in contact with the hot material. So far have been the ignition chambers generally arranged separately from the actual gas generator and with this and, if necessary, a waste heat boiler and subsequent feed water preheater connected by pipelines. The space required for a conventional water gas system with Ignition chambers and waste heat boilers is considerable. The fuel consumption is also high.

Es ist ferner bekannt, den Vergasungsschacht von Gaserzeugern durch eine Rohrwand zu bilden, deren vorzugsweise senkrechte Rohre einen Teil einer Dampferzeugungsanlage bilden und miteinander gasdicht verbunden sind.It is also known to use the gasification shaft of gas generators to form a pipe wall, the preferably vertical pipes of which are part of a steam generating plant form and are connected to each other in a gas-tight manner.

Die Erfindung erreicht nun einen wesentlichen Fortschritt im Wassergaserzeugerbau dadurch, daß der eigentliche Wassergaserzeuger, dessen Vergasungsschacht von einer als Teil einer Dampferzeugungsanlage angeordneten Rohrwand gebildet wird, und die Zündkammer innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet werden, wobei die Zündkammer unmittelbar oben mit: ziem Kuppelraum des Vergasungsschachtes und unten mit dem ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und der den Vergasungsschacht bildenden Rohrwand verbunden ist, während der ringförmige Zwischenraum andererseits mit dem Kamin in Verbindung steht.The invention now achieves a substantial advance in the construction of water gas generators in that the actual water gas generator, the gasification shaft of a is formed as part of a steam generating plant arranged pipe wall, and the Ignition chamber within a common Housing are arranged, the ignition chamber immediately above with: ziem dome of the gasification shaft and below with the annular space between the housing and the the gasification duct forming pipe wall is connected, while the annular space on the other hand communicates with the fireplace.

Der wesentliche Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß der Raum- und Baustoffbedarf der Anlage erheblich herabgesetzt sind. Ein besonderer Abhitzekessel, wie er bei den bisherigen Anlagen notwendig war, fällt fort, weil die heißen Blasegase nach Verlassen der Zündkammer an der den Vergasungsschacht bildenden Rohrwand entlang geleitet «-erden und an diese ihre nutzbare Wärme abgeben. Ferner ergibt sich durch die Erfindung eine beträchtliche Herabsetzung des Eisenbedarfs, weil die Zündkammer, der eigentliche Wassergaserzeuger und der Abhitzekessel in einem gemeinsamen Gehäuse liegen. Betrieblich hat der Erfindungsgegenstand noch den Vorteil, daß der Wärmeverlust durch die gedrängte Anordnung vermindert und der thermische Wirkungsgrad der Anlage erhöht wird.The main advantage of the subject matter of the invention is that that the space and building material requirements of the system are significantly reduced. A special Waste heat boiler, as it was necessary in the previous systems, is omitted because the hot blown gases after leaving the ignition chamber at the gasification shaft leading along the pipe wall and give off their usable heat to them. Furthermore, the invention results in a considerable reduction in the iron requirement, because the ignition chamber, the actual water gas generator and the waste heat boiler are in a common housing. Operationally, the subject of the invention still has the advantage that the heat loss is reduced by the compact arrangement and the thermal efficiency of the system is increased.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der ringförmige Zwischenraum zwischen der Schachtrohrwand und dem Gaserzeugergehäuse mit einem feuerfesten Gitterwerk od. dgl. ausgesetzt. Dieses Gitterwerk wird ähnlich wie der Besatz der Zündkammer durch die bei der Verbrennung der Blasegase entstehenden Abgase aufgeheizt und gibt dann die gespeicherte Wärme durch Strahlung und gegebenenfalls Leitung gleichmäßig an die zu der Dampferzeugungsanlage gehörende Rohrwand ab. Hierdurch wird die bisher vielfach zu beobachtende stoßweise Belastung der Dampferzeugungsanlage beseitigt oder wesentlich vermindert.According to a further feature of the invention, the annular space between the shaft pipe wall and the gas generator housing with a fireproof latticework or the like exposed. This latticework becomes similar to the trimmings in the ignition chamber is heated up and released by the exhaust gases produced during the combustion of the blown gases then the stored heat through radiation and possibly conduction evenly on the pipe wall belonging to the steam generation system. This is the so far Frequently observed intermittent load on the steam generation system eliminated or substantially reduced.

Die Erfindung sieht weiter vor, die Verbindung des ringförmigen Zwischenraumes zwischen der Schachtrohrwand und dem Gasergehäuse mit dem Kamin oder einem Speisewasservorwärmer od. dgl. an der dem Heißgaseintritt gegenüberliegenden Seite anzuordnen. Hierdurch. wird erreicht, daß die heißen Gase in gleichmäßiger Verteilung mit der gesamten Umfläche der Schachtrohrwand in Berührung kommen.The invention further provides for the connection of the annular space between the shaft pipe wall and the gas housing with the chimney or a feed water preheater or the like. To be arranged on the side opposite the hot gas inlet. Through this. it is achieved that the hot gases are evenly distributed with the whole Come into contact with the surface of the shaft pipe wall.

Weitere wesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform an Hand der Zeichnung, in welcher Abb. i einen senkrechten Schnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Gaserzeuger wiedergibt, während Abb. 2 teils einen waagerechten Schnitt und teils eine Oberansicht der Anlage nach Abb. i zeigt. Der Gaserschacht i, welcher unten von einem üblichen Drehrost 2 begrenzt wird, wird gebildet von einer Reihe von gasdicht miteinander verbundenen senkrechten Rohren 3, die oben an eine ringförmige Wasserkammer 4. und unten an eine ringförmige Wasserkammer 5 angeschlossen sind. Von der oberen Wasserkammer .:1 führt die Rohrleitung 6 zu einem Dampfsammelgefäß 7, das durch die Rücklaufleitung 8 mit der. unteren Wasserkammer in Verbindung steht.Further essential features emerge from the following description an embodiment based on the drawing, in which Fig. i a vertical Section through a gas generator designed according to the invention reproduces while Fig. 2 partly a horizontal section and partly a top view of the system Fig.i shows. The gas shaft i, which is limited at the bottom by a conventional rotating grate 2 is formed by a series of vertical pipes connected to one another in a gastight manner Pipes 3, which are at the top of an annular water chamber 4. and at the bottom to an annular Water chamber 5 are connected. From the upper water chamber.: 1 leads the pipeline 6 to a steam collecting vessel 7, which through the return line 8 with the. lower Water chamber is in communication.

Oben wird der Gaserschacht durch die aus feuerfestem Mauerwerk bestehende Kuppel 9 begrenzt, an welcher die Brennstoffbeschickungseinrichtung io angeordnet ist. Seitlich liegt in der Kuppelwand der iL\Tutzgasaustritt i i und eine Öffnung 12, durch welche die Blasegase in einen von dem Absperrschieber 13 beherrschten feuerfest ausgemauerten Kanal 1.4 austreten können, der zur Zündkammer 15 führt.At the top, the gas shaft is made of fire-proof masonry Bounded dome 9, on which the fuel charging device is arranged io is. On the side of the dome wall is the Tutzgasaustritt i i and an opening 12, through which the bubble gases in one of the gate valve 13 dominated Refractory lined channel 1.4 can emerge, which leads to the ignition chamber 15.

Der Vergasungsschacht i und die unmittelbar danebenliegende Zündkammer 1 5 sind in einem gemeinsamen, an einer Seite vorteilhaft, wie Abb.2 zeigt, etwas erweiterten Gehäuse i6 angeordnet, welches derart bemessen ist, daß zwischen der Rohrwand 3 und dem Gehäuse 16 ein ringförmiger Zwischenraum 17 entsteht.The gasification shaft i and the ignition chamber immediately next to it 1 5 are in a common, advantageous on one side, as Fig.2 shows, something extended housing i6 arranged, which is dimensioned such that between the Pipe wall 3 and the housing 16 an annular gap 17 is formed.

Die Zündkammer 15 ist von dem ringförmigen Zwischenraum 17 durch eine feuerfeste Wand 18 getrennt und mit einem feuerfesten Gitterwerk i9 oder einem anderen für den Wärmeaustausch geeigneten Besatz versehen. Unten geht die Zündkammer in einen Staubsack 2o über, aus dem der Staub durch die verschließbare Öffnung 21 abgezogen werden kann. Nahe dem Boden der Zündkammes ist die Gasabzugsöffnung 22 angeordnet, die in den ringförmigen Zwischenraum 17 führt, der ebenfalls mit einem feuerfesten Gitterwerk oder sonstigem Besatz ausgestattet ist.The ignition chamber 15 is from the annular space 17 by a refractory wall 18 separated and with a refractory lattice work i9 or another suitable for heat exchange. Below the ignition chamber goes in a dust bag 2o, from which the dust is drawn through the closable opening 21 can be. The gas outlet opening 22 is arranged near the bottom of the ignition comb, which leads into the annular space 17, which is also provided with a refractory Lattice work or other trimmings is equipped.

Die heißen Blasegase, welche in der Zündkammer 15 verbrennen und dort einen Teil ihrer fühlbaren Wärme abgegeben haben, gelangen durch die Öffnung 22 in den ringförmigen Zwischenraum 17, wo sie weitere Wärme teils an den dort vorgesehenen Besatz und teils an die Rohrwand 3 abgeben.The hot bubble gases, which burn in the ignition chamber 15 and there have given off some of their sensible heat, pass through the opening 22 in the annular space 17, where it further heat partly to the provided there Stocking and partly release to the pipe wall 3.

An der der Gaseintrittsöffnung 22 gegenüberliegenden Seite des Zwischenraumes 17 ist die Abgasöffnung 23 angeordnet, die zu einem Speisewasservorwärmer 2q.: führt. Von dort gelangen die weitgehend abgekühlten Abgase in den Kamin 25.On the side of the space opposite the gas inlet opening 22 17, the exhaust gas opening 23 is arranged, which leads to a feedwater preheater 2q .:. From there, the largely cooled exhaust gases pass into the chimney 25.

Die Gaseintrittsöffnung 22 wird vorteilhaft derart unterteilt, daß der Gasstrom aus der Zündkammer aufgeteilt und gleichmäßig in den Zwischenraum 17 verteilt wird, so daß eine örtliche Überhitzung der Rohrwand nicht erfolgen kann. Im Zwischenraum 17 können ferner senkrechte Leitwände vorgesehen werden, die die durchziehenden Gase zu einer Zickzackströmung zwingen, welche den Wärmeübergang verbessert. Gegebenenfalls können in dem Zwischenraum 17 statt des feuerfesten Besatzes auch noch Dampf- oder Siederohre vorgesehen werden, welche mit den Wasserkammern 4 und 5, ähnlich wie die Schachtrohre 3, oder mit letzteren verbunden sind.The gas inlet opening 22 is advantageously subdivided in such a way that the gas flow from the ignition chamber is divided and evenly into the space 17 is distributed so that local overheating of the pipe wall cannot occur. In the space 17 vertical baffles can also be provided that the Forcing gases passing through to a zigzag flow, which the heat transfer improved. If necessary, in the space 17 instead of the refractory trim steam or boiler pipes are also provided, which are connected to the water chambers 4 and 5, similar to the shaft pipes 3, or are connected to the latter.

Die zum Heißblasen dienende Luft wird in dem Gaserschacht durch die mit dem Drehrost 2 verbundene Rohrleitung 26 eingeführt. Der Gasedampf tritt beim Gasen von oben durch die Zündkammer und beim Gasen von unten durch die Rohrleitung 27 zu.The air used for hot blowing is in the gas shaft through the pipeline 26 connected to the rotating grate 2 is introduced. The gas vapor occurs at Gases from above through the ignition chamber and in the case of gases from below through the pipeline 27 to.

Bei der dargestellten Anlage ergibt sich etwa folgender Betriebsstand: Die Gastemperatur im unterenn Teil des Brennstoffbettes mag etwa 120o° betragen. Die heißen Blasegase haben beim Austritt aus der Brennstoffsäule eine Temperatur von etwa 60o bis 90o°. In der Zündkammer werden die Blasegase in üblicher Weise mit Luft, die bei 28 und gegebenenfalls bei 29 eintritt, verbrannt. Beim Austritt aus dem Gitterwerk mögen die Blasegase eine Temperatur von etwa iooo° haben. Hinter dem ringförmigen Zwischenraum 17 ist die Gastemperatur etwa 35o°. Im ringförmigen Zwischenraum 17 können auch ein oder mehrere vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Stellen angeordnete Dampfüberhitzer 3o eingebaut werden, die überhitzten Dampf von etwa q.00° liefern.The system shown has the following operating status: The gas temperature in the lower Part of the fuel bed may be around Be 120o °. The hot bubble gases have when they exit the fuel column a temperature of about 60o to 90o °. In the ignition chamber, the blown gases are in Usually burned with air entering at 28 and possibly at 29. When exiting the latticework, the bubble gases like a temperature of about 100 degrees to have. Behind the annular space 17, the gas temperature is about 35 °. In the annular space 17, one or more can preferably be attached to one another Opposite places arranged steam superheater 3o are installed, the deliver superheated steam of about q.00 °.

Es kann erfindungsgemäß schließlich auch der zur Wassergaserzeugung dienende Wasserdampf vor seinem Eintritt in den Gaserzeugerschacht während der Gaserzeugungsperiode (Dampfen) beispielsweise bei 31 in den ringförmigen Zwischenraum 17 unmittelbar eingeleitet werden. Da die übliche im Kamin 25 angeordnete Kaminklappe (in der Zeichnung nicht dargestellt) während der Gasungsperiode normalerweise geschlossen ist, durchströmt der eingeleitete Wasserdampf den Zwischenraum 17 und die Zündkammer 15, sich in beiden Räumen hoch überhitzend, und tritt bei geöffnetem Absperrschieber 13 durch den Kanal 14 oben in den Gaserzeugerschacht i ein. Die Überhitzungswärme liefert in diesem Falle die in der Blaseperiode (Heißblasen) im Gitterwerk des Ringraumes 17 und der Zündkammer 15 aufgespeicherte Wärme. Dieser Betriebsvorgang sichert beim sogenannten Rückgasen (back-run) eine ganz wesentliche Steigerung der Gasleistung und des thermischen Wirkungsgrades des Wassergasprozesses.Finally, according to the invention, it can also be used for generating water gas serving water vapor prior to its entry into the gas generator shaft during the gas generation period (Vaping) for example at 31 in the annular space 17 directly be initiated. Since the usual chimney flap arranged in the chimney 25 (in the drawing not shown) is normally closed during the gassing period the introduced water vapor, the space 17 and the ignition chamber 15, in highly overheating in both rooms, and occurs when the gate valve 13 is open the channel 14 at the top of the gas generator shaft i. The overheating supplies in this case those in the blowing period (hot blowing) in the latticework of the annulus 17 and the ignition chamber 15 accumulated heat. This operating process secures the so-called back-run, a very significant increase in gas output and the thermal efficiency of the water gas process.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for generating water gas in alternating operation with a gasifier shaft, which is formed by a pipe wall arranged as part of a steam generation system, and with an ignition chamber and downstream steam generation by means of the sensible heat of the exhaust gas resulting from the combustion of the blown gases, characterized in that the ignition chamber (15 ) is arranged within the casing (16) surrounding the gasification shaft (3) formed by the pipe wall (3) and is connected to the dome space (9) of the gasification shaft at the top and the annular space (17) between the casing and the pipe wall at the bottom, while the annular space on the other hand communicates with the chimney (25).

2. Device according to claim i, characterized in that the annular space (17) between the pipe wall (3) and the housing (16) with fireproof latticework od. Like. Equipped.

3. Device according to claim i or 2, characterized by one below the exhaust opening leading to the annular gap (17) (22) at the bottom of the ignition chamber (15) arranged dust bag (2o). q ..

Establishment according to one of claims i to 3, characterized in that the annular space (17) on the side opposite the gas inlet (22) with a feed water preheater (2q.) Or the like. Connected.

5. Device according to one of claims i to q., characterized in that the from the ignition chamber (15) to the annular space (17) leading opening (22) is subdivided several times.

6. Setup according to one of the Claims i to 5, characterized in that in the annular space (17) Boiler pipes are located, which are connected to the pipe wall (3) or their water chambers (q., 5) stay in contact.

7. Device according to one of claims i to 6, characterized in that that in the annular space (17), preferably on opposite sides Places, steam superheaters (30) are provided. B. Procedure for operating the facility according to one of claims i to 7, characterized in that during the gassing the water vapor is introduced from above into the intermediate space (17) and this downwards and then flows through the ignition chamber (15) upwards.