DE973107C - Einrichtung zur Schwebevergasung von fein verteilten festen Brennstoffen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 3. DEZEMBER 1959

K 14958 IVc / 24 e

Die Erfindung· bezieht sich auf die unter dem Namen Koppers-Totzek-Verfahren bekanntgewordene Vergasung von fein verteilten festen Brennstoffen in der Schwebe mit Sauerstoff oder Luft von erhöhtem Sauerstoffgehalt und gegebenenfalls endotherm reagierenden Vergasungsmitteln, wie Wasserdampf, zum Zwecke der Erzeugung von wertvollen, Kohlenoxyd und gegebenenfalls Wasserstoff enthaltenden oder daraus bestehenden Gasen, die insbesondere für die Synthese von Kohlenwasserstoffen aus Kohlenoxyd und Wasserstoff geeignet sind. Bei diesem Verfahren wird ein in einer Mischeinrichtung vorgebildetes, möglichst homogenes Gemisch von Sauerstoff oder Luft von erhöhtem Sauerstoffgehalt und Brennstaub durch ein vorteilhaft gekühltes düsenartiges Rohr mit solcher Geschwindigkeit in einen auf hoher Temperatur befindlichen Reaktionsraum in Form eines Strahles eingeblasen, daß die Reaktion zwischen Sauerstoff und Brennstoff erst innerhalb des Reaktionsraumes einsetzt.

Für die Praxis des Koppers-Totzek-Verfahrens ist es von wesentlicher Bedeutung, daß Änderungen in der Zusammensetzung und Menge des zugeführten Reaktionsgemisehes so schnell wie möglich angezeigt oder ausgeglichen werden, um einerseits eine gleichmäßige Zusammensetzung des Nutzgases zu sichern und andererseits eine Verlagerung der exothermen Reaktionen aus dem vorteilhaft von feuerfestem Mauerwerk umschlossenen Reaktionsraum in die Mischeinrichtung oder die die Mischeinrichtung mit dem Reaktionsraum verbindende Rohrleitung zu verhindern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß dem Gemischzuführungsrohr, d. h. dem Verbindungsrohr zwischen dem Reaktionsraum und der

909 662/39

Mischeinrichtung, eine Druckmeßeinrichtung zugeordnet ist, die Regel- oder Absperrorgane für die Zuführung der Reaktionsstoffe beeinflußt und gegebenenfalls auch akustische und optische Signale auslöst.

Eine Änderung des Druckes in dem Gemisch-. zuführungsrohr kann z. B. auftreten, wenn die Geschwindigkeit des Gemisches infolge eines höheren Gegendruckes im Reaktionsraum sinkt. In diesem ίο Falle kann es bei Unterschreitung einer gewissen, von der Temperatur abhängigen Strömungsgeschwindigkeit zu unerwünschten vorzeitigen Reaktionen zwischen Sauerstoff und Brennstoff im Zuführungsrohr kommen. Eine solche unerwünschte Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit kann auch beispielsweise bei einer absoluten Verminderung der zugeführten Sauerstoff menge, etwa infolge einer Störung in der Sauerstofferzeugungsanlage, vorkommen. Andererseits kann auch eine relative Verminderung der Sauer stoff menge im Reaktionsgemisch, beispielsweise infolge Rückströmung von Sauerstoff in die Brennstaubzuführungseinrichtung infolge Undichtigkeiten von Brennstoffschleusen u. dgl., die Geschwindigkeit des Reaktionsgemisches im Zuführungsrohr herabsetzen. Alle diese Geschwindigkeitsänderungen des Reaktionsgemisches im Verbindungsrohr wirken sich in einer Änderung des Druckes in dem Rohr aus und können somit durch Messen desselben sofort festgestellt werden.

Auch Störungen in der Brennstaubzuführung führen zu einer Änderung des Druckes im Gemischzuführungsrohr, da sich dabei das Gewicht der Volumeinheit _ des Reaktionsgemisches ändert. Schließlich machen sich auch noch Rückzündungen im Gemischzuführungsrohr, beispielsweise infolge einer Änderung der Temperatur oder der Kühlung des Düsenrohres oder infolge des Eindringens von Öl in das Zuführungsrohr, wie auch die Bildung von Brennstaubablagerungen oder Ansätzen, die den freien Querschnitt des Zuführungsrohres mehr oder weniger verlegen, als Druckänderung bemerkbar.

Es ist hiernach ersichtlich, daß alle die vorerwähnten Abweichungen vom normalen Betriebszustand der Gaserzeugungsanlage durch laufende Überwachung des Druckes im Gemischzuführungsrohr sofort erkannt und angezeigt werden können, beispielsweise durch optische oder akustische Signale. Es ist auch möglich, den gemäß der Erfindung im Gemischzuführungsrohr angeordneten Druckmesser zur Beeinflussung von Absperr- und Regelorganen zu benutzen, welche die Zuführung der Reaktionsstoffe zum Gemischzuführungsrohr beherrschen, beispielsweise zur automatischen Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr.

Zum Stande der Technik ist festzustellen, daß bei theoretischen Untersuchungen über die pneumatische Förderung von Gemischen aus Staub und einem Trägergas gefunden worden ist, daß man den Fördervorgang mittels einer Druckmessung verfolgen kann. Die Veröffentlichung über diese theoretischen Untersuchungen gibt jedoch keinen Hinweis, wie eine Vergasungsreaktion eines pneumatisch in den Reaktionsraum geförderten Ge- 65 > misches von Kohlenstaub und Sauerstoff mittels eines Druckmeßinstrumentes überwacht und durch dieses über die Zufuhr der Reaktionskomponenten gesteuert werden soll.

•Es ist ferner bekannt, eine Vergasung von Brennstaub mit Sauerstoff so auszuführen, daß man den Brennstaub zunächst in Luft suspendiert und dieser Suspension den Vergasungssauerstoff erst unmittelbar vor Eintritt der Suspension in den Reaktionsraum zugibt. Obwohl bei diesem bekannten Vorschlag zahlreiche Meß- und Regeleinrichtungen vorgesehen sind, ist jedoch ein Druckmeßorgan für die Messung der Brennstaub-Sauerstoff-Suspension nicht vorgesehen, und zwar weil seine Anbringung wegen des Fehlens eines Gemischzuführungsrohres, in welchem eine Brennstaub-Sauerstoff-Suspension strömt, überhaupt nicht vorhanden ist.

In der Zeichnung ist schematisch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Anlage zur Schwebevergasung von Brennstoffen nach dem Koppers-Totzek-Verfahren dargestellt.

In den von feuerfestem Mauerwerk 2 umschlossenen Reaktionsraum 1 ragt das an seiner düsenartigen Mündung 5 von einem Kühlmantel 3 umgebene Gemischzuführungsrohr 4 hinein. In einer zur Vermeidung unzulässiger Erwärmung durch Wärmestrahlung od. dgl. ausreichenden Entfernung von der Düsenmündung 5 ist das Gemischzuführungsrohr 4 mit einer- Mischeinrichtung 6 verbunden, der Brennstaub mittels einer Förderschnecke 7 zugeführt wird, die am Ende in einen birnenförmigen Leitkörper 8 übergeht. In den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse der Mischeinrichtung 6 und dem Leitkörper 8 wird aus der Rohrleitung 9 Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereichter Luft eingeblasen, die den von der Förderschnecke 7 in den ringförmigen Zwischenraum hineingedrückten Brennstaub erfaßt und als homogenes Gemisch in das Zuführrohr 4 bewegt. Der Brennstaub fließt der Förderschnecke 7 aus einem Bunker 10 zu, der durch eine Schleuse 11 nach außen abgesperrt ist. An das Gemischzuführungsrohr 4 ist eine Druckmeßleitung 12 angeschlossen, die zu einem Druckmesser 13 führt, an dem der jeweilige Druck im Rohr 4 abgelesen werden kann. Dieser Druckmesser 13 kann über Relais mit einem die Sauerstoffleitung 9 beherrschenden Absperrorgan 14 und mit einem Schalter für den Antriebsmotor der Schnecke 7 derart verbunden sein, daß bei bestimmten Änderungen des Druckes das Absperrventil 14 geschlossen und die Schnecke 7 stillgesetzt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   120

   Einrichtung zur Schwebevergasung von fein verteilten festen Brennstoffen mit Sauerstoff oder Luft von erhöhtem Sauerstoffgehalt, bei der in einen auf hoher Temperatur gehaltenen Reaktionsraum durch ein düsenartig in den Re-

   aktionsraum mündendes Rohr ein vorgebildetes Gemisch von Brennstoff und Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemischzuführungsrohr (4) eine Druckmeßeinrichtung (13) zugeordnet ist, die Absperr- und Regelorgane für die Zuführung der Reaktionsstoffe beeinflußt und gegebenenfalls auch akustische und optische Signale auslöst. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 217088, 524439, 331;

   »Forschungsarbeiten auf dem Gebiete des Ingenieurwesens«, 1924, VDI-Verlag, S. 265;

   »Sicherheitstechnische Vorschriften für Landdampfkessel«, II. Auflage, S. i97ff.;

   American Gas Association, Proceedings, 32, 1950, S. 501 bis 563.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 809 662/39 11.59