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Verfahren und Vorrichtung zur Entspannung des Gasdruckes aus Austragsschleusen
für Feststoffe, insbesondere aus Aschenaustragsschleusen von 1)ruckgaserzeugern
Beim Betrieb von unter erhöhtem Druck be triebenen Gaserzeugern wird; die als Rückstand
anfallende Asche bekanntlich durch Aschenschleusen ausgetragen, damit im -Vergasungsraum
der Druck unverändert aufrechterhalten werden kann, während, die Asche nach außen,
also in den normalen Druck der Atmosphäre übertritt.
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Derartige Schleusen werden, zweckmäßig am unteren Ende des Gaserzeugers.
angeordnet und stehen mit dem Verga:sungs.raum durch eine Öffnung, welche zeitweilig
gasdicht verschlossen werden kann., in Verbindung. Eine zweite tieferliegende Öffnung
dieser Schleuse, welche nach außen; in die Atmosphäre mündet, ist ebenfalls. mit
einem gasdichten VerSChluß versehen. Beide Vorschlüsse können. von außen und. zweckmäßig
unabhängig voneinander betätigt werden.
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Solange die untere Öffnung verschlossen, die obere aber geöffnet ist,
steht dhe Schleuse unter dem Druck, der im Gaserzeuger herrscht, und die Asche rieselt
in die Schleuse hinab. Wenn diie Schleuse mit Asche gefüllt ist, wird die obere
Öffnung verschlossen. Nach Entspannung des in der Schleuse herrschenden Druckes
wird durch Öffnen, der unteren Schleusenöffnung die Asche nach außen entnommen.
Die
entleerte Schleuse wird durch Schließen des unteren Verschlusses. wieder gegen die
Atmosphäre abgedichtet und mit Hilfe von Dampf, erzeugtem Gas o . dgl. wieder auf
den im Vergaser herrschenden Druck gebnacht, so daß die Verbindung zw;schen Schleusenraum
und Vergasungsraum ohne Beeinträchtigung des. Vergasungsprozesses wieder geöffnet
werden kann. Damit beginnt der Arbeitszyklus des Aschenaustrages von neuem.
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Die Druckenfspannung des Schleusenraumes vor der Entleerung der Asche
ins, Freie wird gewöhnlich mit Hilfe eines. Ventils. vorgenommen. Wie sich gezeigt
hat, ist ein solches Ventil einem sehr großen Verschleiß ausgesetzt, weil das zu
entspannemde Gas.- sehr heiß ist und., insbesondere bei hohen Aschendurchsätzen,
beträchtliche Mengen Flugasche mitführt.
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Durch die Erfindung werden die hohen mechanischen und thermischen
Beanspruchungen, dieses Entspannungsventils vermieden. Erfindungsgemäß wird das
aus der Schleusenkammer zu entlassende Gas oder Gas-Dampf-Gemisch vor seinem Durchgang
durch das Entspannungsventil mit Wasser in innige Berührung gebracht, wobei eine
wesentliche Abkühlung und auch eine Kondensation des darin enthaltenen Dampfes eintritt,
und der von demt Gas bzw. dem Gas-Dampf-Gemisch mitgeführte Staub ausgewaschen wird.
Außerdem wird das Volumen des. Gases wesentlich vermindert. Erfindungsgemäß kann
das zu entspannende Gas in Wasser eingeleitet oder in einem Behälter, Wäscher od.
dgl. durch Schleiier zerstäubten,Wassers geführt werden.
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Der weitere. Erläuterung der Erfindung dient dieAbbildung, in welcher
einieVorrichtungzurAusführung des, erfindungsgemäßen Verfahrens. beispielsweise
und schematisch dargestellt ist.
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Im Unterteil des Gaserzeugers i ist ein Drehrost 2 angeordnet, welcher
über ein von außen angetriebenes Ritzel3 bewegt wird. Unterhalb des Gaserzeugers
und mit diesem durch die Öffnung 5 verbunden ist die Aschenaustragsschleuse 4 angeordnet.
Sie ist an ihrem unteren Ende mit einer Öffnung 6 versehen, durch welche die Asche
nach außen entnommen wird. Die Öffnungen 5 und 6 sind mit Verschlüssen versehen,
die als Kegel oder Kugeln oder in einer anderen, einen gasdichten Abschluß sichernden
Weise ausgebildet sind und durch Hebel od. dgl. Vorrichtungen, die beispielsweise
durch die Schleusenwand gasdicht eingeführt sind, betätigt werden.
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Aus. dem Schleusenraum: führt eine Rohrleitung 12, die zweckmäßig
mit ainem Druckmesser 20, verbunden ist, zu dem Wasserbehälter 11, in den es beispielsweise
bis zu der mit 13 bezeichneten Höhe eintaucht.
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Dieser Wasserbehälter läuft nach unten spitz aus und mündet in. das.
Ablaufrohr 15 mit denn Ab-
sperrventil 17 und ist außerdem mit denn Rohr 18
und dem Ventil 1g als. Wasserzuleitung sowie dem Bohr 14 mit denn Ventil 16 versehen,
durch welches, das gekühlte und gereinigte Gas. austritt. Bei der Füllung des Behälters
11 wirkt es außerdem als Überlauf. An der Schleuse 4 ist schließlich, noch ein Rohr
21 mit dem Ventil 22 angeordnet. Diese Leitung dient der Zuleitung eines, unter
Druck stehenden gas- oder dampfförmigen Mediums., um die Schleusenkammer nach Austrag
der Asche wieder auf den im Vergasungsraum herrschenden Druck zu bringen.
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In der Abbildung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in dem Betrtiebszustand
dargestellt, in welchem die Druckentlastung der mit Asche gefüllten. Schleuse erfolgt.
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Im laufenden Betrieb ist die untre Schleusenöffnung durch, den Kegel
8 od. dgl. verschlossen. Die obere Schleusenöffnung 5 steht offen:, und der Vergasungsrückstand.
fällt vom Drehrost :2 hinab in die Schleuse. Zur Einleitung des Aschenabzuges wird
die Öffnung 5 durch den Verschluß gegen den Vergasungsraum abgedichtet. Der Behälter
t 1 ist bereits während der Entnahme der Asche durch das Rohr 18 mit Wasser gefüllt
worden. Die Ventile 16, 17 und ig sind geschlossen. Durch Öffnung des Ventils 16
wird die Entspannung des in der Schleuse herrschenden. Druckes eingeleitet.
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Das zu entspannende Gas kann aus. Dampf oder aus nicht kondensierharen
Gasen oder aus einem Gemisch beider bestehen.
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Im ersten Fall wird im Behälter 11 eine praktisch vollständige Kondensation
eintreten, so daß die Beanspruchung, welcher das Ventil 16 ausgesetzt_wird, vernachlässigbar
gering äst.
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Besteht das zu entspannende Volumen aus, nicht kandensierbaren Gasen,
wie Luft, Kohlenoxyd, Wasserstoff od:. dgl., so strömen diese beim Öffnen des Ventils
16 aus der Öffnung 13 des Rohres 12 aus, durchströmen die Wasserfüllung des Behälters
11 aufwärts, wobei sie sich unter Volumenkontraktion abkühlen und staubfrei gewaschen
werden. Aus, dem Ventil 16 können, sie ins Freie abgeleitet, abgefackelt oder einem
Gasometer zugeleitet werden.
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Auch in diesem Falle ist die Belastung des Ventils 16. außerordentlich
genimg, da es nur von einem staubfreien, vergleichsweise geringen Gasvolumen bei
niedriger Temperatur durchströmt wird.
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Wenn sich, was zumeist der Fall sein wird, das zu entspannende Gas
aus kondensierbarem Dampf und nicht kondensierbaren Gasen zusammensetzt, erfolgen
die beiden eben beschriebenen Vorgänge zugleich, nämlich die Kondensation des Dampfes
und die Kühlung und Entstaubung des. Gases; so d'aß eine mechanische und, thermische
Schonung des Entspannungsventils ebenfalls gegeben ist.
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Da bei ganz oder überwiegend aus nicht kondensierbaren Gasen bestehendem
zu entspannendem Volumen der Schleusemer der Druckabfall mit fortschreitenden- Entspannung
immer geringer wird, verläuft diese mit stets abnehmender Geschwindigkeit. Man:
kann den Druckausgleich durch weiteres Öffnen, des Ventils 16 beschleunigen und
zusätzlich auch das, Ventil 17, das, zweckmäßig einen größeren Durchgangsquerschnitt
erhält als das Ventil 16,
öffnen. Dieses Ventil 17 dient außerdem
zum Allassen des staubhaltig und warm gewordenen Wassers.
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Der Wasserinhalt des, Gefäßes ii wird so bemessen, daß das Wasser
bei zweckmäßig niedriger Temperatur die- gesamte fühlbare Wärme des Gases und gegebenenfalls
auch die Kondensationswärme des in dem zu entspannenden Volumen. etwa enthaltenen
Dampfes aufzunehmen vermag, ohne dabei Temperaturen zu erreichen, die über der Sattdampftemperatur
bei dem Druck, auf darf entspannet werden soll, liegen.
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Beispielsweise soll die Tempratu.r des Wassers durch Aufnahme des
Wärmegehaltes des zu entspannenden. Gases, Dampfes oder Gas-Dampf-Gemisches bei
Entspannung auf den normalen Druck ioo° nicht überschreiten, weil dann Verdampfung
erfolgt.
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Um die Wärmekapazität der im Behälter i i enthaltenen Wassermenge
dler aus dem zu entspannenden Gas, Dampf oder Gas-Dampf-Gemisch aufzunehmenden Wärmemenge
anzupassen, kann beispielsweise während dies Entspannungsvorganges durch das Rohr
18 kaltes Frischwasser zugeeführt und durch das Ventil 17 eine e4tsprechende Menge
warmen staubigen Wassers entnommen werden-Auf diese Weise kann die Wärmekapazität
der erfindungsgemäßen. Kühl- und Waschvorrichtung in: verhältnismäßig weitem, Grenzen.
verändert werden, was zur Vereinfachung und Verbilligung wesentlich. beiträgt.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das zu kühlende
und zu waschende Gas in dem Behälter i i nicht durch eine Wassersäule hindurchgeleitet,
sondern mit zerstäubtem Wasser in innige Berührung gebracht.
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In diesem Fall wird das sich im unteren, beispielsweise kegelförmigem,
Ende des Gefäßes i i sammelnde Wasser in dem Maße abgezogene, wie es durch die Leitung
18, zweckmäßig durch Düsen od. dgl. Zerstäubungsvorrichtungen eingeführt wird. An
Stelle des Ventils 17 wird dann: zweckmäßig ein Wasserstandsregler verwendet, beispielsweise
ein Kondenstopf od. dgl.
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Verhältnisse bezüglich des Druckes, der Temperatur und des Staubgehaltes
in dem zu entspanneiden, Gas, wie sie in dien Aschenaustragssehleusen von Druckgaserzeugern
vorliegen, können: auch in anderen Prozessen auftreten, z. B. in Verfahren; welche
mit im Kreislauf geführten körnigen Wärmeträgern. arbeite, oder in chemiechen Pror
zes"sen, in; welchem. körnige oder staubförmige Stoffe mit gas- oder dampfförmigen
Stoffen in Wechselwirkung treten.
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Auch in diesen. Fällen kann "das erfindungsgemäße Verfahren zum Entspannen
der unter Gasdruck stehenden Schleusen für den Austrag der festen Stoffe vorteilhaft
Verwendung finden.
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Aus der deutschen Patentschrift 540 205 ist: bekannt, feste
Reaktionsprodukte aus Autoklaven in eine gegart, den Autoklav nicht abgeschlossene
Vorlage austreten zu lassen und. sie aus dieser Vorlage durch einstellbare Abschlußorgane
zu entfernen.. Hierbei wird Wasser angewendet, in dem die Reaktionsprodukte gelöst
oder verteilt werden. Das Wasser wird aber nur zur Erleichterung des Austrages der
festen Reaktionsprodukte und nicht zur Behandlung von Reaktionsgasen bei der -Entspannung
des Gasdruckes aus Austragsschleusen benötigt.