DD210925A1 - Druckentaschung eines kohlevergasungsreaktors - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Reaktoren zur Gaserzeugung aus festen Brennstoffen besonders aus Kohle. Ziel der Erfindung ist es, die stoeranfaelligen und reparaturintensiven Baugruppen der bekannten Entaschungsvorrichtungen abzuloesen und Aufgabe, die anfallende Asche mit Hilfe des Reaktordruckes direkt in die Aschetransportleitung einzuleiten. Dazu wird die innerhalb des Reaktors auf definierte Korngroesse zerkleinerte Schlacke in eine unterhalb des Kohlevergasungsreaktors angeordnete und gegen diesen offene, zu 75-90 % ihres Volumens mit Fluessigkeit gefuellte Ascheschleuse gegeben. Im Unterteil dieser Ascheschleuse ist eine Zellenradschleuse und eine mit ihrer Spuelwirkung gegen diese Zellenradschleuse gerichtete Druckwasserleitung angeordnet. D. in der Ascheschleuse anstehende foerderfaehige Medium wird ueber eine Aschebreileitung, in der eine Feststoffdichtemessung installiert ist, in eine Aschetransportleitung gefahren. Anwendbar ist die Loesung vorrangig in der Festbrettdruckvergasung.

Description

Titel der Erfindung Druckentaschung eines Kohlevergasungsreaktors Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Kohledruckvergasung im Festbett, speziell die Entaschung der entsprechenden Reaktoren

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Kohledruckvergasung fester Brennstoffe« ζ. Β· Brikett oder Rohkohle, erfolgt derzeitig die Entaschung über die Baugruppen Ascheschleuse mit Verschlußelementen* Aschefallkammer, Kratzerkette, Schlackebrecher, Spülrinne mit Pumpenzulaufschacht, Aschebreipumpen und hydraulische Aschetransportleitung, wobei die Ablöschung der trockenen Asche mit Wasser in der Kratzerkette durch die eintauchende Aschefallkammer vorgenommen wird·

ta tritt ein großer Verschleiß in den o. g. Baugruppen auf, der häufig zu Störungen und zum Ausfall der gesamten Entaschungsanlage führt· Ein weiterer Nachteil liegt darin* daß das Aschegemisch in der Ascheschleuse vor dem Ausbringen auf Atmosphärendruck entspannt und dann für den weiteren hydraulischen Transport durch die Aschebreipumpen wieder auf den

Förderdruck des Aschetransportsystems gebracht werden muß.

im CS-Patent Nr. 124440 wird eine kontinuierliche Ausschieu- * sung der Asche aus einer wassergefüllten Ascheschleuse vorgeschlagen. Die Lösung ist dadurch gekennzeichnet« daß in der „ Ascheschleuse ein Schlackebrecher angeordnet ist« und daß der Ascheaustrag über ein Ascheaustragsorgan in eine drucklose Aschespülrinne erfolgt· der Nachteil der vorgeschlagenen Lösung liegt in der unzugänglichen Anordnung des Schlackebrechers und in der nur mit großem Aufwand zu realisierenden Druckabdichtung des Austragsorganes. j

Im DD-&P 116259 wird ein Verfahren zur Ascheentfernung bei Vergasungsverfahren beschrieben« bei dem die Asche in einen mit Wasser gefüllten Behälter fallt* der unter dem Kohlevergasungsreaktor angeordnet und mit diesem direkt verbunden ist. Der Ascheaustrag erfolgt über ein ventilloses senkrechtes Rohr, das durch seine Höhe den Generatordruck ausgleicht· Der Nachteil dieser Lösung besteht darin« daß der Druckausgleich über ein senkrecht angeordnetes Rohr nur bei geringen Reaktordrücken beherrschbar ist.

In der OE-OS 2455127 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem _w der Unterteil des Reaktors mit Wasser gefüllt ist und die Abführung von Asche über einen Schleusenbehälter erfolgt in der Art* daß unter Zuhilfenahme eines Druckausgleichbehalters die Schleuse ind das Rohrleitungssystem mit Inertgas gespült werden*

* Die vorgeschlagene Lösung hat den Nachteil des großen apparate« technischen Aufwandes und des enormen Zeitaufwandes für die benötigten Spülvorgänge, wodurch eine hohe Reaktorleistung mit einer kurzen Entaschungsfolge nicht gefahren werden kann. Eine weitere Lösung zur Aschenentfernung aus einem unter Druck stehenden Wasserbehälter ist in der DE-OS 2506161 beschrieben.

Unter einem Wasserbehälter» der unter Reaktordruck steht und gegebenenfalls im Reaktorunterteil realisiert sein kann» ist eine Aufschwemmvorrichtung angeordnet, in der eine Druck reduzierung und ein ständiger Austrag eines durch die Siebtrennung gebildeten Feinasche-Wassergemisches Ober ein Drosselventil erfolgt» Bei grobstückiger Schlacke kann eine Schlackebrechvorrichtung zusätzlich angeordnet werden· Nachteilig sind bei der vorgeschlagenen Lösung der Druckabbau auf Atmosphärendruck im Drosselventil und der damit verbundene große Verschleiß und die Kompliziertheit und Störanfälligkeit der Aufschwemmvorrichtung·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die störanfälligen und reparaturintensiven Baugruppen der bekannten Entaschungen durch eine neue, den Druck des Kohlevergasungsreaktors ausnutzende Vorrichtung zu ersetzen, um somit den Gesamtprozeß effektiver zu gestalten·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es« die im Kohlevergasungsreaktor anfallende Asche mit Hilfe des Reaktordruckes sofort in die Aschetransport leitung einzuleiten· Die bisherige, in Großreaktoren praktizierte aufwendige Ausschleusung der Asche aus der

Ascheschleuse bei Atmpsphärendruck soll ebenso wie die erneute

Drucksteigerung für den weiteren hydraulischen Transport mittels der Aschebreipumpen entfallen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unterhalb des Kohlevergasungsreaktors, in dem die anfallende Schlacke unter Ausnutzung der zur Rostdrehung eingeleiteten Kraft auf definierte Korngröße zerkleinert wird» eine zu ca· 75 - 90 % ihres Volumens mit einer Flüssigkeit, vorrangig mit Wasser gefüllten Ascheschleuse angeordnet wird.

Diese Ascheschleuse weist gegenüber dem Kohlevergasungsreaktor

kein oberes Abschlußorgan auf· Im Unterteil dieser mit Flüssigkeit gefüllten Ascheschleuse ist eine Zellenradschleuse installiert» oberhalb derer eine Druckwasserleitung mit gegen diese gerichteter Spülrichtung einmündet· Zum unteren Abschluß der Ascheschleuse ist ein unterer Ascheschleusenverschluß angeordnet· Die Zellenradschleuse kann auch durch eine in der Aschebreileitung installierte Drosseleinrichtung ersetzt werden.

Die technologisch auf die Ascheschleuse folgende Aschebreiieitung weist eine zusätzliche Spülmöglichkeit und eine Feststoffdichtemessung auf und mündet in eine Aschetransportleitung ein* Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch folgende Schritte gekennzeichnet. Durch das Wasservolumen in der unter dem Kohlevergasungsreaktor befindlichen Ascheschleuse wird der Gasraum dieses Kohlevergasungsreaktors von der Ent» aschungsleitung sicher getrennt. Die infolge der Bewegung des

Drehrostes aus dem Kohlevergasungsreaktor ausgetragene trockene Asche, die mit Schlacke durchsetzt ist, wird unmittelbar unter- : halb des Drehrostes oder in Höhe der Hohlwelle zerkleinert. Das Gemisch von zerkleinerten Schlackestücken mit einer Kantenlänge beispielsweise von ca* 5 cm und feiner Asche, welches für die hydraulische Förderung nicht weiter aufbereitet zu werden

_ braucht« fällt infolge ihrer Schwerkraft direkt in das Wasser der Ascheschleuse, wird abgelöscht und sinkt zu Boden· Der entstehende Dampf entweicht über den Drehrost nach oben in den Kohlevergasungsreaktor und mischt sich mit dem Vergasungsmittel. Im Unterteil der Ascheschleuse ist eine Zellenschleuse ange» ordnet, welche als Austragshilfe dient und welche die Druckdifferenz zwischen Reaktordruck und dem Druck der hydraulischen Entaschungsleitung aufrecht hält· Es ist auch möglich, unter Wegfall der Zellenradschleuse den Aschebrei direkt auszuschleusen, wobei der Druck der Ascheschleuse» identisch mit dem Reaktordruck, in einer Drosselstelle der Aschebreileitung auf den erforderlichen Förderdruck der Aschetransportleitung reduziert wird.

Der Aschebrei wird also kontinuierlich über die Aschebreileitung ausgetragen« in die Aschetransportleitung eingeleitet und mit dem Fördermedium Wasser gemischt« welches durch eine Klarwasserpumpe auf den erforderlichen Förderdruck ge- ^v bracht wird· Die ständige Wasserabführung aus der Ascheschleuse zur Bildung des Aschebreies muß kontinuierlich ergänzt _v werden« was durch eine in das Unterteil der Ascheschleuse

/~~~~~—Nrneinführende und nach unten abgewinkelte druckwasserleitung mit Hilfe einer Druckwasserpumpe erfolg/t· Oie Mengenregelung der Druckwasserzugabe wird über die obere Strahlenschranke in der Ascheschleuse gesteuert· Der Maximalfüllstand des Aschebreies wird durch die untere Strahlenschranke angezeigt und es wird ein Impuls zur verstärkten Aschebreiabförderung gegeben. Die Aschebreiabzugsemenge wird über die Drehzahl des Zellenrades« bzw· falls nur über die Drosseleinrichtung gefahren wird, mit der Drosseleinrichtung durch den eingestellten Differenzdruck eingestellt« Die Verringerung des Aschebreiabzuges wird dann eingeleitet, wenn die Feststoffdichteroessung in der Aschebreileitung wieder Minimalwerte anzeigt· Über einen installierten Spülanschluß kann die Aschebreileitung bei Verstopfungen mit Druckwasser bzw· gegebenenfalls mit Dampf gespült werden. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich insbesondere dadurch - aus, daß die Ausbringung von Asche aus der Ascheschleuse kontinuierliche unter Ausnutzung des Kohlereaktordruckes erfolgt.

Ausführungsbeispiel

Im folgenden soll die Erfindung anhand zweier Zeichnungen, die je für ein Ausführungsbeispiel stehen, näher erläutert werden. Beide Zeichnungen zeigen scheimatisch die erfindungsgemäßen Lösungen.

Figur 1 zeigt die Druckentaschung mit Zellenradschleuse« , Figur 2 zeigt die Druckentaschung mit Drosseleinrichtung.

Beispiel 1: Unter dem Kohlevergasungsreaktor 1 ist eine Ascheschleuse 4 j

angeordnet» in der sich zu 75 - 90 % ihres Volumens Wasser befindet·

Der Flüssigkeitsstand wird durch die obere Strahlenschranke in Verbindung mit der Druckwasserpumpe 12 auf eine konstante Höhe gehalten.

Durch das Wasservolumen wird der Gasraum des Kohlevergasungs« reaktors 1 von der Aschebreileitung 7 gasdicht getrennt. Die aus dem Kohlevergasungsreaktor 1 anfallende trockene Asche« die mit Schlackestücken durchsetzt ist« wird durch den Drehrost 2 ausgetragen und fällt in den Brechspalt der Brecheinrichtung 3· Während die großen Schlackestücke» beispielsweise über 5 cm Kantenlänge« gebrochen werden« fällt die feine Asche direkt durch den Brechspalt· Die Aschemischung« welche aus gebrochenen Schlackestücken und feiner Asche besteht und ein hydraulisch förderfähiges Gut darstellt« gelangt infolge ihrer Schwerkraft in das Wasser der Ascheschleuse 4« wird abgelöscht und sinkt nach unten· 0er entstehende Dampf entweicht über den Drehrost 2 nach oben in den Kohlevergasongsreaktor i und mischt sich mit dem Vergasungsmittel·

Der Austrag des Aschebreies« der sich aus Druckwasser und

Asche zusammensetzt« erfolgt über eine Zellenradschleuse 5· Die Zellenradschleuse 5 trennt die unter Reaktordruck stehen« de Ascheschleuse 4 mit beispielsweise 2«6 MPa von der unter dem Förderdruck der Aschetransportleitung 9 stehende Asche« breileitung 7 mit beispielsweise 1*2 MPa* wobei die sich einstellenden Undichtheiten nur eine untergeordnete Rolle spielen. Weiterhin dient die bekannte Zellenradschleuse 5 als Austragshilfe und Dosiereinrichtung zur kontinuierlichen Aschebeaufschlagung der hydraulischen Aschetransportleitung

1Θ5 Der Aschebrei wird kontinuierlich über die Aschebreileitung 7 aus der Ascheschleuse 4 ausgetragen und in die Aschetransportleitung 9 eingeleitet, in einer bekannten Mischeinrichtung wird der Aschebrei dem Fördermedium Wasser der Aschetransportleitung 9« das durch die Klarwasserpumpe 8 auf den erforder- liehen Förderdruck gebracht wird* beigemischt· Bei der Ascheabförderung mehrerer Kohlevergasungsreaktoren 1 kann bei einer über Rechner gesteuerte Austragsfolge die wassermenge der Klarwasserpumpe 8 stark reduziert bzw· bei Einregeiung der Dichte des Aschebreies durch die Feststoffdichtemessung 16 zeit-

"95 weilig abgestellt werden.

Die kontinuierliche Wasserabführung aus der Ascheschleuse zur Bildung des Aschebreies wird durch eine ständige Wasserzugabe

ergänzt» die durch die Druckwasserleitung 11 erfolgt· Für das i

benötigte Druckwasser wird der Druck, der größer ist als der Reaktordruck, durch die Druckwasserpumpe 12 erzeugt. Die zugeführte Druckwassermenge wird über die obere Strafrlenschranke 14 geregelt in der Art« daß der Wasserstand ständig auf dem oberen Stand gehalten wird.

Die Menge des abgeführten Aschebreies wird durch die Drehzahl der Zellenradschleuse 5 eingestellt· Wenn die untere Strahlen- \ schranke 13 eine verstärkte Ablagerung von Asche anzeigt« muß Γ die Austragsmenge von Aschebrei verstärkt werden und wenn die Feststoffdichtemessung 16 fast sauberes Wasser anzeigt« kann die Austragsmenge wieder verringert werden« Bei Verstopfung der Aschebreileitung 7 kann Ober die Spül- : wasserleitung 10 mit Druckwasser und gegebenenfalls auch mit Dampf gespült werden·

Beispiel 2:

Der wesentliche Aufbau der Druckentaschung entspricht dem *" nach Beispiel 1· Im Unterteil der Ascheschleuse 4 ist kein

Zellenrad installiert. Die Ascheschleuse ist hiernach nur : mittels des unteren Ascheschleusenverschlusses 6 von der

Aschebreileitung 7 zu trennen· In der Aschebreileitung ist

nach der Feststoffdichtemessung 16 eine Drosseleinrichtung 15 angeordnet« mit deren Hilfe die Menge des abgeführten Aschebreis durch Veränderung des eingestellten Differenzdruckes zwischen Ascheschleuse 4 und Aschetransportleitung 9 eingestellt wird.

Claims (3)

Erfindungsanspruch

1· Druckentaschung eines Kohlevergasungseraktors, der unter erhöhtem Druck arbeitet und unter Verwendung einer innerhalb dieses Reaktors unterhalb des Drehrostes oder in Höhe der Hohlwelle angeordneten Brecheinrichtung und zur kontinuierlichen Ascheentfernung» dadurch gekennzeichnet« daß unterhalb des Kohlevergasungsreaktors (1) eine gegen diesen offene» zu 75 - 90 % ihres Volumens »it Flüssigkeit/ insbesondere mit Wasser, gefüllte Ascheschleuse (4) angeordnet ist« in deren Unterteil eine Zellenradschleuse (5) und eine mit Spülrichtung gegen die Zellenradschleuse (5) wirkende Druckwasserleitung (11) mit vorgeschalteter Druckwasserpumpe (12) vorhanden sind« daß als Abschlußorgan gegenüber der Aschebreileitung (7) ein unterer Ascheschleusenverschluß (6), der während des Normalbetriebes geöffnet bleibt, angeordnet ist« daß in der Aschebreileitung (7) eine Feststoffdichtemessung (16) installiert ist» und daß weiter die Aschebreileitung in eine Aschetransportleitung (9) mit vorgeschalteter Klarwasserpumpe (8) mündet.

2· Druckentaschung nach Punkt 1« dadurch gekennzeichnet« daß das Unterteil der Ascheschleuse (4) außer der in ihrer Spülrichtung gegen den Abfluß aus der Ascheschleuse (4) gerichteten Druckwasserleitung (11) keine Einbauten aufweist« und daß aber in der Aschebreileitung (7) in technologischer Reihenfolge nach der Feststoffdichtemessung (16) eine Drosseleinrichtung (15) angeordnet ist·

3. Druckentaschung nach Punkt 1 und 2« dadurch gekennzeichnet« daß in die Aschebreileitung (7) eine Spülwasserleitung (10) oder eine andere Spülmöglichkeit einmündet* (Hierzu 2 Blatt Zeichnung)

-Seiten Zeichnungen