DE10162169C1 - Kühlbare Zustellung für einen Hochtemperatur-Vergasungsreaktor - Google Patents

Abstract

Bei einer kühlbaren Zustellung für einen Hochtemperatur-Vergasungsreaktor, in welchem Materialien, die bei der Betriebstemperatur des Reaktors vergasbare und schmelzbare Komponenten enthalten, dieser ausgesetzt werden, sind in die Feuerfestmaterial-Ausmauerung Kühlelemente für die Durchleitung eines Kühlmediums eingebettet. Die Kühlelemente weisen eine große spezifische Außenfläche auf und tragen Außenrippen, wobei die Außenrippen aus einem Material bestehen, das eine erheblich größere Wärmeleitfähigkeit als das feuerfeste Material hat.

Description

Die Erfindung betrifft eine kühlbare Zustellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 44 20 450 C2 ist bereits eine kühlbare Zu­ stellung für einen Hochtemperatur-Vergasungsreaktor, insbesondere im Bereich eines auswechselbaren Untero­ fens, bekannt, in welchem die Feuerfestmaterial- Ausmauerung, die bei der Vergasung von Haus-, Indu­ strie- und Sondermüll im Ausschmelzbetrieb anfallende Schmelzflüssigkeit aufnimmt. In das Feuerfestmaterial sind in gegenseitigen Abständen gerade Kanäle einge­ bracht, in die von außen montier- und demontierbare Kühlelemente eingeschoben sind. Diese bestehen je­ weils aus einem Außenrohr und einem konzentrisch dazu angeordneten Innenrohr für die Zu- und Abfuhr eines Kühlmediums. Hierdurch wird eine leichte Austausch­ barkeit der Kühlelemente erreicht, durch die die Standzeiten des Unterofens erheblich verlängert wer­ den können, wobei Betriebsunterbrechungen für den Austausch der Kühlelemente gänzlich entfallen können. Jedoch ist der Energieverlust des Reaktors relativ hoch und der Verschleiß des Feuerfestmaterials ist beträchtlich.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese bekannte Zustellung in der Weise zu verbessern, daß die Stützung des Feuerfestmaterials erhöht, die Wär­ meverluste des Reaktors minimiert und die Lebensdauer der Zustellung verlängert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zustellung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vor­ teilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zu­ stellung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung betrifft somit eine kühlbare Zustellung für einen Hochtemperatur-Vergasungsreaktor, in wel­ chem Materialien, die bei der Betriebstemperatur des Reaktors vergasbare und schmelzbare Komponenten ent­ halten, dieser ausgesetzt werden, wobei in eine Feu­ erfestmaterial-Ausmauerung Kühlelemente für die Durchleitung eines Kühlmediums eingebettet sind, wel­ che sich dadurch auszeichnet, daß die Kühlelemente eine große spezifische Außenfläche aufweisen. Hier­ durch wird eine große Oberfläche zwischen den Kühle­ lementen und dem Feuerfestmaterial geschaffen, die eine intensive Kühlung der Zustellung gewährleistet. Dies bewirkt, daß sich auf dem Feuerfestmaterial ein sogenannter "Schlacke-Pelz" aus erstarrter Schlacke bildet, der den Abtrag des Feuerfestmaterials redu­ ziert. Durch die wärmeisolierende Wirkung der Schlac­ ke werden zusätzlich die Wärmeverluste des Reaktors verringert. Darüber hinaus kann sich dieser Schlacke- Pelz nach dem Verschleiß des Feuerfestmaterials di­ rekt auf den Kühlelementen absetzen, auf denen er we­ gen deren großer Oberfläche gut haftet. Diese "Selbstbeschichtung" der Kühlelemente bewirkt eine weitere deutliche Verlängerung der Lebensdauer der Kühlelemente. Schließlich hat die vergrößerte Kon­ taktfläche zwischen den Kühlelementen und dem Feuer­ festmaterial auch eine verstärkte Stützung des Feuer­ festmaterials durch die Kühlelemente zur folge. Ins­ gesamt führt die erfindungsgemäße Maßnahme somit zu einer Verlängerung der Standzeit des Hochtemperatur- Vergasungsreaktors und zu einer Herabsetzung der Wär­ meverluste.

Die Kühlelemente besitzen vorzugsweise eine unregelmä­ ßige Oberfläche und sie tragen Außenrip­ pen. Diese Außenrippen bestehen aus einem Material, das eine erheblich höhere Wärmeleitfähig­ keit als das Feuerfestmaterial hat; vorzugsweise sind sie aus dem gleichen Material wie die das Kühlmedium leitenden Rohre, insbesondere Kupfer, gebildet.

Die Außenrippen sind bevorzugt schalenförmig mit ei­ nem hochgezogenen Außenrand ausgebildet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert. Diese zeigt die Ansicht eines Kühlelementes, das in das nicht dargestellte Feuerfestmaterial eines Hochtemperatur-Vergasungsreaktors, insbesondere im Bereich von dessen auswechselbarem Unterofen, welcher die bei der Vergasung von Haus-, Industrie- und Son­ dermüll im Ausschmelzbetrieb anfallende Schmelzflüs­ sigkeit aufnimmt, eingebettet ist.

Das Kühlelement weist ein Innenrohr 1 auf, durch welches ein Kühlmedium durch das Kühlelement geleitet wird. Das Innenrohr 1 ist U-förmige gebogen, so daß es zwei parallele Stränge bildet, die an ihrem je­ weils einen Ende miteinander verbunden sind. Das Kühlmedium strömt somit in entgegengesetzter Richtung durch die parallelen Stränge und wird auf derselben Seite des Kühlelements zu- und abgeführt.

Im Bereich der Einbettung in das Feuerfestmaterial ist das Innenrohr 1 von einem Außenrohr 2 umgeben. Das Innenrohr 1 und das Außenrohr 2 bestehen beide aus einem gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise Kupfer, und sie stehen in großflächiger Berührung miteinander, so daß der thermische Übergangswider­ stand zwischen ihnen minimiert ist. Das Außenrohr 2 trägt in geringem gegenseitigem Abstand Außenrippen 3, die eine schalenförmige Ausbildung mit einem hoch­ stehenden Außenrand haben. Durch diese Außenrippen 3 wird die Kontaktfläche zwischen dem Außenrohr 2 und dem umgebenden feuerfesten Material gegenüber der Verwendung eines Außenrohrs mit glatter Außenfläche vervielfacht. Hierdurch ist eine erheblich bessere Kühlung des Feuerfestmaterials möglich, so daß dessen thermische Belastung herabgesetzt ist. Dies führt zu einem verringerten Verschleiß und zusätzlich zu der Ausbildung eines dickeren Schlacken-Pelzes, was eine weitere Reduzierung des Verschleißes des Feuerfestma­ terials zur Folge hat. Auch bewirkt der Schlacke-Pelz eine bessere thermische Isolierung des Vergasungsre­ aktors, wodurch die Wärmeverluste minimiert werden.

Durch die vergrößerte Kontaktfläche zwischen dem Au­ ßenrohr 2 und dem Feuerfestmaterial wird dieses auch erheblich besser gestützt. Zudem sind einige der Au­ ßenrippen 3 so ausgebildet, daß sie die beiden paral­ lelen Stränge des Kühlelements starr miteinander verbinden. Dies führt zu einer weiteren beträchtlichen Erhöhung der Festigkeit der Zustellung.

Claims (5)

1. Kühlbare Zustellung für einen Hochtemperatur- Vergasungsreaktor, in welchem Materialien, die bei der Betriebstemperatur des Reaktors vergas­ bare und schmelzbare Komponenten enthalten, die­ ser ausgesetzt werden, bei der in eine Feuer­ festmaterial-Ausmauerung Kühlelemente für die Durchleitung eines Kühlmediums eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente eine große spezifische Au­ ßenfläche aufweisen und Außenrippen tragen, wo­ bei die Außenrippen (3) aus einem Material be­ stehen, das eine erheblich größere Wärmeleitfä­ higkeit als das feuerfeste Material hat.

2. Zustellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kühlelemente eine unregelmäßige Oberfläche aufweisen.

3. Zustellung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Außenrippen (3) aus Kupfer oder vergleichbaren, hoch wärmeleitfähigen Mate­ rialien bestehen.

4. Zustellung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Außenrippen (3) schalenförmig mit einem hochgezogenen Außenrand ausgebildet sind.

5. Zustellung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente je­ weils aus zwei parallelen, an einem Ende mitein­ ander verbundenen Strängen bestehen und das mindestens ein Teil der Außenrippen (3) mit beiden Strängen fest verbunden ist.