EP0410363B1 - Vergasungsreaktor für brennbare Feststoffe - Google Patents

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EP0410363B1
EP0410363B1 EP90114120A EP90114120A EP0410363B1 EP 0410363 B1 EP0410363 B1 EP 0410363B1 EP 90114120 A EP90114120 A EP 90114120A EP 90114120 A EP90114120 A EP 90114120A EP 0410363 B1 EP0410363 B1 EP 0410363B1
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EP
European Patent Office
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ash
emptying device
gas
chamber
shaft
Prior art date
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EP90114120A
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French (fr)
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EP0410363A2 (de
EP0410363A3 (en
Inventor
Heinz Mallek
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Forschungszentrum Juelich GmbH
Original Assignee
Forschungszentrum Juelich GmbH
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Publication date
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Publication of EP0410363A3 publication Critical patent/EP0410363A3/de
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    • F23G2201/00—Pretreatment
    • F23G2201/40—Gasification

Definitions

  • the invention relates to a gasification reactor for combustible solids, which is specified in the preamble of claim 1.
  • a reactor for the gasification of flammable solids and for the combustion of the gases formed on the solids is known from DE-PS 33 12 863.
  • the reactor is used for the gasification of solids, such as coal or wood, in particular for the gasification of wood and paper waste or combustible mixed waste.
  • the fuel gas is generated in the reactor by incomplete combustion of the solids with the addition of air, oxygen and / or water vapor as a gasifying agent.
  • the solid passes through a pyrolysis zone in the gasification shaft under the action of gravity, in which it is first dried and then gasified.
  • the resulting coked solid is ignited in the lower area of the solid bed and partially burned to form a glowing zone.
  • the smoldering gas formed in the pyrolysis zone is passed through the ember zone, which flows down through the solid bed in cocurrent with the solids and thus passes through the ember zone before exiting the solid bed, so that tar or oil components contained in the smoldering gas cracked and into low-molecular carbon compounds, especially methane can be transformed.
  • negative pressure is generated in the gasification shaft of the reactor.
  • the cracked carbonization gas is ignited and burned within a combustion chamber below the gasification shaft. The energy gained is transferred to a secondary heat transfer medium as useful heat in a downstream heat exchanger.
  • the known reactor has an ash lock for removing ash discharged from the solid bed.
  • the ash lock is designed in such a way that an uncontrolled air supply to the combustion chamber is prevented.
  • any incompletely burned material discharged from the solid bed remains in the ashes and only reacts after the ash has been discharged outside the reactor.
  • the resulting gases do not meet the existing exhaust gas regulations and cannot be discharged to the environment without additional measures.
  • the object of the invention is to provide a gasification reactor with an ash chamber in which as yet unburnt solid residues contained in the ash can be completely burned out.
  • the purpose of this control of the ash discharge is to keep the ash layer to be penetrated by the gas in the ash room approximately constant. Because the thickness of the ash layer and the resulting flow resistance for the oxygen-containing gas entering the combustion chamber and the existing negative pressure in the combustion chamber or the pressure difference between passages and combustion chamber determine the amount of gas that flows through the ash layer.
  • a prismatic design of the emptying device and a movement of the emptying device about its prism axis is provided.
  • the emptying device is pivotally arranged in the ash chamber such that open gaps remain between the prism edges and the bottom wall of the ash chamber as passages, through which both the oxygen-containing gas can flow into the ash layer and the burnt-out ash can be discharged from the ash chamber.
  • the width of the column is to be dimensioned in accordance with the ash parts formed, taking into account the desired gas flow.
  • Claim 3 is for a continuous ash discharge
  • the bottom wall of the ash chamber is arranged inclined downwards, wherein between the prism walls and inclined bottom wall parts there is a downwardly narrowing ash outlet which opens out at the access openings.
  • the inclination of the prism walls and the bottom wall parts depends on the angle of repose of the solid residues discharged from the gasification shaft of the gasification reactor and the ashes produced by completely burning out these solid residues.
  • an ash rake protruding into the ash layer is attached to the emptying device and can be moved with the emptying device. There is an ash extraction below the emptying device, claim 6.
  • the drawing shows a gasification reactor with a gasification shaft 1, into which combustible solids, for example machined wooden parts, also coated wood, coal, paper or other combustible waste materials, are introduced via a charging device 2.
  • a sluice gate with sliders 2a, 2b so locked against one another during operation is used as the charging device that only one of the sliders 2a or 2b is to be opened at any time in order to prevent air ingress into the gasification shaft or the escape of gas from the gasification shaft when the gasification reactor is being charged to keep it as low as possible.
  • the combustible solid forms a solid bed 4 resting on a movable support 3.
  • a prism is used as the support 3, which is shown in cross-section in the drawing.
  • the prism can be swiveled about its prism axis, one of the possible swivel positions is indicated by dashed lines in the drawing.
  • Above the support 3 there are feeds 5 for a gasifying agent containing oxygen. In the exemplary embodiment, air flows into the solid bed 4.
  • the fuel gas is generated by gasification and pyrolysis of the solid in the solid bed 4.
  • the solid in the gasification shaft 1 first passes through a drying zone under the action of gravity, then through a gasification zone, which is followed by a glowing zone 9, which is marked in broken lines in the drawing.
  • the glowing zone 9 is generated by partial combustion of the solid and, depending on the waste material, has a temperature in the temperature range between 700 and 1000 ° C.
  • An ignition device 10 is used to ignite the ember zone at the start of operation and when the gasification reactor is cold.
  • the glowing zone 9 is located directly above the passage openings 7 between the support 3 and the wall of the gasification shaft 1.
  • 3 longitudinal slots remain as passage openings 7 between the wall of the gasification shaft and the prism edges of the support, the opening widths of which are between 10 and 50 mm , preferably 30 mm.
  • a fuel gas is formed which essentially contains CO, H2 and CH4.
  • the fuel gas finally passing through the passage openings 7 is ignited in the combustion chamber 6 with the addition of further oxygen.
  • part of the oxygen required for this is introduced into the combustion chamber 6 via the prismatic support 3.
  • the support 3 is connected to an air line 11 shown schematically in the drawing, via the line branch 11a of which air can flow into a cavity of the support 3.
  • Outflow openings for the air are located in the lower region of the cavity of the support 3.
  • the air emerging in the combustion chamber 6 is marked in the drawing by means of dashed arrows 12.
  • the fuel gas flows out via a gas exhaust line 13.
  • the gas exhaust line leads to a heat exchanger, not shown in the drawing, for delivering the heat generated to a heating medium for obtaining useful heat.
  • the air required for combustion of gas in the combustion chamber 6 is drawn in from the surroundings.
  • a blower 14, which is inserted in the air line 11, is used for this purpose.
  • the air sucked in by the fan 14 flows to the combustion chamber 6 either via the air line branch 11a, which leads the air to the support 3, from which it then exits into the combustion chamber 6, or it is changed by a corresponding setting of a regulator 15 in the air line branch 11b via an in an ash chamber 16 below an ash layer 17 arranged emptying device 18 introduced through the ashes into the combustion chamber 6.
  • solid residues contained in the ash which have remained unburned when passing through the glowing zone 9 are completely burned out.
  • the ash chamber 16 is arranged below the support 3 of the solid layer and closes the combustion chamber 6 at the bottom.
  • a bottom wall 19 of the ash chamber 16 is arranged with its bottom wall parts 19a, 19b running obliquely downwards.
  • the inclination of the bottom wall parts 19a, 19b is based on the angle of repose of the ash falling into the ash layer 17.
  • the ash slides into the ash chamber due to its gravity to the emptying device 18 and through passages 20 into an ash removal 21, which is arranged below the emptying device 18.
  • the ash is discharged from the ash removal 21 by opening a drain tap 22 in ash boxes not shown in the drawing.
  • the passages 20 for emptying the ashes are each located to the side of the emptying device 18.
  • the passages 20 also serve as access openings for the air led via the line branch 11b to the emptying device 18.
  • the emptying device 18 is shaped prismatically.
  • the passages 20 are located between prism edges 23 of the emptying device 18 and the bottom wall parts 19a, 19b of the ash chamber 16.
  • the passages 20 form longitudinal slots, the width of which is between 5 and 50 mm, preferably 15 mm. The actually selected slot width for the passages 20 is determined by the particle size of the ash.
  • the emptying device 18 has a cavity 24 into which the line branch 11b of the air line 11 opens. Outlet openings for the air have the cavity 24 at the bottom of the emptying device 18, the outflowing air is marked by flow arrows 25.
  • the air first flows out into the interior of the ash removal 21 and from here through the passages 20 into the ash layer 17. When flowing through the ash layer 17, the as yet unburned ash parts contained are completely burnt out, so that only incombustible ash residues fall into the ash removal 21.
  • the emptying device 18 is arranged pivotably about its prism axis 26 in the ash chamber 16.
  • One of the possible swivel positions is marked with dashed lines in the drawing.
  • a strong swirling of the ash through the gas flow must be avoided in the same way as the gas channels that do not allow a uniform distribution of the air within the ash layer.
  • the movement of the emptying device 18 is controlled primarily as a function of the height of the ash layer 17 in the ash chamber 16, a corresponding sensor 27 for the height of the ash layer gives in the exemplary embodiment electrical signals to a controller 28 for controlling a drive unit 29 for moving the emptying device 18.
  • an ash rake 30 is fastened to the ridge of the prism on the prismatic emptying device 18, which moves with the emptying device 18 in the ash layer and thus takes care of loosening any blocked ash parts.
  • the ash rake 30 consists of adjacent tines, which in the exemplary embodiment are straight, but which can also be curved.
  • Such an ash rake is particularly advantageous if the solid residues discharged from the solid bed into the ash chamber do not have sufficiently uniform piece sizes and in this way interfere with a uniform ash transport in the ash layer 17.
  • the emptying device 18 can be pivoted through the greatest possible angle.
  • the ash chamber also has a side ash flap 31.
  • Lignite was converted into fuel gas in the gasification reactor. In the glowing zone 9 the temperature was 750 ° C.
  • a low-carbon ash could be produced by introducing air into the ash layer 17. The fully reacted ash still had 1% by weight of residual carbon.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergasungsreaktor für brennbare Feststoffe, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.
  • Ein Reaktor zur Vergasung brennbarer Feststoffe und zur Verbrennung der auf den Feststoffen gebildeten Gase ist aus DE-PS 33 12 863 bekannt. Der Reaktor dient zur Vergasung von Feststoffen, wie Kohle oder Holz, insbesondere zur Vergasung von Holz- und Papierabfällen oder brennbarem Mischabfall. Das Brenngas wird im Reaktor durch unvollständige Verbrennung der Feststoffe unter Zufuhr von Luft, Sauerstoff und/oder Wasserdampf als Vergasungsmittel erzeugt. Hierfür durchläuft der Feststoff im Vergasungsschacht unter Schwerkraftwirkung eine Pyrolysezone, in der er zunächst getrocknet und anschließend vergast wird. Der dabei entstehende verkokte Feststoff wird im unteren Bereich der Feststoffschüttung gezündet und unter Ausbildung einer Glutzone teilverbrannt. Durch die Glutzone hindurch wird das in der Pyrolysezone gebildete Schwelgas geführt, das die Feststoffschüttung im Gleichstrom mit den Feststoffen nach unten durchströmt und so vor Austritt aus der Feststoffschüttung die Glutzone passiert, so daß im Schwelgas enthaltene Teer- oder Ölanteile gecrackt und in niedermolekulare Kohlenstoffverbindungen, insbesondere Methan umgebildet werden. Für die Aufrechterhaltung des abwärts gerichteten Schwelgasstromes wird im Vergasungsschacht des Reaktors Unterdruck erzeugt. Das gecrackte Schwelgas wird innerhalb eines Brennraums unterhalb des Vergasungsschachtes gezündet und verbrannt. Die dabei gewonnene Energie wird in einem nachgeschalteten Wärmetauscher als Nutzwärme auf einen sekundären Wärmeträger übertragen.
  • Unterhalb des Brennraums weist der bekannte Reaktor zur Entnahme von aus der Feststoffschüttung ausgetragenen Asche eine Ascheschleuse auf. Die Ascheschleuse ist derart ausgebildet, daß eine unkontrollierte Luftzufuhr in den Brennraum verhindert wird. Dabei wird jedoch in Kauf genommen, daß ggf. aus der Feststoffschüttung ausgetragenes, noch unvollständig verbranntes Gut in der Asche verbleibt und sich erst nach Austrag der Asche außerhalb des Reaktors nachträglich umsetzt. Die dabei entstehenden Gase entsprechen nicht den bestehenden Abgasvorschriften und lassen sich ohne zusätzliche Maßnahmen nicht an die Umgebung abführen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vergasungsreaktor mit einer Aschekammer zu schaffen, in der in der Asche enthaltene, noch unverbrannte Feststoffreste vollständig ausbrennbar sind.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Vergasungsreaktor der eingangs angegebenen Art durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Danach ist am Boden der Aschekammer eine bewegbare Entleerungseinrichtung mit freiem Innenraum und einem Anschluß für eine im Innenraum mündende Gasleitung zur Zufuhr sauerstoffhaltigen Gases. Die Entleerungseinrichtung weist am Boden Austrittsöffnungen für das Gas auf. Sie ist in der Weise angeordnet, daß zwischen Entleerungseinrichtung und Bodenwand Durchgänge zum Einführen des sauerstoffhaltigen Gases in die Asche in der Aschekammer verbleiben. Es wird dabei soviel Gas durch die Asche geführt, daß die unverbrannten Feststoffteile vollständig umgesetzt werden. Die Entleerungseinrichtung ist bewegbar ausgeführt, damit durch Bewegung der Entleerungseinrichtung Asche aus der Aschekammer ausgetragen werden kann. Diese Steuerung des Ascheaustrags bezweckt, die vom Gas zu durchdringende Ascheschicht im Ascheraum annähernd konstant zu halten. Denn die Stärke der Ascheschicht sowie der dadurch gegebene Strömungswiderstand für das in den Brennraum eindringende sauerstoffhaltige Gas und der bestehende Unterdruck im Brennraum beziehungsweise die Druckdifferenz zwischen Durchgängen und Brennraum bestimmen die Gasmenge, die die Ascheschicht durchströmt.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung nach Patentanspruch 2 ist eine prismatische Ausbildung der Entleerungseinrichtung und eine Bewegung der Entleerungseinrichtung um seine Prismenachse vorgesehen. Die Entleerungseinrichtung ist in der Aschekammer derart schwenkbar angeordnet, daß als Druchgänge offene Spalte zwischen Prismenkanten und Bodenwand der Aschekammer verbleiben, durch die sowohl das sauerstoffhaltige Gas in die Ascheschicht einströmen als auch die ausgebrannte Asche aus der Aschekammer ausgebracht werden kann. Die Breite der Spalte ist dabei entsprechend der entstehenden Ascheteile unter Berücksichtigung des gewünschten Gasstromes zu dimensionieren. Die prismatische Ausbildung der Entleerungseinrichtung ermöglicht es, die Gasleitung für die Zuführung des sauerstoffhaltigen Gases im freien Innenraum der Entleerungseinrichtung münden zu lassen und am Innenraum zum Zuführen des Gases zu den Durchgängen Gasausgänge im Bereich der Prismenkanten zu schaffen, Patentanspruch 3. Für einen kontinuierlichen Ascheaustrag ist nach Patentanspruch 4 die Bodenwand der Aschekammer nach unten geneigt angeordnet, wobei zwischen Prismenwänden und geneigten Bodenwandteilen jeweils ein sich nach unten verengender, an den Zutrittsöffnungen offen mündender Ascheaustritt entsteht. Die Neigung der Prismenwände und der Bodenwandteile richtet sich nach dem Schüttwinkel der aus dem Vergasungsschacht des Vergasungsreaktors ausgetragenen Feststoffreste und der durch vollständiges Ausbrennen dieser Feststoffreste erzeugten Asche.
  • Bei einer Bewegung der Entleerungseinrichtung wird das Austragen der Asche über die Durchgänge der Aschekammer beschleunigt. Ggf. von Ascheteilchen gebildete Brücken am Ascheausgang werden zerstört. Damit auch im oberen Bereich der Ascheschicht den Transport der Asche hindernde Feststoffreste entfernbar sind, ist nach Patentanspruch 5 an der Entleerungseinrichtung ein in die Ascheschicht hineinragender Ascherechen befestigt, der mit der Entleerungseinrichtung bewegbar ist. Unterhalb der Entleerungseinrichtung befindet sich eine Ascheentnahme, Patentanspruch 6.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Die Zeichnung zeigt einen Vergasungsreaktor mit einem Vergasungsschacht 1, in den über eine Beschickungseinrichtung 2 brennbare Feststoffe, beispielsweise zerspante Holzteile, auch beschichtetes Holz, Kohle, Papier oder andere brennbare Abfallstoffe eingegeben werden. Als Beschickungseinrichtung dient im Ausführungsbeispiel eine Schieberschleuse mit bei Betrieb gegeneinander so verriegelten Schiebern 2a, 2b, daß immer nur einer der Schieber 2a oder 2b zu öffnen ist, um Lufteinbrüche in den Vergasungsschacht oder das Entweichen von Gas aus dem Vergasungsschacht bei einer Beschickung des Vergasungsreaktors so gering wie möglich zu halten.
  • Im Vergasungsschacht 1 bildet der brennbare Feststoff eine auf einer beweglichen Abstützung 3 aufliegende Feststoffschüttung 4. Im Ausführungsbeispiel ist als Abstützung 3 ein Prisma eingesetzt, das in der Zeichnung im Querschnitt dargestellt ist. Das Prisma ist um seine Prismenachse schwenkbar, eine der möglichen Schwenkstellungen ist in der Zeichnung strichliniert angedeutet. Oberhalb der Abstützung 3 befinden sich Zuführungen 5 für ein Sauerstoff enthaltendes Vergasungsmittel. Im Ausführungsbeispiel strömt Luft in die Feststoffschüttung 4 ein.
  • Unterhalb der Abstützung 3 befindet sich ein Brennraum 6 für das aus dem Vergasungsschacht 1 über Durchtrittsöffnungen 7, die sich zwischen Abstützung 3 und Wand des Vergasungsschachtes 1 befinden, nach unten austretende Brenngas. Die Strömung des Brenngases ist in der Zeichnung durch Strömungspfeile 8 angedeutet. Das Brenngas wird durch Vergasung und Pyrolyse des Feststoffs in der Feststoffschüttung 4 erzeugt. hierzu durchläuft der Feststoff im Vergasungsschacht 1 unter Schwerkraftwirkung zunächst eine Trocknungszone, dann eine Vergasungszone, an die sich eine Glutzone 9 anschließt, die in der Zeichnung strichliniert markiert ist. Die Glutzone 9 wird durch Teilverbrennung des Feststoffes erzeugt und weist je nach Abfallstoff eine Temperatur im Temperaturbereich zwischen 700 bis 1000°C auf. Zur Zündung der Glutzone bei Betriebsbeginn und kaltem Vergasungsreaktor dient eine Zündeinrichtung 10.
  • Die Glutzone 9 befindet sich unmittelbar über den Durchtrittsöffnungen 7 zwischen Abstützung 3 und Wand des Vergasungsschachtes 1. Im Ausführungsbeispiel bei prismenartiger Ausbildung der Abstützung 3 verbleiben zwischen Wand des Vergasungsschachtes und den Prismenkanten der Abstützung 3 Längsschlitze als Durchtrittsöffnungen 7, deren Öffnungsweiten zwischen 10 bis 50 mm, bevorzugt 30 mm betragen.
  • Das im Vergasungsschacht 1 in der Vergasungszone durch Pyrolyse in der Feststoffschüttung entstehende Schwelgas, das den Vergasungsschacht in gleicher Richtung durchströmt, wie der Brennstoff den Vergasungsschacht durchwandert, durchdringt vor Eintritt in den Brennraum 6 die oberhalb der Durchtrittsöffnungen 7 ausgebildete Glutzone 9. Dabei wird das Schwelgas auf eine Temperatur erhitzt, bei der hochmolekulare Bestandteile des Schwelgases gecrackt werden. Es entsteht ein Brenngas, das im wesentlichen CO, H₂ und CH₄ enthält.
  • Das schließlich durch die Durchtrittsöffnungen 7 hindurchtretende Brenngas wird im Brennraum 6 unter Zufuhr weiteren Sauerstoffs gezündet. Ein Teil des hierzu erforderlichen Sauerstoffs wird im Ausführungsbeispiel über die prismatische Abstützung 3 in den Brennraum 6 eingeführt. Die Abstützung 3 ist mit einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Luftleitung 11 verbunden, über deren Leitungszweig 11a Luft in einen Hohlraum der Abstützung 3 einströmen kann. Ausströmöffnungen für die Luft befinden sich im unteren Bereich des Hohlraums der Abstützung 3. Die in den Brennraum 6 austretende Luft ist in der Zeichnung mittels strichlinierten Pfeilen 12 markiert.
  • Nach seiner Zündung im Brennraum 6 strömt das Brenngas über eine Gasabzugsleitung 13 ab. Die Gasabzugsleitung führt zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Wärmetauscher zur Abgabe der erzeugten Wärme an ein Heizmedium zur Gewinnung von Nutzwärme.
  • Die im Brennraum 6 zur Gasverbrennung benötigte Luft wird aus der Umgebung angesaugt. Hierzu dient ein Gebläse 14, das in der Luftleitung 11 eingesetzt ist. Die vom Gebläse 14 angesaugte Luft strömt zum Brennraum 6 entweder über den Luftleitungszweig 11a, der die Luft zur Abstützung 3 führt, aus der sie dann in den Brennraum 6 austritt, oder sie wird durch eine entsprechende Einstellung eines Reglers 15 im Luftleitungszweig 11b über eine in einer Aschekammer 16 unterhalb einer Ascheschicht 17 angeordnete Entleerungseinrichtung 18 durch die Asche hindurch in den Brennraum 6 eingeleitet. Beim Durchdringen der Ascheschicht 17 werden in der Asche enthaltene, beim Durchlaufen der Glutzone 9 noch unverbrannt gebliebene Feststoffreste vollständig ausgebrannt.
  • Die Aschekammer 16 ist unterhalb der Abstützung 3 der Feststoffschicht angeordnet und schließt den Brennraum 6 nach unten ab. Im Ausführungsbeispiel ist eine Bodenwand 19 der Aschekammer 16 mit ihren Bodenwandteilen 19a, 19b schräg nach unten verlaufend angeordnet. Die Neigung der Bodenwandteile 19a, 19b ist auf den Schüttwinkel der in die Ascheschicht 17 fallenden Asche abgestellt. Die Asche rutscht in die Aschekammer aufgrund ihrer Schwerkraft zur Entleerungseinrichtung 18 und durch Durchgänge 20 hindurch in eine Ascheentnahme 21, die unterhalb der Entleerungseinrichtung 18 angeordnet ist. Die Asche wird aus der Ascheentnahme 21 durch Öffnen eines Ablaßhahns 22 in in der Zeichnung nicht wiedergegebene Aschekästen abgelassen.
  • Die Durchgänge 20 zur Entleerung der Asche befinden sich jeweils seitlich der Entleerungseinrichtung 18. Die Durchgänge 20 dienen im Ausführungsbeispiel zugleich als Zutrittsöffnungen für die über den Leitungszweig 11b zur Entleerungseinrichtung 18 geführte Luft. Im Ausführungsbeispiel ist die Entleerungseinrichtung 18 prismatisch geformt. Die Durchgänge 20 befinden sich zwischen Prismenkanten 23 der Entleerungseinrichtung 18 und den Bodenwandteilen 19a, 19b der Aschekammer 16. Die Durchgänge 20 bilden Längsschlitze, deren Breite zwischen 5 und 50 mm, bevorzugt 15 mm bemessen ist. Die tatsächlich gewählte Schlitzbreite für die Durchgänge 20 ist durch die Partikelgröße der Asche bestimmt.
  • Im Ausführungsbeispiel weist die Entleerungseinrichtung 18 einen Hohlraum 24 auf, in den der Leitungszweig 11b der Luftleitung 11 mündet. Austrittsöffnungen für die Luft weist der Hohlraum 24 am Boden der Entleerungseinrichtung 18 auf, die ausströmende Luft ist durch Strömungspfeile 25 markiert. Die Luft strömt zunächst in den Innenraum der Ascheentnahme 21 aus und von hier durch die Durchgänge 20 in die Ascheschicht 17 ein. Beim Durchströmen der Ascheschicht 17 werden enthaltene, noch unverbrannte Ascheteile vollständig ausgebrannt, so daß in die Ascheentnahme 21 nur unbrennbare Aschereste fallen.
  • Die Entleerungseinrichtung 18 ist um ihre Prismenachse 26 schwenkbar in der Aschekammer 16 angeordnet. Eine der möglichen Schwenkstellungen ist in der Zeichnung strichliniert markiert. Durch Schwenken der Entleerungseinrichtung 18 ist es einerseits möglich, ggf. entstehende Aschebrücken in der Ascheschicht, die den Aschedurchgang blockieren, zu zerstören, andererseits aber auch den Ascheaustritt zu beschleunigen, falls die Ascheschicht 17 für den Durchtritt von Luft zur Verbrennung der noch unverbrannten Ascheteile zu hoch wird. Die Stärke der Ascheschicht 17 bestimmt einerseits den sich für den Luftstrom ergebenden Strömungswiderstand, andererseits aber auch die Art und Weise der Gasströmung durch die Ascheschicht. Eine starke Durchwirbelung der Asche durch die Gasströmung ist in gleicher Weise zu vermeiden, wie sich ausbildende Gaskanäle, die eine gleichmäßige Verteilung der Luft innerhalb der Ascheschicht nicht zulassen. Die Bewegung der Entleerungseinrichtung 18 wird in erster Linie in Abhängigkeit von der Höhe der Ascheschicht 17 in der Aschekammer 16 gesteuert, ein entsprechender Fühler 27 für die Höhe der Ascheschicht gibt im Ausführungsbeispiel elektrische Signale auf einen Regler 28 zur Steuerung einer Antriebseinheit 29 zur Bewegung der Entleerungseinrichtung 18.
  • Im Ausführungsbeispiel ist an der prismatischen Entleerungseinrichtung 18 am First des Prismas ein Ascherechen 30 befestigt, der sich beim Schwenken der Entleerungseinrichtung 18 in der Ascheschicht mitbewegt und so zur Lockerung ggf. blockierter Ascheteile Sorge trägt. Der Ascherechen 30 besteht aus benachbart angeordneten Zinken, die im Ausführungsbeispiel geradlinig, die aber auch gekrümmt ausgeführt sein können. Ein solcher Ascherechen ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die aus der Feststoffschüttung in die Aschekammer ausgetragenen Feststoffreste keine ausreichend einheitlichen Stückgrößen aufweisen und auf diese Weise einen gleichmäßigen Aschetransport in der Ascheschicht 17 stören. Zur Entleerung von Ascheteilen, die die Durchgänge 20 wegen ihrer Sperrigkeit nicht passieren können, ist die Entleerungseinrichtung 18 um einen größtmöglichen Winkel schwenkbar. Zur Entfernung sperrigen Gutes weist die Aschekammer auch eine seitliche Ascheklappe 31 auf.
  • Im Vergasungsreaktor wurde Braunkohle in Brenngas umgesetzt. In der Glutzone 9 betrug die Temperatur 750°C. Bei Vergasung der Braunkohle im Vergasungsschacht entstand ein Schwachgas mit folgender Gasqualität: CO = 20 Vol%., H₂ = 12 Vol%., CH₄ = 1,2 Vol%, CO₂ = 8 Vol%. Daraus ergibt sich für das Schwachgas ein unterer Heizwert von 4300 kJ/m³. Durch Einleitung von Luft in die Ascheschicht 17 konnte eine kohlenstoffarme Asche erzeugt werden. Die ausreagierte Asche wies noch 1 Gew% Restkohlenstoff auf.

Claims (6)

  1. Vergasungsreaktor für brennbare Feststoffe mit einem Vergasungsschacht, in dem die Feststoffe eine von einer bewegbaren Abstützung mit Durchtrittsöffnungen abgestützte Feststoffschüttung bilden, in die Zuführungen für ein Sauerstoff enthaltendes Vergasungsmittel zur Vergasung und Teilverbrennung von Feststoff in der Feststoffschüttung oberhalb der Abstützung münden, wobei unterhalb der Abstützung ein Brennraum für in der Feststoffschüttung gebildetes und durch die Durchtrittsöffnungen aus dem Vergasungsschacht austretendes Gas angeordnet ist und am Brennraum eine Gasabzugsleitung zum Absaugen des Verbrennungsgases aus dem Brennraum angeschlossen ist und eine den Brennraum nach unten abschließende Aschekammer zur Aufnahme von durch die Durchtrittsöffnungen hindurch fallenden veraschten Feststoff vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß am Boden der Aschekammer (16) zur Entleerung der Asche eine bewegbare Entleerungseinrichtung (18) mit freiem Innenraum (24) und einem Anschluß für eine im Innenraum mündende Gasleitung (11b) zur Zufuhr sauerstoffhaltigen Gases und mit Austrittsöffnungen für das Gas am Boden der Entleerungseinrichtung (18) derart angeordnet ist, daß zwischen der Entleerungseinrichtung (18) und Bodenwand (19) Durchgänge (20) zum Einführen des sauerstoffhaltigen Gases in die Asche in der Aschekammer (16) verbleiben.
  2. Vergasungsreaktor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Entleerungseinrichtung (18) prismatisch ausgebildet ist und in der Aschekammer (16) um ihre Prismenachse (26) schwenkbar derart angeordnet ist, daß als Durchgänge (20) offene Spalte zwischen Prismenkanten (23) der Entleerungseinrichtung (18) und Bodenwand (19, 19a, 19b) der Aschekammer (16) verbleiben.
  3. Vergasungsreaktor nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Innenraum (24) der Entleerungseinrichtung (18) Austrittsöffnungen im Bereich der Prismenkanten (23) aufweist.
  4. Vergasungsreaktor nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bodenwand (19, 19a, 19b) der Aschekammer (16) auf die Durchgänge (20) zu geneigt nach unten verläuft, und Prismenwände und geneigte Bodenwandteile (19a, 19b) jeweils einen sich nach unten verengenden, an den Durchgängen (20) offen mündenden Ascheaustritt bilden.
  5. Vergasungsreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an der Entleerungseinrichtung (18) ein mit der Entleerungseinrichtung bewegbarer Ascherechen (30) befestigt ist.
  6. Vergasungsreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich unterhalb der Entleerungseinrichtung (18) eine Ascheentnahme (21) befindet.
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