[go: up one dir, main page]

DE102009005857A1 - Reactor for gasification of e.g. gaseous fuel, in entrained flow, has joint arranged between monitoring channel and cooling screen opening, and tension safety device connected between opening and quench ring in pressure tight manner - Google Patents

Reactor for gasification of e.g. gaseous fuel, in entrained flow, has joint arranged between monitoring channel and cooling screen opening, and tension safety device connected between opening and quench ring in pressure tight manner Download PDF

Info

Publication number
DE102009005857A1
DE102009005857A1 DE200910005857 DE102009005857A DE102009005857A1 DE 102009005857 A1 DE102009005857 A1 DE 102009005857A1 DE 200910005857 DE200910005857 DE 200910005857 DE 102009005857 A DE102009005857 A DE 102009005857A DE 102009005857 A1 DE102009005857 A1 DE 102009005857A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling screen
pressure
reactor
gap
gasification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE200910005857
Other languages
German (de)
Inventor
Norbert Fischer
Tino Dr. Just
Christian Reuther
Manfred Dr. Schingnitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to DE200910005857 priority Critical patent/DE102009005857A1/en
Publication of DE102009005857A1 publication Critical patent/DE102009005857A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/82Gas withdrawal means
    • C10J3/84Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C10J3/845Quench rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/485Entrained flow gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/52Ash-removing devices
    • C10J3/526Ash-removing devices for entrained flow gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/723Controlling or regulating the gasification process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00Details of gasification apparatus
    • C10J2200/09Mechanical details of gasifiers not otherwise provided for, e.g. sealing means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Ein Reaktor zur Vergasung von gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoffen im Flugstrom weist einen gasdicht in einem Druckmantel eingeschweißten Kühlschirm auf. Zum Druckausgleich zwischen Reaktionsraum und Kühlschirmspalt ist eine Verbindung zwischen dem Stickstoff-gespülten Überwachungskanal im Brenner und dem Kühlschirmspalt vorgesehen. Für eine Notentspannung ist zwischen Kühlschirmspalt und Quenchraum eine eigensichere Überdrucksicherung angeordnet. Eine Beschädigung des Kühlschirmes durch allzu großen Druckunterschied zwischen Reaktionsraum und Kühlschirmspalt wird vermieden, durch Vergasungsgas im Kühlschirmspalt verursachte Korrosion wird ausgeschlossen.A reactor for the gasification of gaseous, liquid or solid fuels in the flow stream has a gas-tight welded in a pressure jacket cooling screen. For pressure equalization between the reaction chamber and cooling screen gap, a connection between the nitrogen-purged monitoring channel in the burner and the cooling screen gap is provided. For emergency release, an intrinsically safe overpressure safety device is arranged between the cooling screen gap and the quenching chamber. Damage to the cooling screen due to excessive pressure difference between the reaction space and cooling screen gap is avoided, caused by gasification in the cooling screen gap corrosion is excluded.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Reaktor zur Vergasung von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen im Flugstrom bei Temperaturen zwischen 1200 und 1900°C und Drücken zwischen Umgebungsdruck und 10 MPa (100 bar).The The invention relates to a reactor for the gasification of solid, liquid and gaseous fuels in the flow stream at temperatures between 1200 and 1900 ° C and pressures between Ambient pressure and 10 MPa (100 bar).

Feste und flüssige Brennstoffe können durch Kohlen unterschiedlichen Inkohlungsgrades sowie Kokse unterschiedlichen Herkommens, aber auch brennbare Flüssigkeiten mit bestimmten Feststoff- und Aschegehalten aber auch Wasser-, Kohle- oder Öl-Kohle-Suspensionen, sogenannte Slurries gegeben sein. Gasförmige Brennstoffe können durch gasförmige Kohlenwasserstoffe, insbesondere Erdgas, gegeben sein.firm and liquid fuels can be different by coals Coal grading and cokes of different origin, but also flammable liquids with certain solids and Ash but also water, coal or oil-carbon suspensions, be given so-called slurries. Gaseous fuels can by gaseous hydrocarbons, in particular Natural gas, be given.

Bekannt ist ein Reaktor zur Flugstromvergasung unterschiedlicher fester und flüssiger Brennstoffe mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Oxidationsmittel unter normalem oder erhöhtem Druck.Known is a reactor for entrained flow gasification of different firm and liquid fuels containing a free oxygen Oxidizing agent under normal or elevated pressure.

Eine solche Vorrichtung geht aus DE 197 181 31 A1 hervor. Eine ausführliche Beschreibung eines solchen mit Kühlschirm ausgerüsteten Vergasungsreaktors findet sich in J. Carl u. a., NOELL-KONVERSIONSVERFAHREN, EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik GmbH 1996, Seiten 32–33 .Such a device goes out DE 197 181 31 A1 out. A detailed description of such a chiller-equipped gasification reactor can be found in US Pat J. Carl et al., NOELL CONVERSION PROCESS, EF publishing house for energy and environmental technology GmbH 1996, pages 32-33 ,

In der darin beschriebenen Konzeption befindet sich ein aus gasdicht verschweißten Kühlrohren bestehender Kühlschirm innerhalb eines Druckgefäßes. Dieser Kühlschirm ist auf einem Zwischenboden abgestützt und kann sich nach oben frei ausdehnen. Damit wird sichergestellt, dass beim Auftreten verschiedener Temperaturen auf Grund von An- und Abfahrvorgängen und daraus bedingter Längenänderung keine mechanischen Spannungen auftreten können, die ggf. zu einer Zerstörung führen könnten. Um dies zu erreichen, befindet sich am oberen Ende des Kühlschirmes keine feste Verbindung, sondern ein Spalt zwischen dem Kühlschirmkragen und dem Brennerhalterungsflansch, der eine freie Beweglichkeit sichert. Um ein Hinterströmen des Kühlschirmspaltes bei Druckschwankungen im System von Vergasungsgas zu verhindern, wird der Kühlschirmspalt mit ei nem trockenen, kondensat- und sauerstofffreien Gas gespült. Trotz der Spülung kommt es, wie die Praxis zeigt, zur Hinterströmung mit Vergasungsgas, was zu Korrosion an der Rückseite des Kühlschirmes oder am Druckmantel führt. Dies kann zu Betriebsausfällen bis zur Zerstörung des Kühlschirmes oder des Druckmantels führen.In the concept described therein is a gas-tight welded cooling tubes existing cooling screen inside a pressure vessel. This cooling screen is supported on a false floor and can be down Stretching freely above. This will ensure that when it occurs different temperatures due to startup and shutdown and consequent change in length no mechanical Tension may occur, possibly leading to destruction could lead. To accomplish this, is located no firm connection at the upper end of the cooling screen, but a gap between the cooling screen collar and the burner mounting flange, which ensures a free mobility. To a backflow the cooling screen gap at pressure fluctuations in the system of To prevent gasification gas, the cooling screen gap with rinsed in a dry, condensate and oxygen-free gas. Despite the flushing, it comes, as the practice shows, to the backflow with gasification gas, causing corrosion at the back of the Cooling screen or on the pressure jacket leads. This can to breakdowns until the destruction of the cooling screen or the pressure jacket.

Nachteil dieser Ausführung ist, dass zum Druckausgleich zwischen Kühlschirmspalt und Reaktionsraum innerhalb des Reaktors eine Verbindung bestehen muss, die unter allen Bedingungen (Reaktorbespannung und -entspannung) einen Druckausgleich ermöglicht. Um diese Bedingung zu sichern, muss die Verbindung auch einen entsprechend großen Querschnitt aufweisen, damit insbesondere bei der Notentspannung ein schneller Gasaustausch erfolgen kann und bezüglich des Innendrucks kein zu großer Überdruck von Außen auf den Kühlschirm einwirkt. Ein großer Verbindungsquerschnitt führt aber zu den oben genannten Problemen bezüglich Korrosion.disadvantage This version is that for pressure equalization between Cooling screen gap and reaction space inside the reactor a connection must exist under all conditions (reactor lining and relaxation) allows pressure equalization. Around To secure condition, the connection must also be one accordingly have a large cross-section, thus in particular in the Emergency release a quick gas exchange can be done and with respect the internal pressure is not too great pressure from the outside acts on the cooling screen. A big connection cross section but leads to the above problems regarding Corrosion.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine einfache, zuverlässige und eigensichere Ausgestaltung für einen Vergasungsreaktor anzugeben, die einen Druckausgleich zwischen dem innerhalb des Kühlschirms befindlichen Reaktionsraum und dem außerhalb des Kühlschirms befindlichen Kühlschirmspalt bewirkt und die dabei ein Überströmen von Vergasungsgas in den Kühlschirmspalt mit der Folge von dort einsetzender Korrosion vermeidet.Of the Invention is based on the problem, a simple, reliable and intrinsically safe design for a gasification reactor specify a pressure balance between the inside of the cooling screen located reaction space and the outside of the cooling screen located cooling screen gap causes and thereby an overflow from gasification gas into the cooling screen gap with the result avoids corrosion starting from there.

Das Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The Problem is solved by the features of claim 1.

Erfindungsgemäß wird generell eine feste Verbindung des Kühlschirmes mit dem Druckmantel bzw. dem oberen Reaktorflansch vorgeschlagen, wodurch der Kühlschirmspalt und der Vergasungsraum als getrennte Räume ausgeführt sind. Hierdurch entfällt eine dauernde Gasspülung und ein Hinterströmen durch Vergasungsgas wird verhindert. Beachtet werden muss allerdings, dass beim Betrieb des Reaktors der Reaktionsraum mit Drücken bis 8 MPa (80 bar) bespannt wird und damit auch der Kühlschirm mit Innendruck belastet wird, was zur Zerstörung des Kühlschirmes führen würde. Aus diesem Grund wird auch der Spalt hinter dem Kühlschirm druckgleich mit bespannt, um den Differenzdruck zwischen beiden Räumen gering zu halten.According to the invention generally a firm connection of the cooling screen with the Pressure jacket or the upper reactor flange proposed, whereby the cooling screen gap and the gasification chamber as separate Rooms are executed. This is eliminated a continuous gas flush and a backflow by gasification gas is prevented. However, it has to be considered that during operation of the reactor, the reaction space with pressures up to 8 MPa (80 bar) is covered and thus the cooling screen with Internal pressure is charged, causing the destruction of the cooling screen would lead. For this reason, the gap is also behind the cooling screen pressure equal with covered to the To keep the differential pressure between the two rooms low.

Der Betrieb des Reaktors wird mittels eines Pilotbrenners ermöglicht und überwacht. Hierzu beinhaltet dieser Pilotbrenner einen Kanal, der mit Stickstoff gespült wird und der die gesamte Betriebsphase zwischen Pilotbrennerzündung bei 0,3 MPa (3 bar) und Dauerbetrieb des Hauptbrenners bis 8 MPa (80 bar) ständig in Betrieb ist. Dieser Stickstoffzuführungskanal ist immer mit dem Druck im Reaktionsraum auf einem Druckniveau.Of the Operation of the reactor is made possible by means of a pilot burner and monitored. For this purpose, this pilot burner includes one Channel, which is purged with nitrogen and the whole Operating phase between pilot burner ignition at 0.3 MPa (3 bar) and continuous operation of the main burner to 8 MPa (80 bar) constantly is in operation. This nitrogen supply channel is always with the pressure in the reaction space at a pressure level.

Erfindungsgemäß wird von dieser Stickstoffzuführung eine zusätzliche Verbindungsleitung zum Spalt hinter dem Kühlschirm geschaffen. Wird jetzt der Reaktionsraum bespannt, so steigt gleichzeitig auch der Druck im Spalt hinter dem Kühlschirm mit an. Hierdurch herrscht zwischen dem Reaktionsraum und dem Spalt hinter dem Kühlschirm nur eine sehr geringe Druckdifferenz. Druckschwankungen im Reaktionsraum haben damit keine Auswirkung auf den Druck im Kühlschirmspalt. Bei normaler Entspannung des Reaktors erfolgt über die Verbindungsleitung eine Strömungsumkehr, wobei Reaktionsraum wie Kühlschirmspalt gleichmäßig entspannt werden, so dass zwischen Kühlschirmspalt und Reaktionsraum keine belastende Druckdifferenz auftritt.According to the invention, an additional connecting line to the gap behind the cooling screen is created by this nitrogen supply. If the reaction space is now covered, the pressure in the gap behind the cooling screen also increases at the same time. As a result, there is only a very small pressure difference between the reaction space and the gap behind the cooling screen. Pressure fluctuations in the reaction chamber thus have no effect on the pressure in the cooling screen gap. With normal relaxing tion of the reactor takes place via the connecting line, a flow reversal, the reaction space as the cooling screen gap are uniformly relaxed, so that between the cooling screen gap and the reaction space no incriminating pressure difference occurs.

Der verwendete Stickstoff erweist sich als besonders geeignetes Medium zur Bespannung des Spaltes hinter dem Kühlschirm, da hierdurch jegliche Korrosion hinter dem Kühlschirm ausgeschlossen werden kann.Of the used nitrogen proves to be a particularly suitable medium for covering the gap behind the cooling screen, as a result any corrosion is excluded behind the cooling screen can.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist eine gleichmäßige Be- und Entspannung des Reaktionsraumes sowie des Spaltes zwischen Kühlschirm und Druckmantel geschaffen.By the measure according to the invention is a uniform loading and relaxation of the reaction space and created the gap between the cooling screen and pressure jacket.

Für schnelle Entspannungsvorgänge des Reaktionsraumes 3 zwischen dem Reaktionsraum 3 und Kühlschirmspalt 5 ist eine Entspannungssicherung 23 zwischen Kühlschirmspalt 5 und Quench raum 18 derart installiert, dass beim Überschreiten eines durch die Höhe der Sperrflüssigkeit/Wasservorlage 24 eingestellten Differenzdruckes die Sperrflüssigkeit über die untere Überströmleitung 25 in den Quenchraum 18 gedrückt wird.For fast relaxation processes of the reaction space 3 between the reaction space 3 and cooling screen gap 5 is a relaxation insurance 23 between the cooling screen gap 5 and quench space 18 installed so that when exceeding a by the height of the barrier liquid / water mask 24 set differential pressure, the barrier liquid on the lower overflow 25 in the quench room 18 is pressed.

Danach ist über den Quenchraum 18 und den Gasübergang 16 ein Druckausgleich zwischen Kühlschirmspalt 5 und Reaktionsraum 3 hergestellt, womit eine Drucküberlastung des Kühlschirmes 4 verhindert wird.After that is about the quenching room 18 and the gas transition 16 a pressure equalization between cooling screen gap 5 and reaction space 3 manufactured, whereby a pressure overload of the cooling screen 4 is prevented.

Die erfindungsgemäße Überdrucksicherung weist keine zu steuernde Elemente auf und ist somit inhärent eigensicher.The inventive overpressure protection has no elements to control and is thus inherent intrinsically safe.

Die Erfindung wird im Folgenden als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand einer Figur näher erläutert. Dabei zeigt:The Invention will be described below as an exemplary embodiment To an extent necessary for understanding on the basis of a Figure explained in more detail. Showing:

1 einen erfindungsgemäßen Vergasungsreaktor mit einem Druckausgleich zwischen Reaktionsraum und Kühlschirmspalt durch Stickstoffspülung sowie einer Entspannungssicherung mittels Tauchrohr. 1 a gasification reactor according to the invention with a pressure equalization between the reaction space and the cooling screen gap by nitrogen flushing and a stress relief by immersion tube.

Bei dem erfindungsgemäßen Reaktor besteht eine gasdichte, feste Verbindung des Kühlschirmes 4 mit dem Druckmantel 6 bzw. dem oberen Reaktorflansch, wodurch der Kühlschirmspalt 5 und der Vergasungsraum 3 getrennte Räume bilden.In the reactor according to the invention, there is a gas-tight, firm connection of the cooling screen 4 with the pressure jacket 6 or the upper reactor flange, whereby the cooling screen gap 5 and the gasification room 3 form separate spaces.

Am Kopf des Reaktors ist ein Kombibrenner angeordnet, der aus einem zentralen Pilotbrenner 1 und einem um diesen angeordneten Hauptbrenner 2 besteht. Zur Inbetriebnahme wird der Pilotbrenner 1 gezündet und anschließend der Druck im Reaktionsraum langsam auf den Betriebsdruck bis ca. 80 bar erhöht. Durch die erfindungsgemäße Trennung des Reaktionsraumes 3 und des Kühlschirmspaltes 5, um eine Hinterströmung bzw. einen Gasaustausch zu vermeiden, würde hierbei nur der Reaktionsraum 3 bespannt und der Kühlschirmspalt 5 bleibt drucklos. Durch den hohen Reaktionsraumdruck bis 80 bar wird der Kühlschirm 4 nur mit Innendruck belastet, was zur Zerstörung führen würde.At the head of the reactor, a combination burner is arranged, which consists of a central pilot burner 1 and a main burner arranged around it 2 consists. Commissioning will be the pilot burner 1 ignited and then the pressure in the reaction chamber slowly increased to the operating pressure to about 80 bar. By the separation of the reaction space according to the invention 3 and the cooling screen gap 5 In order to avoid a backflow or a gas exchange, this would only the reaction space 3 covered and the cooling screen gap 5 remains pressureless. Due to the high reaction space pressure up to 80 bar, the cooling screen becomes 4 only loaded with internal pressure, which would lead to destruction.

Aus diesem Grund wird auch der Kühlschirmspalt 5 hinter dem Kühlschirm 4 druckgleich mit bespannt, um den Differenzdruck zwischen beiden Räumen gering zu halten.For this reason, the cooling screen gap is also 5 behind the cooling screen 4 pressure equal with covered to keep the differential pressure between the two rooms low.

Als Medium zur gleichzeitigen Bespannung des Kühlschirmspaltes 5 hinter dem Kühlschirm 4 wird Stickstoff verwendet, wodurch jegliche Korrosion hinter dem Kühlschirm ausgeschlossen wird.As a medium for simultaneous covering of the cooling screen gap 5 behind the cooling screen 4 Nitrogen is used, which eliminates any corrosion behind the cooling screen.

Zur Inbetriebnahme des Reaktors wird der Pilotbrenners 1 gezündet. Dieser Pilotbrenner 1 beinhaltet einen freien Kanal, der dauerhaft mit Stickstoff über die Zuführungsleitung 9 gespült und durch den der Pilotbrenner 1 mit einer optischen Flammenüberwachung überwacht wird.To commission the reactor of the pilot burner 1 ignited. This pilot burner 1 includes a free channel that is permanently filled with nitrogen via the supply line 9 flushed and through the pilot burner 1 is monitored with an optical flame monitoring.

Während der gesamte Betriebsphase zwischen Pilotbrennerzündung bei ca. 3 bar und Dauerbetrieb des Hauptbrenners 2 bis 80 bar ist diese Stickstoffzuführung 9 immer mit dem Druck im Reaktionsraum 3 auf einem Druckniveau.During the entire operating phase between pilot burner ignition at approx. 3 bar and continuous operation of the main burner 2 up to 80 bar is this nitrogen supply 9 always with the pressure in the reaction space 3 at a pressure level.

Erfindungsgemäß wird von dieser Stickstoffzuführung 9 eine zusätzliche Verbindungsleitung 8 zum Stutzen 7 in den Kühlschirmspalt 5 geschaffen. Wird jetzt der Reaktionsraum 3 bespannt, so steigt gleichzeitig auch der Druck im Kühlschirmspalt 5 hinter dem Kühlschirm 4 mit an. Hierdurch herrscht zwischen dem Reaktionsraum 3 und dem Kühlschirmspalt 5 nur eine sehr geringe Druckdifferenz. Druckschwankungen im Reaktionsraum 3 haben damit keine Auswirkung auf den Druck im Kühlschirmspalt 5.According to the invention of this nitrogen supply 9 an additional connection line 8th to the neck 7 in the cooling screen gap 5 created. Now the reaction space 3 covered, so also increases the pressure in the cooling screen gap 5 behind the cooling screen 4 with. This rules between the reaction space 3 and the cooling screen gap 5 only a very small pressure difference. Pressure fluctuations in the reaction space 3 have no effect on the pressure in the cooling screen gap 5 ,

Bei normaler Entspannung des Reaktors erfolgt über die Verbindungsleitung 8 eine Strömungsumkehr und Reaktionsraum 3 und Kühlschirmspalt 5 werden gleichmäßig entspannt, so dass zwischen Kühlschirmspalt 5 und Reaktionsraum 3 keine belastende Druckdifferenz auftritt.At normal relaxation of the reactor via the connecting line 8th a flow reversal and reaction space 3 and cooling screen gap 5 are evenly relaxed, leaving between cooling screen gap 5 and reaction space 3 no stressful pressure difference occurs.

Der Rohgasabgang 19 ist zum einen mit einer Gasabgangsarmatur 20 verbunden, über das das Rohgas aus dem Quenchraum 18 einer weiteren Verwertung regelmäßig zugeführt wird und zum anderen mit einer Entspannungsarmatur 21 verbunden, über das eine Notentspannung des Vergasungsreaktors in einen Auffangbehälter oder in die Atmosphäre möglich ist. Überschreitet der Druck in dem Vergasungsreaktor einen vorgegebenen Grenzwert wird die Gasabgangsarmatur 20 geschlossen und die Entspannungsarmatur 21 geöffnet.The raw gas outlet 19 is on the one hand with a gas outlet fitting 20 connected, over which the raw gas from the Quenchraum 18 a further utilization is regularly fed and the other with a relaxation valve 21 connected via the emergency relaxation of the gasification reactor in a collecting container or in the atmosphere is possible. If the pressure in the gasification reactor exceeds a predetermined limit value, the gas outlet fitting 20 closed and the relaxing armature voltage 21 open.

Im Falle einer schnellen Notentspannung des Reaktionsraumes 3 würde die Verbindung über die Leitungen 8 und 9 für einen Druckausgleich allein nicht ausreichen.In the case of a rapid emergency release of the reaction space 3 would connect over the wires 8th and 9 not sufficient for pressure equalization alone.

Für diesen Notfall ist erfindungsgemäß zusätzlich eine mit einem Tauchrohr ausgebildete Entspannungssicherung 23 angeordnet, die über eine obere Verbindungsleitung 22 druckdicht mit dem Kühlschirmspalt 5 verbunden ist und die über eine untere Überströmleitung 25 druckdicht mit dem Quenchraum 18 verbunden ist. Getrennt werden beide Verbindungsleitungen – obere und untere Überströmleitung 22 und 25 – durch eine Sperrflüssigkeit, ausgeführt als Wasservorlage 24.For this emergency, the invention additionally designed with a dip tube relaxation protection 23 arranged over an upper connecting line 22 pressure-tight with the cooling screen gap 5 is connected and the via a lower overflow 25 pressure-tight with the quenching chamber 18 connected is. Separate both connecting lines - upper and lower overflow line 22 and 25 - By a barrier liquid, designed as a water mask 24 ,

In der Entspannungssicherung 23 ist ein mit der Sperrflüssigkeit gefülltes becherförmiges Gefäß 26 angeordnet, in das die obere Überströmleitung 22 eintaucht. Mit steigendem Druck in der oberen Überströmleitung 22 gegenüber der unteren Überströmleitung 25 wird die Sperrflüssigkeit 24 in der oberen Überströmleitung nach unten gedrückt, bis die in dem becherförmigen Gefäß ansteigende Sperrflüssigkeit über den Becherrand in die untere Überströmleitung 25 überläuft. In der Figur ist mittels der Höhen der Sperrflüssigkeit in der oberen Überströmleitung und dem becherförmigen Gefäß dargestellt, dass in dem Kühlschirmspalt 5 ein geringer Überdruck gegenüber dem Druck im Quenchraum 18 anliegt.In the relaxation protection 23 is a cup-shaped vessel filled with the barrier fluid 26 arranged, in which the upper overflow line 22 dips. With increasing pressure in the upper overflow line 22 opposite the lower overflow line 25 becomes the barrier fluid 24 pressed down in the upper overflow until the rising in the cup-shaped vessel barrier liquid on the cup edge in the lower overflow 25 overflows. In the figure, by means of the heights of the barrier liquid in the upper overflow line and the cup-shaped vessel shown that in the cooling screen gap 5 a slight overpressure compared to the pressure in the quenching chamber 18 is applied.

Bei einer Notentspannung, d. h. in Fällen in denen der Druckausgleich über die Leitung 8 nicht mehr gewährleistet werden kann, steigt der Druck im Kühlschirmspalt 5 gegenüber dem Reaktionsraum 3 und wegen der Verbindung 16 zwischen dem Reaktionsraum 3 und dem Quenchraum 18 auch gegenüber dem Quechraum 18. Dadurch wird die Wassersäule durch die obere Über strömleitung 22 in der Entspannungssicherung 23 nach unten gedrückt. Wird der über die Höhe der vorgelegten Wassersäule 24 eingestellte Differenzdruck überschritten, wird das Wasser über die untere Überströmleitung 25 in den Quenchraum 18 gedrückt. Dadurch erfolgt via Quenchraum 18 und Gasübergang 16 ein sofortiger Druckausgleich zwischen Kühlschirmspalt 5 und Reaktionsraum 3 und eine Drucküberlastung des Kühlschirmes 4 wird verhindert.In an emergency release, ie in cases where the pressure equalization via the line 8th can no longer be guaranteed, the pressure in the cooling screen gap increases 5 opposite the reaction space 3 and because of the connection 16 between the reaction space 3 and the quench room 18 also opposite the Quechraum 18 , As a result, the water column through the upper overflow line 22 in the relaxation protection 23 pressed down. Will the over the height of the submitted water column 24 If the set differential pressure is exceeded, the water is transferred via the lower overflow line 25 in the quench room 18 pressed. This is done via quenching room 18 and gas transition 16 an immediate pressure equalization between the cooling screen gap 5 and reaction space 3 and a pressure overload of the cooling screen 4 will be prevented.

11
Pilotbrennerpilot burner
22
Hauptbrennermain burner
33
Reaktionsraumreaction chamber
44
Kühlschirmcooling screen
55
KühlschirmspaltCooling screen gap
66
Druckmantelpressure shroud
77
N2-Zuführungsstutzen in KühlschirmspaltN2 feedblock in cooling screen gap
88th
N2-Verbindungsleitung zwischen Pilotbrenner und Stutzen 7 N2 connecting line between pilot burner and nozzle 7
99
N2-Zuführung zum PilotbrennerN2 feed to the pilot burner
1010
1111
1212
1313
1414
1515
1616
Gasübergang vom Reaktions- zum QuenchraumGas transition from the reaction to the quenching room
1717
QuenchwasserdüsenQuenchwasserdüsen
1818
Quenchraumquench
1919
Rohgasabgangcrude gas
2020
GasabgangsarmaturGas outlet fitting
2121
Entspannungsarmaturrelaxation fitting
2222
Obere Überströmleitung zur EntspannungssicherungUpper overflow line for relaxation protection
2323
Entspannungssicherungrelaxation assurance
2424
Sperrflüssigkeit/WasservorlageSealing liquid / water trap
2525
Untere Überströmleitung zur EntspannungssicherungLower overflow line for relaxation protection
2626
Becherförmiges Gefäß in der Entspannungssicherungcup shaped Vessel in the relaxation protection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19718131 A1 [0004] DE 19718131 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - J. Carl u. a., NOELL-KONVERSIONSVERFAHREN, EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik GmbH 1996, Seiten 32–33 [0004] - J. Carl et al., NOELL CONVERSION PROCESS, EF publishing house for energy and environmental technology GmbH 1996, pages 32-33 [0004]

Claims (5)

Reaktor zur Vergasung von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen im Flugstrom bei Temperaturen zwischen 1200 und 1900°C und Drücken zwischen Umgebungsdruck und 10 MPa (100 bar), bei dem – ein Kühlschirm (4) gasdicht in einen Druckmantel (6) eingebaut ist, – zwischen Kühlschirm und Druckmantel ein Kühlschirmspalt (5) besteht, – ein Brenner (1) mit einem Stickstoff-gespülten Überwachungskanal angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Überwachungskanal und Kühlschirmspalt eine Verbindung (8) angeordnet ist.Reactor for the gasification of solid, liquid and gaseous fuels in the flow stream at temperatures between 1200 and 1900 ° C and pressures between ambient pressure and 10 MPa (100 bar), in which - a cooling screen ( 4 ) gas-tight in a pressure jacket ( 6 ), - a cooling screen gap between the cooling screen and the pressure jacket ( 5 ), - a burner ( 1 ) is arranged with a nitrogen-purged monitoring channel, characterized in that between the monitoring channel and cooling screen gap a connection ( 8th ) is arranged. Reaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Entspannungssicherung (23) zwischen Kühlschirmspalt (5) und Quenchraum (18) druckdicht verbunden ist.Reactor according to claim 1, characterized in that a relaxation protection ( 23 ) between the cooling screen gap ( 5 ) and quench space ( 18 ) is connected pressure-tight. Reaktor nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine Entspannungssicherung (23) zwischen Kühlschirmspalt (5) und Quenchraum (18) derart installiert ist, dass beim Überschreiten eines durch die Höhe der Sperrflüssigkeit/Wasservorlage (24) eingestellten Differenzdruckes die Sperrflüssigkeit über die untere Überströmleitung (25) in den Quenchraum (18) gedrückt wird.Reactor according to claim 2, characterized in that a relaxation protection ( 23 ) between the cooling screen gap ( 5 ) and quench space ( 18 ) is installed in such a way that when exceeding a height by the height of the barrier liquid / water ( 24 ) set the barrier fluid via the lower overflow ( 25 ) into the quench space ( 18 ) is pressed. Reaktor nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungssicherung (23) ein mit der Sperrflüssigkeit/Wasservorlage (24) füllbares becherförmiges Gefäß (26) aufweist, in das eine mit dem Kühlschirmspalt druckdicht verbundene obere Überströmleitung (22) eintaucht.Reactor according to one of the preceding claims 2 to 3, characterized in that the expansion protection ( 23 ) with the barrier liquid / water mask ( 24 ) fillable cup-shaped vessel ( 26 ), in which a pressure-tightly connected to the cooling screen gap upper overflow ( 22 immersed). Reaktor nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Herausdrücken der Sperrflüssigkeit 24 über den Quenchraum (18) und den Gasübergang (16) ein Druckausgleich zwischen Kühlschirmspalt 5 und Reaktionsraum 3 hergestellt ist.Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that with the pushing out of the barrier liquid 24 about the quenching room ( 18 ) and the gas transition ( 16 ) a pressure equalization between the cooling screen gap 5 and reaction space 3 is made.
DE200910005857 2009-01-23 2009-01-23 Reactor for gasification of e.g. gaseous fuel, in entrained flow, has joint arranged between monitoring channel and cooling screen opening, and tension safety device connected between opening and quench ring in pressure tight manner Ceased DE102009005857A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910005857 DE102009005857A1 (en) 2009-01-23 2009-01-23 Reactor for gasification of e.g. gaseous fuel, in entrained flow, has joint arranged between monitoring channel and cooling screen opening, and tension safety device connected between opening and quench ring in pressure tight manner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910005857 DE102009005857A1 (en) 2009-01-23 2009-01-23 Reactor for gasification of e.g. gaseous fuel, in entrained flow, has joint arranged between monitoring channel and cooling screen opening, and tension safety device connected between opening and quench ring in pressure tight manner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009005857A1 true DE102009005857A1 (en) 2010-07-29

Family

ID=42282537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910005857 Ceased DE102009005857A1 (en) 2009-01-23 2009-01-23 Reactor for gasification of e.g. gaseous fuel, in entrained flow, has joint arranged between monitoring channel and cooling screen opening, and tension safety device connected between opening and quench ring in pressure tight manner

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009005857A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19718131A1 (en) 1997-04-29 1998-11-05 Krc Umwelttechnik Gmbh Regeneration of black liquor from wood digester

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19718131A1 (en) 1997-04-29 1998-11-05 Krc Umwelttechnik Gmbh Regeneration of black liquor from wood digester

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Carl u. a., NOELL-KONVERSIONSVERFAHREN, EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik GmbH 1996, Seiten 32-33

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007051077B4 (en) Air flow carburettor with cooling screen and inner water jacket
DE102007045322B4 (en) Air flow carburetor with cooling screen and sliding seal
DE202007018721U1 (en) Air flow carburettor with cooling screen and corrugated tube compensator
DE102014201890A1 (en) Cooling and washing of a raw gas from the entrained flow gasification
DE202009012134U1 (en) Apparatus for carrying out high-temperature gasification processes
DE202008016515U1 (en) Air flow gasifier with fixed cooling screen and steam generation
DE2946759A1 (en) METHOD AND ARRANGEMENT FOR CONTINUOUS SAMPLING OF RAW GASES
EP0056830B1 (en) Hazard avoiding or diminishing method for an installation and its environment due to reacting mixtures
DE102016218855A1 (en) Freiraumquench with self-cooling, mehrmanteligem central tube
DE102009005856A1 (en) Device for pressure equalization between the reaction chamber and the cooling screen gap in an air flow gasifier with a firmly welded-in cooling screen
DE102009005857A1 (en) Reactor for gasification of e.g. gaseous fuel, in entrained flow, has joint arranged between monitoring channel and cooling screen opening, and tension safety device connected between opening and quench ring in pressure tight manner
EP3491107B1 (en) Cooling screen with variable pipe diameter for high gasifier power
EP2459685A2 (en) Gasification reactor for producing crude gas
DE102010009514A1 (en) Reactor for reactions at high pressure and high temperature and its use
DE102016218854A1 (en) Freiraumquench with self-cooling, einmanteligem central tube
DD157409A3 (en) PROCESS FOR EMERGENCYING REACTION GASES
DD239000A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR SAFE COOLING OF PRESSURE GAS GENERATORS
DE102010040227B4 (en) Air flow gasifier with gas cushion for firmly welded cooling screen
WO2025031707A1 (en) System and method for operating a system
DE2332629A1 (en) SHUT-OFF DEVICE FOR GAS PIPES
DE102008060438A1 (en) Reactor for gasification of solid and liquid fuels into air stream, has heat absorbing tubes and pressure casing, where gaps between heat absorbing tubes and pressure casing are filled with solid
DE202025103247U1 (en) Piping system of an auxiliary steam main pipe for boilers
DD200681A1 (en) PROCESS FOR EMERGENCY SHUT-OFF OF GASING REACTORS
DE102010025761A1 (en) Reactor for auto-thermal gasification of e.g. ash-containing fuel, has cooling jacket with shaft profile, and cooling space between pressure jacket and cooling jacket and filled with cooling fluid, where space is operated in boiled state
DE102008028388A1 (en) Reactor for airborne current gasification for drive with powdery or liquid fuels, has multiple gasification burners, which are arranged to reactor axle in rotationally symmetric manner

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final