DE971788C

DE971788C - Process and device for generating fuel gas from dust-like or fine-grain fuels

Info

Publication number: DE971788C
Application number: DEK4374D
Authority: DE
Inventors: Joseph Daniels
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1942-09-01
Filing date: 1942-09-01
Publication date: 1959-03-26

Description

Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Brenngas aus staubförmigen oder feinkörnigen Brennstoffen Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Brenngas aus staubförmigen oder feinkörnigen Brennstoffen durch Vergasung in der Schwebe mittels Luft und gegebenenfalls Wasserdampf, wobei der Brennstaub mit einem kalten oder mäßig erwärmten Teilstrom der Vergasungsluft einer in den Reaktionsraum führenden gekühlten Mischdüse zugeführt wird. In dieser Mischdüse wird das Staub-Luft-Gemisch mit dem hoch vorerhitzten Hauptstrom des Vergasungsmittels bei einer solchen Strömungsgeschwindigkeit gemischt, daß die Reaktion erst nach Austritt des Gemisches aus der Mischdüse im Reaktionsraum einsetzt. Durch dieses Verfahren wird eine gute Gemischbildung auf einem möglichst begrenzten Raum erreicht, so daß die Reaktion in kurzer Zeit erfolgt und die entstehenden Reaktionsprodukte in einer den Eigenschaften der anfallenden Brennstaubasche angepaßten Weise einer solchen Ab- kühlung unterworfen werden, daß die Asche ohne Schwierigkeit und ohne anzubacken von dem erzeugten Nutzgas abgetrennt werden kann.Method and device for generating fuel gas from powdery or fine-grain fuels is fed into the reaction chamber leading cooled mixing nozzle. In this mixing nozzle, the dust-air mixture is mixed with the highly preheated main flow of the gasifying agent at such a flow rate that the reaction does not begin until the mixture has emerged from the mixing nozzle in the reaction space. By this method, a good mixture formation is achieved in a limited space as possible, so that the reaction is carried out in a short time and the reaction products formed in the properties of the resulting pulverized fuel ash matched manner such waste cooling be subjected to the ash without difficulty and without can be separated from the useful gas generated to bake.

Die Erfindung sieht nun eine weitere Verbesserung des Verfahrens nach dem Hauptpatent vor zu dem Zwecke, das durch das Hauptpatent erstrebte Ziel, eine innige Gemischbildung auf einem mäglichst begrenzten Raum durchzuführen, in noch vollkommener Weise zu erreichen.The invention now seeks a further improvement in the method the main patent for the purpose of achieving the goal pursued by the main patent intimate mixture formation on as much as possible to carry out limited space, to be achieved in an even more perfect way.

Die Erfindung besteht darin, den mittels des kalten oder mäßig vorgewärmten Teilstromes des Vergasungsmittels der Mischdüse zugeführten Brennstaub in Einzelströme aufzuteilen, wobei die Einzelströme des Brennstaubes mittels der erforderlichen Menge des Teilstromes des Vergasungsmittels je einer gekühlten Mischdüse mit dem hoch vorerhitzten Hauptstrom des Vergasungsmittels zugeführt werden.The invention is to divide the current supplied by means of cold or moderately preheated partial flow of the gasification agent of the mixing nozzle pulverized fuel into individual streams, the individual streams of the combustion dust by means of the required amount of the partial stream of the gasifying agent to be supplied according to a cooled mixing nozzle with the highly preheated main flow of the gasification agent.

Durch diese Art der Einführung des Brennstaubes und der erforderlichen Vergasungsmittelmengen in den Reaktionsraum wird eine gleichmäßigere Aufteilung des Brennstaubes und eine innigere Durchmischung desselben mit den Vergasungsmitteln erzielt. Dadurch wird die Gefahr örtlichen Brennstoffmangels oder -überschusses b oder ungleichmäßiger Vergasungsmittelverteilung in dem in den Reaktionsraum einzuführenden Gemisch, wie beispielsweise die Einwirkung von hocherhitztem Wasserdampf auf sich vagabundierend verhaltende CO-Ströme oder die Reaktion von heißem Wasserdampf mit durch mangelhafte Mischung kälter gebliebenem Kohlenstoff nach der CO-Seite hin, ausgeschaltet.This way of introducing the fuel dust and the required quantities of gasifying agent into the reaction chamber results in a more even distribution of the fuel dust and more intimate mixing of the same with the gasifying agents. This increases the risk of local lack or excess of fuel b or uneven distribution of gasification agent in the mixture to be introduced into the reaction chamber, such as the action of highly heated water vapor on stray CO flows or the reaction of hot water vapor with carbon that has remained colder due to insufficient mixing after the CO side down, switched off.

Ferner gestattet das erfindungsgemäße Verfahren einen unabhängigen Einzelbetrieb jeder Staub-Gas-Mischeinrichtung. Dadurch ist wiederum bei Aus-fall einzelner Staubzuführungseinrichtungen die weitere Staubzufuhr durch die übrigen Zufuhreinrichtungen gesichert, so daß, entgegen dem Ausfall der Staubzufuhr bei einer nicht unterteilten Zuführungseinrichtung, bei weiterer Zufuhr der Vergasungsmittel keine Explosionen eintreten können.Furthermore, the method according to the invention allows each dust-gas mixing device to be operated independently. This in turn is in off all single dust feeders f further dust supply through the other supply means secured so that, can no explosions occur against the failure of the dust intake in a non-divided supply means, upon further supply of the gasification agent.

Die Erfindung besteht weiter in einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Einrichtung besteht im wesentlichen darin, daß die zur Zuführung des Brennstaubes mittels eines Teilstromes des Vergasungsmittels dienenden Mischrohre in einem feuerfest ausgekleideten Gehäuse angeordnet sind, in welchem die Mischrohre in zur Zuführung des hoch vorerhitzten Vergasungsmittels dienenden Kanälen liegen, an deren Mündung die wassergekühlten Mischdüsen sich anschließen. Die zur Zuführung des hoch vorerhitzten Vergasungsmittels dienenden Kanäle des Gehäuses sind an einen gemeinsamen, in das Gehäuse führenden Kanal angeschlossen.The invention also consists in a device for implementing it of the method according to the invention. This facility essentially consists of that the supply of the fuel dust by means of a partial flow of the gasification agent serving mixing tubes are arranged in a refractory lined housing, in which the mixing tubes are used to supply the highly preheated gasification agent Serving channels are, at the mouth of which the water-cooled mixing nozzles connect. The channels of the housing which are used to supply the highly preheated gasification agent are connected to a common channel leading into the housing.

Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß die wassergekühlten Mischdüsen in einer doppelwandigen, von Kühlwasser durchflossenen Platte angeordnet sind.Another feature of the device according to the invention is that the water-cooled mixing nozzles in a double-walled, flowed through by cooling water Plate are arranged.

Um an jedes Mischrohr einen besonderen Brennstoffzuteiler schließen zu können, sieht die Erfindung noch vor, die kreisförmig um den Mittelpunkt des Gehäuses angeordneten Mischrohre in ungerader Zahl anzubringen.To connect a special fuel distributor to each mixing tube to be able to, the invention provides, the circular around the center of the Housing arranged mixing tubes to be attached in an odd number.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. i in einem senkrechten Längsschnitt und in Abb. 2 in Vorderansicht dargestellt.An embodiment of the invention is shown in Fig. I in a vertical Longitudinal section and shown in Fig. 2 in front view.

Der Reaktionsraum i ist von einem doppelwandigen, wassergekühlten Mantel :2 umgeben. Der Doppelmantel 2 verjüngt sich an seinem Ende etwas und umfaßt mit diesem verjüngten Ansatz 3 eine wassergekühlte Kammer 4. Diese wasser-,-ekühlte Kammer > 4 besteht im wesentlichen aus einer doppelwandigen Platte5, die mit die Mischdüsen bildenden Öffnungen 6 versehen und oben bei 7 umgebogen ist. Das Kühlwasser wird der wassergekühlten Kammer 4 unten bei 9 zu- und oben bei io aus ihr abgeführt.The reaction space i is surrounded by a double-walled, water-cooled jacket: 2. The double jacket 2 tapers slightly at its end and, with this tapered extension 3, includes a water-cooled chamber 4. This water-cooled chamber > 4 essentially consists of a double-walled plate 5, which is provided with openings 6 that form the mixing nozzles and at 7 above is bent. The cooling water is fed to the water-cooled chamber 4 at the bottom at 9 and discharged from it at the top at io.

An die die Mischdüsen enthaltende Kammer 4 schließt sich ein Gehäuse 8 an, das mit einer feuerfesten Auskleidung i i versehen ist. In dieser feuerfesten Auskleidung ii sind Kanäle 1:2 vorgesehen, die sich an ihrem dem Reaktionsraum zugewandten Ende 13 nach den Mischdüsen 6 hin konisch verjüngen. Die Kanäle 1:2 sind mit einem seitlich oder unterhalb des Gehäuses 8 in das Gehäuse mündenden Kanal 14 zur Zuführung des hoch vorerhitzten Vergasungsmittel (Luft) verbunden.The chamber 4 containing the mixing nozzles is followed by a housing 8 which is provided with a refractory lining ii. In this refractory lining ii, channels 1: 2 are provided which, at their end 13 facing the reaction space, taper conically towards the mixing nozzles 6. The channels 1: 2 are connected to a channel 14 which opens laterally or below the housing 8 into the housing for the supply of the highly preheated gasification agent (air).

In den Kanälen 12 sind nun die Mischrohre 15 gelagert. Die Mischrohre 15 sind doppelwandig ausgebildet, wobei die Doppelwände von Kühlwasser durchflossen sind. Um jedes wassergekühlte Mischrohr 15 ist eine Verkleidung 16 aus einem feuerbeständigen, die Wärme schlecht leitenden Baustoff angeordnet. Am dem aus dem Gehäuse 8 hervorragenden Ende jedes der Mischrohre 15 ist eine Mischeinrichtung 17 angeschlossen, in welche eine injektorartige Düse iS mündet. Durch die Düse 18 wird ein Teilstrom kalter oder mäßig vorgewärmter Vergasungsluft zugeführt, welcher den Brennstaub in inniger Vermischung zu der Mischdüse 6 leitet. An jedes Mischrohr 15 ist eine besondere B rennstaubzuführeinrichtung 19 angeschlossen, welche aus einer Schnecke besteht, die den Brennstaub durch ein Fallrohr:2o der Mischeinrichtung 17 zuführt. Die mit - feuerfestem Baustoff umkleideten Mischrohre 15 werden vorteilhaft von rippenartigen Stützen:2:2 so gehalten, daß sie konzentrisch in den Kanälen 1:2 liegen.The mixing tubes 1 5 are now supported in the channels 12. The mixing tubes 15 are double-walled, with cooling water flowing through the double walls. Around each water-cooled mixing tube 15 is a cladding 16 made of a fire-resistant, heat-poorly conductive building material. At the end of each of the mixing tubes 15 protruding from the housing 8 , a mixing device 17 is connected, into which an injector-like nozzle opens. A partial flow of cold or moderately preheated gasification air is fed through the nozzle 18, which directs the fuel dust to the mixing nozzle 6 in an intimate mixture. At each mixing tube 15 is connected to a particular B 1 9 rennstaubzuführeinrichtung which consists of a worm which the pulverized fuel through a downpipe: 2o feeds the mixer 17th With - cased refractory building material mixing tubes 15 are advantageously of web supports: 2 is held so that it concentrically in the channels 1: 2 lie. 2

Wie aus Abb..2 ersichtlich, sind die Mischrohre 15 mit den anschließenden Mischdüsen 6 kreisförmig um den Mittelpunkt 21 des Gehäuses 8 in diesem angeordnet. Der Mittelpunkt:2i wird dabei von einer Schauöffnung gebildet, durch die das Innere des Reaktionsraunies i von außen beobachtet werden kann. Die Mischdüsen 15 sind in einer ungeraden Anzahl vorgesehen. Durch diese ungeradzahlige Anordnung ergibt sich die Möglichkeit der Anordnung der Brennstaubzuführungseinrichtungen an jedem Mischrohr, ohne daß diese Einrichtungen einander dabei überschneiden.As can be seen from Fig..2, the mixing tubes 15 with the adjoining mixing nozzles 6 are arranged in a circle around the center point 21 of the housing 8 in the latter. The center: 2i is formed by a viewing opening through which the inside of the reaction chamber i can be observed from the outside. The mixing nozzles 15 are provided in an odd number. This odd-numbered arrangement results in the possibility of arranging the pulverized fuel supply devices on each mixing tube without these devices overlapping one another.

Claims

PATENT CLAIMS: I.

Process for generating fuel gas from dusty or fine-grain fuels by gasification in suspension by means of air and possibly water vapor, the fuel dust being fed with a cold or moderately preheated partial flow of the gasification agent to a cooled mixing nozzle leading into the reaction chamber, in which the dust-air is -Mixed with the highly preheated main stream of the gasification agent at such a flow rate that the reaction only begins after the mixture has emerged from the mixing nozzle in the reaction chamber, according to patent 971 077, characterized in that the fuel dust is divided into individual streams, which by means of the required Amount of the partial flow of the gasification agent and the highly preheated main flow of the gasification agent are each fed to a cooled mixing nozzle. : 2.

Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that each of the cooled, heat-insulated mixing tubes (15) assigned to one of the cooled mixing nozzles (6) leading into the reaction chamber (i), the one with the dust supply (ig) and the supply line for a partial flow of the gasification agent are connected and each pass through a feed channel (12) for the highly preheated main flow of the gasification agent, are arranged in a common, refractory-lined housing (8) , the feed channels (12) being connected to a common channel (14). 3. Device according to claim 2, characterized in that the water-cooled mixing nozzles (6) are formed by a double-walled plate (5) with openings corresponding to the shape of the mixing nozzles.

4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that a special fuel distributor (ig) is connected to each mixing tube (12). 5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the mixing tubes (15) with the mixing nozzles (6) are arranged in an odd number in a circle around the center point (21) of the housing (8) that the fuel supply devices (downpipes 20) do not overlap.

Considered publications: German Patent Specifications No. 82 578, 395 423.