EP0171351A1 - Vorrichtung zum Abkühlen eines heissen Produktgases - Google Patents

Vorrichtung zum Abkühlen eines heissen Produktgases Download PDF

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EP0171351A1
EP0171351A1 EP85730082A EP85730082A EP0171351A1 EP 0171351 A1 EP0171351 A1 EP 0171351A1 EP 85730082 A EP85730082 A EP 85730082A EP 85730082 A EP85730082 A EP 85730082A EP 0171351 A1 EP0171351 A1 EP 0171351A1
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Deutsche Voest Alpine Industrieanlagenbau GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a device for cooling a hot product gas which contains sticky particles which lose their tackiness on cooling, the product gas being passed through a tubular zone in which it is cooled and at the same time the contact of the product gas with a solid wall in the tubular zone preventing gas wall is formed.
  • Such a device is known from DE-OS 25 26 922.
  • a particle-free protective gas is fed in near the inlet of the tubular zone in such a way that a protective gas wall is formed on the wall of this zone which prevents contact of the wall of the tubular zone with the hot product gas, and at the same time in this zone a cooling gas to the hot product gas added.
  • the protective gas is fed into the tubular zone with a tangentially directed speed component.
  • the cooling gas itself is fed through inlets arranged in the radial direction, which are arranged above the protective gas inlets at the same height and at equal intervals around the circumference of the tubular zone.
  • a disadvantage of this known device is that an influence on the flow of the protective gas in the tubular zone is only possible through the outflow direction when entering this zone. A continuous protective gas wall over the entire length of the tubular zone is therefore not guaranteed.
  • the device is also relatively expensive, since two different gases are used for cooling and for building the protective gas wall.
  • annular insert which extends at least along part of the tubular zone and which has a gap between it and the wall of the tubular one Zone and a passage for the product gas, and that a cooling gas at the entry of the product gas into the tubular zone opposite end of the insert is injectable into the gap between the insert and the wall of the tubular zone.
  • This shows a wall section 1 of a gasifier, in which the product gas is generated.
  • the wall section 1 merges into an outlet nozzle 2, which forms the tubular zone through which the product gas flows out of the gasifier upwards.
  • the product gas carries with it particulate substances which are sticky due to the high temperature of the product gas and only lose their tack after the product gas has cooled.
  • the temperature of the product gas is still so high that there is a risk that the entrained particles, when they hit a solid wall, get caught on it.
  • annular insert 3 within the outlet nozzle 2, which forms a gap 4 between itself and the inner wall of the outlet nozzle 2.
  • this gap 4 is equidistantly distributed over the circumference of the outlet nozzle 2, one or more inlet opening (s) 5 for a cooling gas, which at the same time form a contact between the product gas and the inner wall of the outlet nozzle 2 or Insert 3 preventing gas wall is used.
  • the inlet opening (s) 5 can be connected, for example, to a ring line which is guided around the outlet connection 2.
  • the cooling gas flowing down through the gap 4 prevents the product gas from entering the gap 4 and thus clogging of this gap by the particles contained in the product gas.
  • the cooling gas is directed around the lower end of the insert 3 by the product gas flowing upwards, so that it flows upwards again on the inner surface of the insert 3 parallel to the latter. It forms a continuous gas wall, which prevents the product gas from touching the insert 3.
  • the sticky particles entrained in the product gas can therefore not reach the inner wall of the insert 3 and attach to it.
  • the cooling gas simultaneously causes cooling of the product gas during the passage through the insert 3, so that the product gas has cooled down at the upper outlet of the insert 3 to such an extent that the particles in it have lost their stickiness.
  • This cooling effect is supported in that the insert 3 itself is cooled.
  • the insert 3 itself is cooled.
  • it contains, for example, cooling channels running inside it, through which water or another suitable cooling medium flows.

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Abstract

In einer Vorrichtung zum Abkühlen eines heissen Produktgases wird dieses durch eine röhrenförmige Zone geleitet. Das Produktgas enthält Teilchen, die beim Eintritt in die röhrenförmige Zone klebrig sind, jedoch durch die Abkühlung in der Zone ihre Klebrigkeit verlieren. Innerhalb der Zone wird durch einen Kühlgasstrom eine Gaswand gebildet, die eine Berührung des Produktgases bzw der darin enthaltenen klebrigen Teilchen mit einer der festen Wände in der röhrenförmigen Zone verhindert. Hierzu befindet sich innerhalb eines die röhrenförmige Zone bildenden Auslassstutzens (2) ein ringförmiger Einsatz (3), der mit dem Auslassstutzen einen Spalt (4) bildet. In diesen Spalt wird entgegen der Strömungsrichtung des Produktgases ein Kühlgas eingeblasen. Dieses wird durch das Produktgas am Ende des Einsatzes umgelenkt und strömt im Inneren des Einsatzes in der gleichen Richtung wie das Produktgas, wobei es die Innenwand des Einsatzes gegenüber dem Produktgas abschirmt. Dieses wird durch die Einwirkung des Kühlgases soweit abgekühlt, dass am auslassseitigen Ende des Einsatzes die Teilchen in Produktgas ihre Klebrigkeit verloren haben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen eines heißen Produktgases, das klebrige Teilchen enthält, die ihre Klebrigkeit beim Abkühlen verlieren, wobei das Produktgas durch eine röhrenförmige Zone geleitet wird, in der es gekühlt und gleichzeitig eine den Kontakt des Produktgases mit einer festen Wand in der röhrenförmigen Zone verhindernde Gaswand gebildet wird.
  • Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 25 26 922 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird nahe am Einlaß der röhrenförmigen Zone ein teilchenfreies Schutzgas auf solche Weise eingespeist, daß an der Wand dieser Zone eine schützende Gaswand gebildet wird, die einen Kontakt der Wand der röhrenförmigen Zone mit dem heißen Produktgas verhindert, und gleichzeitig wird in dieser Zone ein Kühlgas zum heißen Produktgas zugesetzt. Zur Bildung der schützenden Gaswand wird das Schutzgas in die röhrenförmige Zone mit einer tangential gerichteten Geschwindigkeitskomponente eingespeist. Das Kühlgas selbst wird durch in radialer Richtung angeordnete Einlässe eingespeist, die oberhalb der Schutzgas-Einlässe in gleicher Höhe und in gleichen Abständen um den Umfang der röhrenförmigen Zone herum angeordnet sind.
  • Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist, daß ein Einfluß auf die Strömung des Schutzgases in der röhrenförmigen Zone nur durch die Ausströmrichtung beim Eintritt in diese Zone möglich ist. Eine durchgehende schützende Gaswand über die ganze Länge der röhrenförmigen Zone ist daher nicht gewährleistet. Die Vorrichtung ist außerdem relativ aufwendig, da zwei verschiedene Gase zur Kühlung und zum Aufbau der schützenden Gaswand verwendet werden.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der anfangs genannten Art zu schaffen, bei der eine über die ganze Länge der röhrenförmigen Zone wirksame schützende Gaswand zur Vermeidung eines Kontaktes zwischen dem die klebrigen Teilchen enthaltenden Produktgas und einer festen Wand gebildet wird und die im Aufbau einfach ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein sich zumindest entlang eines Teils der röhrenförmigen Zone erstreckender ringförmiger Einsatz vorgesehen ist, der einen Spalt zwischen sich und der Wand der röhrenförmigen Zone sowie einen Durchgang für das Produktgas bildet, und daß ein Kühlgas an dem Eintritt des Produktgases in die röhrenförmige Zone entgegengesetzten Ende des Einsatzes in den Spalt zwischen dem Einsatz und der Wand der röhrenförmigen Zone einblasbar ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Diese zeigt einen Wandabschnitt 1 eines Vergasers, in dem das Produktgas erzeugt wird. Der Wandabschnitt 1 geht über in einen Auslaßstutzen 2, der die röhrenförmige Zone bildet, durch die das Produktgas nach oben aus dem Vergaser ausströmt. Das Produktgas führt hierbei teilchenförmige Stoffe mit sich, die aufgrund der hohen Temperatur des Produktgases klebrig sind und erst nach einer Abkühlung des Produktgases ihre Klebrigkeit verlieren. Am unteren Teil des Auslaßstutzens 2 ist jedoch die Temperatur des Produktgases noch so hoch, daß die Gefahr besteht, daß die mitgeführten Teilchen, wenn sie auf eine feste Wand treffen, an dieser hängen bleiben. Da hierdurch der freie Durchmesser des Auslaßstutzens 2 verengt wird oder dieser sogar ganz geschlossen werden kann, ist es erforderlich, das Produktgas so zu leiten, daß es in diesem Zustand nicht in Berührung mit der Innenwand des Auslaßstutzens oder einer anderen festen Wand im Bereich der röhrenförmigen Zone gelangt. Gleichzeitig müssen Maßnahmen vorgesehen werden, um das Produktgas innerhalb der röhrenförmigen Zone zoweit abzukühlen, daß an deren Auslaßende die mitgeführten Teilchen ihre Klebrigkeit verloren haben. Dies wird durch die dargestellte Vorrichtung erreicht.
  • Innerhalb des Auslaßstutzens 2 befindet sich ein ringförmiger Einsatz 3, der zwischen sich und der Innenwand des Auslaßstutzens 2 einen Spalt 4 bildet. Am oberen Ende dieses Spaltes 4 befindet sich in gleichen Abständen über den Umfang des Auslaßstutzens 2 verteilt eine oder mehrere Einlaßöffnung(en) 5 für ein Kühlgas, das zugleich zur Bildung der eine Berührung zwischen dem Produktgas und der Innenwand des Auslaßstutzens '2 bzw. dem Einsatz 3 verhindernden Gaswand verwendet wird. Die Einlaßöffnung(en) 5 können beispielsweise mit einer um den Auslaßstutzen 2 herumgeführten Ringleitung verbunden sein.
  • Das durch den Spalt 4 herabströmende Kühlgas verhindert einen Eintritt des Produktgases in den Spalt 4 und damit eine Verstopfung dieses Spaltes durch die im Produktgas enthaltenen Teilchen. Gleichzeitig wird das Kühlgas durch das nach oben strömende Produktgas um das untere Ende des Einssatzes 3 herumgelenkt, so daß es an der Innenfläche des Einsatzes 3 parallel zu dieser wieder nach oben strömt. Es bildet hierbei eine durchgehende Gaswand, die eine Berührung des Produktgases mit dem Einsatz 3 verhindert. Die im Produktgas mitgeführten klebrigen Teilchen können somit nicht zur Innenwand des Einsatzes 3 gelangen und sich an dieser anlagern. Das Kühlgas bewirkt gleichzeitig während des Durchganges durch den Einsatz 3 eine Kühlung des Produktgases, so daß am oberen Ausgang des Einsatzes 3 das Produktgas soweit abgekühlt ist, daß die Teilchen in diesem ihre Klebrigkeit verloren haben.
  • Diese Kühlwirkung wird dadurch unterstützt, daß der Einsatz 3 selbst gekühlt wird. Er enthält hierzu beispielsweise in seinem Innern verlaufende Kühlkanäle, durch die Wasser oder ein anderes geeignetes Kühlmedium strömt.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Abkühlen eines heißen Produktgases, das klebrige Teilchen enthält, die ihre Klebrigkeit beim Abkühlen verlieren, wobei das Produktgas durch eine röhrenförmige Zone geleitet wird, in der es gekühlt und gleichzeitig eine den Kontakt des Produktgases mit einer festen Wand in der röhrenförmigen Zone verhindernde Gaswand gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich zumindest entlang eines Teils der röhrenförmigen Zone (2) erstreckender ringförmiger Einsatz (3) vorgesehen ist, der einen Spalt (4) zwischen sich und der Wand der röhrenförmigen Zone (2) sowie einen Durchgang für das Produktgas bildet, und daß ein Kühlgas an dem Eintritt des Produktgases in die röhrenförmige Zone (2) entgegengesetzten Ende des Einsatzes (3) in den Spalt (4) zwischen dem Einsatz (3) und der Wand der röhrenförmigen Zone (2) einblasbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz (3) gekühlt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz (3) in seinem Inneren verlaufende Kühlkanäle enthält.
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