DD210926A1 - Vorrichtung zur diskontinuierlichen druckentaschung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Vergasung zur Schlackebildung neigender Brennstoffe. Ziel der Erfindung ist es, die reparaturintensiven und stoeranfaelligen Baugruppen der Entaschung zu ersetzen und den Reaktordruck zur Entaschung zu nutzen. Das geschieht dadurch, dass unterhalb des Kohlevergasungsreaktors eine absperrbare zu ca. 75 % ihres Volumens mit Fluessigkeit gefuellte, be- u. entspannbare Ascheschleuse angeordnet ist, d. sich in derem Unterteil innerhalb der Fluessigkeit ein Ascheabzugstrichter, der mit der Aschebreileitung verbunden ist, befindet, und dass unterhalb der Ascheschleuse ein ebenfalls mit Fluessigkeit gefuellter be- und entspannbarer und oben und unten absperrbarer Schlackebehaelter angeordnet ist, in dessen Unterteil sich ein Entwaesserungsrost mit darunter befindlicher Entwaesserungsleitung befindet. Die Loesung ist in unter erhoehtem Druck betriebenen Kohlevergasungsreaktoren. Beispielsweise in Festbettdruckgasgeneratoren, anwendbar.

Description

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Titel der Erfindung Vorrichtung zur diskontinuierlichen Oruckentaechung Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung dient der Entaschung unter Druck arbeitender Kohlevergasungsreaktoren» insbesondere von Reaktoren zur Festbettvergasung von Braunkohle und/oder Briketts«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Kohledruckvergasung fester Brennstoffe, z· B« Brikett oder Rohkohle« erfolgt derzeitig die Entaschung über die Bau»gruppen Ascheschleuse mit Verschlußelementen, Aschefailkanrcer, Kratzerkette, Schlackebrecher« Spülrinne mit PumpenzuJ.au fschacht, Aschebreipumpen und hydraulische Aschetransport leitung, wobei die Ablöschung der trockenen Asche mit Wasser in der Kratzerkette durch die eintauchende Aschefallmammer vorgenommen wird·

Es 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

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Förderdruck des Aechetransportsystems gebracht werden nuß·

Im CS-Patent Nr. 124440 wird eine kontinuierliche Ausschleusung der Asche aus einer nassergefeilten Ascheschleuse vorge-schlagen· 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 Schlackebre-eher8 und in der nur mit großen Aufwand zu realisierenden Oruckabdichtung des Austragsorganes·

Im DD-WP 116259 wird ein- Verfahren zur Ascheentferoung bei Vergasungsverfahren beschrieben« bei dem die Asche in einen mit Wasser gefüllten BehSlter fällt« der unter dem Kohlevergasungsreaktor angeordnet und alt diesem direkt verbunden ist« Der Ascheaustreg erfolgt Ober 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 DE-OS 2455127 wird ein Verfahren beschrieben« bei dem der Unterteil des Reaktors mit Wasser gefüllt ist und die Abführung von Asche über einen Schleusenbehälter erfolgt in der Art« daß unter Zuhilfenahme eines Druckausgleichbehälters die Schleuse und 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 Ascheentfernung aus einem unter Druck stehenden Wasserbehälter ist in der DE-OS 2506161 beschrieben«

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Unter einem Wasserbehälter» der unter Reaktordruck steht und gegebenenfalls im Reaktorunterteil realisiert sein kann» isteine Aufschwemmvorrichtung angeordnet, in der eine Druckreduzierung und ein ständiger Austrag eines durch die Siebtrennung gebildeten Feinasche-waseergemisches über ein Drosselventil erfolgt· Bei grobstückiger Schlacke kann eine Schlackebrechvorrichtung zusätzlich angeordnet werden· Nachteilig sindbei 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

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die reparaturintensiven und störanfälligen Baugruppen der jetzigen Entaschung durch eine neue Vorrichtung zu ersetzen und den Druck des Kohlevergasungsreaktors für den hydraulischen Transport der Asche in den Spülraum auszunutzen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, die in dem Kohlevergasungsreaktor anfallende Asche mit Hilfe des Reaktordruckes oder eines reduzierten Reaktordruckes« der dann den Druck des hydraulischen Aschetransportsystems entsprechen sollte« sofort in die

Aschetransportleitung einzuleiten«

Damit entfällt die bisherige aufwendige Ausschleusung der Asche aus der Ascheschleuse bei Atmosphärendruck und die verschleißintensive erneute Drucksteigerung für den weiteren hydraulischen Transport in den Aschebreipumpen·Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß unterhalb des Kohlevergasungereaktors eine beflutete Ascheschleuse angeordnet wird» in der Einmündungen für eine Bound eine Entspannungsleitung oberhalb des FlQssigkeitsspiegels vorhanden sind· Innerhalb des befluteten Teils der Ascheschleu-

se« oberhalb des unteren Ascheschleusenverschlusses ist ein Ascheabzugstrichter* nach unten geöffnet und mit der Aschebreileitung verbunden« angeordnet· Zua Spülen des unteren Teils der Ascheschleuse ist eine Druckwasserleitung, vorhanden· Technologisch auf die mit einen unteren Ascheschleusen-

Verschluß versehene Ascheschleuse folgend ist ein be- und

entspannbarer Schlackebehälter, ebenfalls beflutet, angeordnet· überhalb seines unteren Schlackebehälterverschlusses befindet sich ein Entwässerungsrost mit angeschlossener Ent« wässerungsieitung« Unterhalb des Schlackebehölters befindetsich ein Gurtbandförderer· Ascheschleuse und Schlackebehilter sind an definierter Stelle mit Füllstandsmeßeinrichtungen für Flüssigkeit und Schlacke ausgestattet·Die üblicherweise unter dem Kohlevergasungsreaktor angeordnete Ascheschleuse ist zu etwa 75 % ihres Volumens mit einer

Flüssigkeit« vorrangig mit Wasser« gefüllt· Die durch die

Rostbewegung aus dem Kohledruckreaktor ausgetragene Asche gelangt infolge ihrer Schwerkraft durch den geöffneten oberen Ascheschleusenverschluß in die beflutete Ascheschleuse«, in der der Flüssigkeitsepiegel auf den Min«Stand durch Bespanlos nungsgasaufgabe vor dem Offnen des oberen Ascheschleusenverschlusses abgesenkt worden ist· Der Austrag der trockenen Asche aus dem Kohlevergasungsreaktor erfolgt so lange« bis der Max-Stand in der Ascheschleuse, der durch eine Strahlen» schranke radiometrisch gemessen wird« erreicht ist· Nun wirdder obere Ascheschleusenverschluß geschlossen und über die Entspannungsgasleitung bzw· über die Aschebreileitung wird der Druck der Aschesehlsuse bis auf den für den hydraulischen Transport in den Spülrausa erforderlichen Förderdruck abgesenkt·

Oetzt wird über die Aschebreiieitung, die an ihrem Ende einen senkrecht nach unten angeordneten Trichter aufweist und je nach Difterenztiruck nur ein bestimmtes Aschekornspektrum abfördert, der Aschebrei aus der Ascheschleuse ausgetragen, wobei dazu ständig Oruckwasser in den Unterteil der Ascheschleuse zur Aufwirbelung der abgesetzten Ascheteilchen und zur Ergänzung des Wasservorrates aufgegeben wird·

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Nachdem die feine Asche aus der Ascheschleuse entfernt worden ist« angezeigt durch eine radiometrische Dickstoffmessung in der Aschebreileitung» wird der untere Ascheschleusenverschlußgeöffnet und die angesammelten Schlackestücke fallen in den darunter befindlichen Schlackesammelbehälter« der ebenfalls mit Druckwasser gefüllt ist und unter dem gleichen Druck wie die Ascheschleuse steht« Nachdem die Ascheschleuse geleert worden ist« wird die Druckwassereinspeisung unterbrochen· Die Absenkung des Wasserstandes auf den Min-Stand« angezeigt durch die untere Strahlenschranke, erfolgt durch die Aufgabe von Bespannungsgas· Ist der minimale Wasserstand erreicht« so wird der untere Ascheschleusenverschluß geschlossen« und es kann durch die weitere Aufgabe von

Bespannungsgas eine Erhöhung des Druckes in der Ascheschleuse

auf den Generatordruck erfolgen· Nun kann der obere Ascheschleusenverschluß wieder geöffnet werden und der trockene Ascheaustrag aus dem Kohledruckreaktor beginnt von neuem· Durch die Entaschungsperioden füllt sich der Schlackenbehältermit Schlacke· Ist der Max-Stand« angezeigt durch die obereStrahlenschranke· erreicht« so wird das wasser« das noch mit restlicher feiner Asche vermischt ist« in dem Raum zwischen unterem Schlackebehälterverschluß und Entwässerungsrost durch die Entwässerungsleitung in die Ascheverspülleitung elngeleitet unter zu Hilfenahme eines über die Bespannungsleitung ein geleiteten Bespannungsgases· Ist der Schlackebehälter entwässert« wird der Druck im Schlackebehälter auf Atmosphärendruck abgesenkt und durch Offnen des unteren Verschlusses fällt die Schlacke auf das darunter befindliche Transportband·

Beim Erreichen des Min-Standes im Schlackebehälter wird nach

entsprechender zeitlicher Verzögerung der untere Verschluß des Schlackebehälters geschlossen und mittels Druckwasser wird der Behälter voll bis an den unteren Verschlußksgel der Ascheschleuse gefüllt mit dem Druck gleich dem der Aschebreileitung.

Die Aschebreileitung des Kohledruckreaktors bindet in eine

Sammelleitung für mehrere Generatoren und schließlich in die Aschetransportleitung nach der Klarwasserpumpe ein» so dab das

für den Förderstrom erforderliche saubere Wasser durch die Klarwasserpumpe ohne wesentlichen Verschleiß der Pumpe auf den erforderlichen Förderdruck der Aschetransportleitung gebracht wird. Über einen installierten Spülanschluß kann die Aschebreileitung bei Verstopfungen bzw· periodisch mit Druckwasser bzw» Dampf gespült werden· Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich Insbesondere dadurch aus« daß die Ausbringung von Asche aus dem Ascheschleusenbehälter unter Ausnutzung des Kohlereaktordruckes erfolgt« wobei die Schlacke gesondert ausgeschleust wird·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert werden·

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Druckentaschung mit Schlacke-

aushaltung und diskontinuierlichem Betrieb·

Unter dem Kohlevergasungsreaktor 1 ist eine Ascheschleuse 3 angeordnet» in der sich zu etwa 3/4 des Volumens eine Flüssigkeit befindet.

Die aus dem Kohlevergasungsreaktor 1 anfallende trockene Asche gelangt durch den geöffneten oberen Ascheschleusenverschluß in die beflutete Ascheschleuse 3« deren Flüssigkeitsstand vor dem Ascheeinbringen auf den Min-Stand entsprechend der Strahlen»

.80 schranke 12 durch die Aufgabe von Bespannungsgas über die Leitungen 16 und 9 abgesenkt worden ist· Es wird so lange die trockene Asch© in die beflutete Ascheschleuse 3 eingebracht, bis über die obere Strahlenschranke 11 mit der Max-Anzeige das Vollsein der Ascheschleuse signalisiert wird· Die einfallende Asche wird durch das iSfessar abgelöscht und der entstehende Dampf strömt nach oben in den Kohlevergasungsreaktor 1· Durch das Wasservolumen der Ascheschleuse 3 wird der Gasraum des Kühle« verg8sungsreaktors 1 von der Aschebreileitung 5 getrennt« Nach dem Schließen des oberen Ascheschleusenverschlusses 2 wird der Druck in der Ascheschleuse 3 über die Aschebreileitung bzw· über die Entspannungsgasleitung 10 und 17 auf den Druck abgesenkt» der erforderlich ist« den Aschebrei in die Asche·»

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transportleitung 7 einzuleiten« Der Aschebrei der Ascheschleuse wird nun über den Aschebreiabzugstrichter 4 der Aschebreileitung 5.und der Aschebreisammelleitung 24 für nehrere Genera toren in die Aschetransportleitung 7 über eine bekannte Mischeinrichtung eingebracht« wobei der Förderstrom durch die Klarwasserpumpe 6, mit sauberem wasser beaufschlagt» gebildet wird« Der Aschebreiabzugstrichter 4 weist am Einlauf ein Sieb derMaschenweite vorrangig 4 χ 4 cm zur Schlackerückhaltung auf* und je nach dem Oifferenzdruck zwischen Ascheschleuse 3 und Aschetransportleitung 7 kann ein gewünschtes Aschekronspektrum abgefördert werden· Zur ständigen Ergänzung des abgezogenen Wassers und zum Halten des oberen Wasserstandes an der oberenStrahlenschranke 11 wird Druckwasser von der Druckwasserpumpe über die Druckwasserleitung 15 in die Ascheschleuse 3 vorrangig im Unterteil eingeleitet, damit die abgesetzten Ascheteilchsn aufgewirbelt und dem Aschebreiabzugstrichter 4 zugeführt werden« Wenn die radiometrische Dickstof fanzeige 30 keinen Aschebrei mehranzeigt« ist der Entaschungsvorgang zu beenden· Falls die Strahlenschranke 13 jedoch ein Schlackelaufen in maximaler Höhe anzeigt, so wird während der Arbeitsphase des Aschebreiabzuges aus der Ascheschleuse 3 unter der Voraussetzung» daß der Druck in der Ascheschleuse 3 und dem Schlackenbehälter 20 gleich ist«der untere Ascheschleusenverschluß 8 geöffnet und die Schlacke fällt in den mit Druckwasser gefüllten Schleckebehälter 20» Ist - die Schlacke aus dem Ascheschleusenunterteil entfernt, so wird die Druckwasserzufuhr aus der Druckwasserleitung 15 unterbrochen« Der Wasserstand der Ascheschleuse 3 wird mittels Be-spannungsgas der Leitungen 9 und 16 auf den Min-Stand der unteren Strahlenschranke 12 über die Aschebreileitung 5 abgesenkt. Danach werden die Absperrarmatur in der Aschebreileitung 5 und der untere AscheschleusenverschluS 8 geschlossen und der Druck der Ascheschleuse 3 wieder auf Kohlevergasungsreaktordruck durchdas Bespannungsgas angehoben«

Nach dem Schließen der Absperrarmatur in der Bespannungsgasleitung 9 wird der euere Ascheschleusenverschluß 2 geöffnet und

die weitere Ascheabförderung aus den Kohlevergasungsreaktor erfolgt wieder bis zum Max-Stand der oberen Strahlenschranke 11· Die grobe Schlacke wird im Schlackebehälter 20 gesammelt« der Max-Stand wird über die obere Strahlenschranke 26 angezeigt* Beim Erreichen des Max-Standes wird das Oruckwasser des Schlacke· behälters 20 über die Entwässerungsleitung 23 in die Aschebreisammelleitung 24 der einzelnen Generatoren mit Hilfe von ße° spannungsgas, das über die Bespannungsleitungen 16 und 19 in den Schlackebehäiter 20 eingeleitet wird« transportiert« Für eine gründliche Entwässerung der Schlacke in der Sehlacke« schleuse 20 ist über dem unteren Schlackeschleusenverschluß ein Entwässerungsrost 21 angeordnet» welcher an der Verschluß» stange befestigt ist und bei geöffnetem Verschluß eine Entleerung des Schlackebehälters 20 auf den Gurtbandförderer 25 ermöglicht· Ist der Schlackebehälter 20 nach Anzeige der unteren Strahlenschranke 27 leer» so wird der untere Schlackebe« hälterverschluß 22 geschlossen« und mittels Oruckwasser wird über die Druckwasserleitung 29 der Schlackebehälter voll gefüllt und auf den Druck der Aschetransportleitung 7 bespannte Bei auftretenden Verstopfungen in aer Aschebreileitung 5_# der Entwässerungsleitung 23 und der Aschbreisammelleitung 24 kann über die Spülleitung 28 mit Oruckwasser bzw· Dampf gespült sserden· Der Spültakt kann auch technologisch in jede Entaschung©» periode eingebunden werden·

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch

   !•Vorrichtung zur diskontinuierlichen Druckentaschung für einen unter erhöhtem Druck arbeitenden Kohlevergasungsre« aktor zur Vergasung schlackebildender Brennstoffe« dadurch gekennzeichnet» daß unterhalb des Kohlevergasungsreaktors (1) eine von diesem durch einen oberen Ascheschleusenverschluß (2) absperrbare» zu etwa 75 % ihres Volumens mit Flüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser geflutete und be- und entspannbare Ascheschleuse (3) angeordnet ist« daß darunter ein von diesem durch einen unteren AscheschleusenverschluS (8) absperr» barer« ebenfalls mit Flüssigkeit gefluteter und ebenfalls über des gleiche Leitungssystem be·» und entspannbarer Schlackebehälter (20) angeordnet ist» daß weiter innerhalb des ge« fluteten Teils der Ascheschleuse (3) im unteren Teil der" selben ein nach unten geöffneter und mit der Aschebreilei» tung (5) verbundener Ascheabzugstrichter (4) angeordnet ist, und daß ferner eine in dem untersten Teil der Ascheschleuse (3) einmündende Druckwasserleitung (15) vorhanden ist» und daß der Schlackebehälter (20) in seinem Unterteil einen pilzförmigen, in seiner Mitte mit dem Gestänge des unteren Schlackebehälterverschlusses (20) verbundenen Entwässerungsrost (21) mit darunter angeordneten* und nach außen führendeif Entlasserungsleitung (23), aufweist» und daß unter dieser gesamten

   ,.75 Vorrichtung ein Gurtbandförderer (25) oder ein geeignetes anders Fördermittel engeordnet ist»
2. 2· Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet» daß Ascheschleuse (3) und Schlackebehälter (20) Füllstandsmessungen aufweisen«
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Aschebreileitung (5) eine radiometrische oder andere Dickstoff messung (30) aufweist» und daß eine in diese Aschebreileitung (5) vor Einmündung dieser in eine Aschbreisammelleitung (24) einmündende Spülleitung (28) angeordnet ist.

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4. 4. Vorrichtung nach Punkt 1 und 3» dadurch gekennzeichnet« daß technologisch auf die Aschebreisammelleitung (24) folgend eine Aschetransportleitung (7) mit vorgeschalteter Klarwasserpumpe (6) angeordnet ist«
   (Hierzu ein Blatt Zeichnung)