DE3120238A1

DE3120238A1 - Reaktor zur flugstromvergasung

Info

Publication number: DE3120238A1
Application number: DE3120238A
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. 4200 Oberhausen Maurer
Original assignee: Deutsche Babcock Anlagen AG
Current assignee: Deutsche Babcock Anlagen AG
Priority date: 1981-05-21
Filing date: 1981-05-21
Publication date: 1982-12-09
Also published as: ZA821061B

Description

3120236

Reaktor zur Flugstromvergasung

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur Plugstromvergasung von feinkörnigen Brennstoffen bei erhöhtem Druck und einer oberhalb der SehneIztemperatur der in den Brennstoffen enthaltenen Äsche liegenden Temperatur, wobei der Reaktor senkrecht angeordnet und aus gasdicht miteinander verschweißten Rohren besteht, die auf ihrer Innenseite mit einer feuerfesten Masse bestampft und auf ihrer Rückseite von einem Druckmantel umgeben sind und unterhalb des Reaktors ein Wasserbad 2ur Aufnahme und Kühlung der flüssigen Asche vorgesehen ist.

Bei einem solchen bekannten Flugstromvergaser (DE-AS 24 25 962) schließt sich an den oberen Teil des Reaktors ein Gasaustrittsstutzen und an den unteren Teil eine Auslaßöffnung für die flüssige Asche an. Ein Teil der bei der Vergasung der Brennstoffe entstehendenAsche wird von dem Gasstrom mitgeführt und belastet die dem Reaktor nachgeschalteten Einrichtungen. Dör andere Teil der geschmolzenen Asche fließt in dem Maße, wie er entsteht, über eine Abtropfkante in ein Wasserbad. Bei geringerem Ascheanfall entsteht bei der Granulation im Wasserbad ein erhöhter Anteil an Schwimmstoffen, die nur schwer aus einer an das Wasserbad angeschlossenen Schleuse entfernt werden können.

Ein bekannter (DE-OS 29 33 716), ebenfalls mit einem Reaktor aus gasdicht miteinander verschweißten und bestampften Rohren ausgerüsteter Flugstromvergaser weist

eine gemeinsame, am unteren Ende des Reaktors angeordnete Auslaßöffnung für das Gas und die Asche auf„ Dieser Vergaser ist so ausgelegt, daß die Gastemperatur am Ende eines sich an den Reaktor anschließenden Strahlungskühlteiles unterhalb der Sintertemperatur der Asche der verwendeten Kohle liegt. Probleme mit der Abführung der flüssigen Asche treten daher bei diesem Vergaser nicht auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flugstromvergaser der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, daß er für die Vergasung von aschereichen Brennstoffen mit hohen Aschenschmelztemperaturen eingesetzt werden kann, ohne daß bei der Granulation der flüssigen Asche erhöhte Anteile an Schwimmstoffen entstehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am unteren Ende des Reaktors ein gemeinsamer, in der Längsachse des Reaktors liegender Austrittsstutzen für den Flugstrom und die flüssige Asche vorgesehen ist, daß der Austrittsstutzen aus mit einer feuerfesten Masse bestampften, gasdicht miteinander verschweißten Rohren besteht und daß zwischen dem Austrittsstutzen und der Innenwand des Reaktors ein unten geschlossener, ringförmiger Sammelraum gebildet ist. Dabei ist innerhalb des Reaktors die flüssige Schlacke an der bestampften und gekühlten Innenwand des Reaktors entlang geführt.

Bei diesem Vergaser wird die herabfließende Asche am Ende des Vergasers gesammelt und als gesammelter Strahl zentrisch durch den dem Reaktor nachgeschalteten Strahlungskühler abgeführt. Der Gasstrom im Vergaser und im

·: 312023g

Strahlungskühler ist nahezu frei von Aschetropfen. Der Aschenstrahi taucht in das Wasserbad ein. Dadurch entstehen beim Granulieren nur wenig oder keine Schwimmstoffe.

Ein Ausführungsbeispiel dar Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird to folgenden naher erläutert. Es zeigen;

Pig. 1 den Längsschnitt durch einen Vergasungsreaktor und

Fig. 2 den Schnitt 11*11 nach Fig., 1 (nicht maßstabgerecht).

Von einem Plugstromvergaser ist nur der eigentliche Vergasungsreaktor dargestellt. Dieser Reaktor 1 ist senkrecht angeordnet und weist an seinem oberen Ende eine in seiner Längsachse liegenden Eintrittsöffnung 2 auf. Durch die Eintrittsöffnung 2 wird dem Reaktor 1 über einen nicht dargestellten Brenner feinkörniger Brennstoff in Form einer Brennstoff-Luft·- oder Brennstoff-Wasser-Suspension sowie Vergasungsmittel, z.B. Sauerstoff unter Druck zugeführt. Als Brennstoff wird bevorzugt aschereiche Kohle mit einer hohen Aschenschmelztemperatur verwendet. Die Reaktionspartner durchströmen cen Innenraum des Reaktors 1 in senkrechter Richtung von oben nach unten„ wobei sie miteinander reagieren. Die Vergasungsreaktion wird so geführt, daß die Vergasungstemperatur mit etwa 1700⁰C um etwa 100⁰C oberhalb der Schmelztemperatur der in den Brennstoffen enthaltenen Asche liegt„

w A. —

Am unteren Ausgang des Reaktors 1 ist ein später noch näher 2u beschreibender Austrittsstutzen 3 vorgesehen, durch den das Produktgas und die Asche gemeinsam aus dem Reaktor 1 abgezogen werden. An den Austrittsstutzen

3 schließt sich ein nicht dargestellter Kühler, z.B. ein Strahlungskühler an, der in der Längsachse des Reaktors 1 angeordnet ist.

Die Außenwand des Reaktors 1 ist durch einen Druckmantel

4 gebildet, der außen von einer Isolierung 5 umgeben ist. Auf der Innenseite des Druckmantels 4 sind Rohre 5 vorgesehen, die durch zwischengelegte Stege 7 gasdicht miteinander verschweißt sind. Die Rohre 6 sind zur Kühlung der Innenwand des Reaktors von Dampf oder Wasser durchströmt. Der auf diese Weise erzeugte oder überhitzte Dampf wird für den Vergasungsprozeß eingesetzt. Die Rohre 6 sind auf ihrer dem Inneren des Reaktors 1 zugewandten Seite mit einer feuerfesten Masse bestampft, die gegen eine hohe Temperatur und eine reduzierende Gasatmosphäre beständig ist. Zur Halterung dieser Bestampf ung 8 sind auf die Rohre 6 Stifte 9 aufgeschweißt.

Der Austrittsstutzen 3 ist in der Längsachse des Reaktors 1 angeordnet und weist einen geringeren Innendurchmesser als der Reaktor 1 auf. Er ist ebenso wie die Wand des Reaktors 1 mit gekühlten, gasdicht miteinander verschweißten Rohren 6 versehen, auf die zum Inneren hin die Bestampfung 8 aufgebracht ist.

Die Oberkante des Austrittsstutzens 3 ist unter Bildung eines Walles 11 in das Innere des Reaktors 1 derart verlängert, daß zwischen ihm und der Innenwand des Reaktors

mm C. mm

1 ein unten geschlossener, ringförmiger Sammelraum 10 gebildet wird. Der Sammelraum 10 dient zum Auffangen der flüssigen Asche, die an der Bestampfung θ der Innenwand des Reaktors 1 entlang fließt. Dieser Aschefluß wird durch einen in der Eintrittsöffnung 2 des Reaktors 1 angeordneten Drallbrenner erreicht. Dieser Drallbrenner zwingt der Brennstoff-Suspension eine solche Bewegung auf, daß die festen Teilchen an die Bestampfung 8 der Innenwand des Reaktors 1 gedrückt werden, wobei die hocherhitzten Aschebsstandteile aufschmelzen.

In halber Höhe ist der den Sammelraum 10 nach innen begrenzende Wall 11 mit einer Ausflußöffnung 12 versehen, die zur Oberkante des Walles 11 hin offen, ist. Durch diese Ausflußöffnung 12 fließt die flüssige Asche aus dem Sammelraum 10 als gesammelter Strahl ab. Die Asche gelangt in ein Wasserbad, das unterhalb des Reaktors 1 in dessen Längsachse angeordnet ist. Hier wird die Asche granuliert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE t friT1l

1. Reaktor zur Flugstromvergasung von feinkörnigen Brennstoffen bei erhöhtem Druck und einer oberhalb der Schmal2temperatur der in den Brennstoffen enthaltenen Asche liegenden Temperatur/ wobei der Reaktor (1) senkrecht angeordnet und aus gasdicht miteinander verschweißten Rohren (6) besteht,, die auf ihrer Innenseite mit einer feuerfesten Masse bestampft und auf ihrer Rückseite von einem Druckmantel (4) umgeben sind und unterhalb des Reaktors (1) ein Wasserbad zur Aufnahm© und Kühlung der flüssigen Asche vorgesehen 1st, dadurch g e kennze ichnet , daß am unteren Ende des Reaktors (1) ein gemeinsamer, in der Längsachse des Reaktors (1) liegender Austrittsstutzen (3) für den Flugstrom und die flüssige Asche vorgesehen ist, daß der Austrittsstutsen (3) aus mit eieer feuerfesten Masse bestarnpften, gasdicht miteinander verschweißten Rohröi (6) besteht und daß zwischen dem Austrittsstutzen (3) und der Innenwand des Reaktors (1) ein unten geschlossener,, ringförmiger Sammelraum (10) gebildet ist.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet f daß öl© flüssig© Äsche an der bestampften und gekühlten Innenwand des Reaktors (1) entlang geführt ist»

■: 3120231

3« Röäktoii nach den Anepifüchen 1 und %, dadufch of e kennaeiöhnet, daß dei Austrittsstut^en {3} 2üf Bildung des SamitElraumes (10) mit einem Wall (11) versehen ist^ in dem eine Ausflußöffnung (12) vorgesehen ist«